1、例談基于 6E 教學法的 STEM 課程設計 摘要：STEM 教育不僅是科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）和數學（Mathematics）的首字母縮寫，更是學科素養有效融合后組成的一個有機整體。6E 教學法是 STEM 的教學法之一， 根據真實的生活情境，基于問題、基于項目進行教學。通過自主建構知識，跨學科與工具使用，學生進行科學探究，整個活動環節實在做中學，小組合作完成，在實踐中應用和獲取知識，培養學生問題解決能力和創新思維的教育。那 6E 教學法如何在課程設計中有效運用呢？ 筆者以具體的實踐課程案例進行淺析，充分體現出基于 6E 教學法的S

2、TEM 教育的理念和課程價值。 關鍵字：6E 教學法 ； STEM 教育 ； 做中學一、STEM 教育與 6E 教學法 （一）何為 STEM 教育？ STEM 是科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）和數學（Mathematics）的首字母縮寫。STEM 教育是學科素養有效融合后組成的一個有機整體，以真實問題解決為任務驅動，在實踐中應用和獲取知識，培養學生問題解決能力和創新思維的教育。 （二）STEM 教育之 6E 教學法1.6E 教學法的發展5E 教學環 20 世紀80 年代末，美國生物科學課程研究（The biology science Cur

3、riculum Study BSCS）開發了基于建構主義和概念轉變教學的一種教學模式5E 教學法，即引入（engage）、探究（explore）、解釋（explain）、精致（elaborate）和評估（