敦改研究 ．基砧轰嘻强充２０１８／０７ ＳＴＥＭ教育下的“西溪小花篮＂拓展课程实践 赵丽玲 【摘要】 “ＳＴＥＭ”教育是时下非常流行的教学理念。杭州市留下小学的“设计和手工编织小花篮”是在杭 州西溪独特的地域文化背景下，发展成的具有较高欣赏价值的民间文化遗产，把它作为ＳＴＥＭ课程主题，以五年 级学生作为课程实践主体，利用科技软件设计小花篮并进行编织，将小学数学同科学、技术、工程等知识联系起 来，体现了数学学科核心素养的培养，大大拓展了学生的数学学习空间和工程应用能力。 【关键词】小学数学ＳＴＥＭ课程西溪小花篮 【中图分类号】Ｇ６２３．５ 【文献标识码】Ａ 【文章编号】１００２—３２７５（２０１８）０７—２８—０３ 近年来，随着科技的发展以及课程改革的实践， ＳＴＥＭ教育的研究和推进犹如雨后春笋般在国内蓬勃 开展起来。ＳＴＥＭ是科学、技术、工程和数学四门学 科英文名称的简称，它通过基于项目的学习、问题 识。同时这个年龄段的学生对外界事物有着强烈的 求知欲，喜欢尝试着自己做出判断，在教师的引导 和启发下，他们常常会对现有事物有不同的看法， 会提出自己独特的见解和认识。而学生的好奇心并 的学习和工程设计等方式将科学、技术、工程和数 学四门学科融合起来，在增强学生学习兴趣的同时， 也大大提高了学生的学习效率和学以致用的工程动 手能力。ｌ】］基于这样的教育教学目的，笔者以留下 小学的“设计和手工编织小花篮”作为ＳＴＥＭ课程 主题，并为其提供教学内容和教学设计，依据相关 教育理论，提出ＳＴＥＭ课程中学生数学工程思维培 不是时刻保持的，需要有外界新事物的激发。因此， 设计的课程与学生生活的联系必须紧密，最好来源 于学生的实际生活，对生活中的物品进行再设计， 这有助于教师更加容易创设情境，同时也有利于激 发学生的想象力，培养他们利用现有条件解决问题 的能力。【２ｊ 基于学生的这些特点，考虑如何选择ＳＴＥＭ课 程主题。结合留下小学的实际情况，西溪小花篮是 在杭州西溪独特的自然资源和文化背景下，发展成 的具有较高欣赏价值的民间手工艺品，留下小学的 学生已经对其有一定的认识和了解。选择“设计和 手工编织小花篮”这一特色活动作为ＳＴＥＭ课程实 养的教学设计模型，具体设计如下。 一、通过实践研究、案例分析的形式。确立课 程主题 该教学模型以杭州市留下小学五年级学生作为 实践主体。小学高年级的学生，注意力相对于低年 级的学生来说比较集中，语言表达能力较好，抽象 思维迅速发展，并在整个思维活动中逐渐占据优势， 学生在生活和学习中已经有了对外界环境较深的认 践主题，在教师创设不同的使用情境下开展调查、 研究与设计，学生因为比较熟悉就会更加投入。 教师和学生所在的ＳＴＥＭ环境是经过改进、适 合ＳＴＥＭ课程开展的环境。学习环境布置采用小组 赵丽玲／浙江杭州市留下小学，二级教师，从事小学数学教学（杭州３１００００） 己日Ｉ ＪＩＣＨＵ ＪＩＡＯＹＵ ＹＡＮＪＩＵ’荽 矗哼＿强免 赵丽玲ＳＴＥＭ教育下的“西溪小花篮”拓展课程实践 式的课桌排放方式，并且尽量满足教师和学生每人 都有一台电脑。通过投影仪和投影幕布创设教学情 境，其中投影仪用于学生展示设计好的作品。 二、结合学生经验。利用软件工具，明确课程 目标和具体教学过程 在选定“设计和手工编织小花篮”作为ＳＴＥＭ 课程主题后，依据ＳＴＥＭ教育理念进行相关的教学 设计，明确以下的课程目标： ①知道家乡手工编织精品西溪小花篮蕴涵的历 史文化，了解小花篮编织设计工艺流程，了解小花 篮编制的材料和基本技法、基本步骤。②运用ＳＴＥＭ 中的工程思维探究方法和步骤解决实际问题，即按 照设计编织小花篮。③体验设计乐趣，体会设计之 美，锻炼编织的动手能力。 先通过引导学生结合自身经验，解决教师设置 的编织小花篮的工序这一问题，再根据教师给出的 资源以及学生已有的知识储备，完善自己的思路和 设计方案，然后通过框架进行模型构建，将设计想 法呈现出来，最后通过动手实践完成自己的作品。 具体教学过程如下： 根据杭州西溪湿地常见的民俗小花篮，提出一 个如何编织小花篮的问题一分析问题，确认变量做 出假设并初拟方案一小组陈述方案，师生评价，讨 论可行性，小组优化各自方案一实施实验方案，教 师引导学生注意相关问题，利用数学方法处理、解 释相关数据，并给出合理判断一小组交流评价，作 必要的反思和修改，最后提出进一步探究的问题。 下面是具体做法： 第一步，创设情境。西溪小花篮不仅是民间手 工编织的精品，而且还承载着“西溪文化”，在杭州 西溪民俗博物馆有大量相关展出，是学生在日常生 活中看得见、摸得着的西溪文化的物化表现形式， 具有传承历史文化、弘扬中华民俗的现实意义。通 过展示西溪小花篮的成品以及相关的小花篮图片， 让学生结合熟悉的日常生活，激发探索知识的渴望， 从而再次明确本次课程的主题。教师总结出本节课 的任务为设计精巧的西溪小花篮并介绍设计过程， 澄清问题、设计规范、分析概念、实验、评价并记 录设计过程的方法。 第二步，学生对教师提供的手工小花篮实物进 行观察和研究，加深对“设计和编织小花篮”问题 的理解。对于如何设计小花篮的问题，让学生参考 相关资料，分析小花篮设计问题中的变量，然后确 认变量做出假设并初拟方案。教师可以通过播放相 关的小花篮编织视频，让学生了解整个编织制作过 程，了解如何设计和编织的相关技巧。小组内先讨 论每个人的设计思路，并确定最终的思路，根据教 师讲授的编织技巧，手工编织好大体的框架并做好 记录，小组陈述方案，师生一起讨论、评价可行性， 小组优化各自的初始小花篮设计方案。然后各小组 借助３Ｄ Ｍａｘ和Ｐｈｏｔｏｓｈｏｐ软件进行小花篮模型建模 优化设计，在建模中检验方案设计的局限与不足， 并对草图改进，最终完成设计的３Ｄ模型并做好记 录。学生结合小组内提出的设计方案选择恰当的调 查方式，并设计调查方案，研究设计方案的可行性 和满意度。教师进行设计辅导并引导学生做好记录。 学生根据调查出的结果制作海报，通过海报的形式 分享调查方案、过程及结果。小组之间进行相互评 价。教师对学生的调查过程及结果进行评价，并总 结探究小花篮设计、编织问题的方案。在教师的引 导和已有生活经验和知识储备的基础上进行小组讨 论，最终得出大家认可的一个或几个设计方案。 第三步，实施小花篮编织设计方案，根据设计 好的３Ｄ小花篮模型进行手工编织。教师可以给学生 提供一些调查途径，如上网络调查、到图书馆查阅 资料、向教师求助等，学习如何编织小花篮。教师 要求学生根据前面设计、调查所确定的方案编织自 己的手工小花篮。同时教师要引导学生注意设计方 案中变量选择的相关问题，利用数学方法处理、解 释相关数据，并给出合理判断。 第四步，分享交流和评价。学生完成最终成品， 即按照３Ｄ模型设计方案编织出相应的小花篮，然后 进行评测，看是否适合设计方案，达到相应的设计 效果，并与其他小组的成品对比扩展自己的思路， 教师对学生的学习过程和作品做出评价，学生进行 自我评价。 在具体的评价交流过程中，每个小组有两名学 生代表上台对编织过程与编织结果进行讲述。对于 所涉及的数学原理，有的小组认为小花篮的编织利 用了三角形稳定性原理，小花篮的提手和花篮的边 组成了一个三角形，使得这个整体能够稳定在桌面 ２０１８年４月’０７ ｌ己９ 赵丽玲ＳＴＥＭ教育下的“西溪小花篮”拓展课程实践 上，还有的小组认为是运用了分割相加的原理，这 大大拓展了学生的知识面。在学生谈起这节课其他 的收获时，第一组的学生说收获最大的就是在设计 过程中要考虑实际情况，他们设计的模型因太过复 杂以至于很难完成，最后将设计简化才完成了模型 的建立。第二组的学生觉得借鉴已有的小花篮样式 有助于自己更快地设计，大大提高了效率。第三组 的学生认为设计小花篮的样式除了借鉴之外还应该 有所改变，他们小组在原有单层小花篮的基础上设 计出双层小花篮，很有创新性。 三、对具体课程实施进行回顾，总结存在的问 题并提出建议 综合学生的表现，ＳＴＥＭ课程为学生工程思维 的培养提供了良好的平台，能帮助培养小学生的工 程思维，让大部分的学生都能通过这样的课程，对 工程决策一工程设计一工程施工一工程验收各个不 同工程实施阶段都有了一定了解，培养了学生精益 求精的工程师思维。同时要求学生动手，这不仅锻 炼了学生的动手能力，而且还让他们学以致用，从 所得的劳动成果中回溯课堂上所学习的课程理论知 识，真正做到把科学知识应用于实践，并在实践中 完善巩固所学知识。而且３Ｄ设计课程也极大地拓展 了学生的空间思考能力，让他们思考问题的角度由 平面向空间立体结构进行延伸拓展，让他们在今后 的学习、工作中，解决问题、解决冲突的时候能提 供更多的思路。／３１ 通过教学方案、课堂观察以及最后编织出的小 花篮相关数据分析，结合上课教师的反馈交流，得 出存在的问题，具体有以下三点。 第一，学生调查探索环节耗时较多，前期需要 教师更多的引导。由于学生长期处于传统课堂，大 多习惯被动接受知识，这个年龄段自身认知能力与 自学能力较弱，调查探索环节的意识、方法与步骤 不能熟练运用，整个环节也容易出现一个人探索、 其他人无所事事的现象，这时候教师应该引导学生 分配好角色和任务，让每个人发挥自己的力量，共 同完成探究活动。 第二，学生不能把３Ｄ设计图形转换为三维模 型，学生缺乏三维构图的相关知识，知识面还是仅 ］ｌ口ｌ ＪＩＣＨＵ ＪＩＡＯＹＵ ＹＡＮＪＩＵ’＿垂砧Ａ有强免 仅局限于二维的问题，有很多学生在建立模型时遇 到了较大的困难，往往设计出的模型很难转换为实物。 第三，学生完成各个任务缺少反思与再想象的 环节。学生缺少对整个工程设计过程的了解，往往 设计初步完成后就立刻开始实施。教师需要向学生 强调设计是一个螺旋上升的过程，需要在设计过程 中不断反思与改进。 关于小学ＳＴＥＭ课程实践的几点建议： 在小学阶段，ＳＴＥＭ教育改革正处于初级尝试 时期，许多标准和制度尚不健全。为了更好地实施 和开展ＳＴＥＭ，我们需要注意以下三个方面：①加强 ＳＴＥＭ的相关教学理论宣传和教育，大多数中小学对 其理念尚不完全理解，资金投入不够限制了其在国 内的发展。政府要加大资金投入和宣传。②培养优 秀的ＳＴＥＭ教师。 “天才的培育离不开培育天才的 土壤”，只有通过不断开展教师培训，优化教师团队 的质量，才能够进一步推动国内ＳＴＥＭ教育的发展。 ③注重ＳＴＥＭ实践教学。通过开展富有特色的ＳＴＥＭ 科学创意活动和ＳＴＥＭ创新课程能够培养学生对科 研的热爱和兴趣，不断完善教材、课程和实验室的 建设，为青少年科学素养的培养提供坚实的平台。问 未来国家之间的竞争归根结底是人才之间的竞 争，为实现美丽富强的中国梦，我们需要拥有强大 的科技创新能力和国际竞争力，以顺应知识经济时 代全球化和信息化的大趋势，因此需要大力促进数 学、科学、工程和技术（ＳＴＥＭ）学科的融合发展。 随着我国新课程改革的逐渐深入，ＳＴＥＭ教育理念将 会把我国的小学教育推向一个新的高度。 【参考文献】 ［１］Ｈｅｈｄｉ Ｋ Ｐ．ＳＴＥＭ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ：Ｃｏｎｃｅｐｔｓ，Ｍｅｔｈｏ— ｄｏｌｏｇｉｅｓ，Ｔｏｏｌｓ，ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ［Ｃ］．ＵＳＡ：Ｉｎｆｏｒ ｍａｔｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ， ２０ １ ５． ［２］杨亚平．美国、德国与日本中小学ＳＴＥＭ教育比较 研究［Ｊ］．外国中小学教育，２０１ ５（８）． ［３］傅骞，刘鹏飞．从验证到创造——中小学ＳＴＥＭ教 育应用模式研究［Ｊ］．中国电化教育，２０１６（４）． ［４］秦瑾若，傅钢善．ＳＴＥＭ教育：基于真实问题情景 的跨学科式教育［Ｊ］．中国电化教育，２０１ ７（４）． （责任编辑云峰）
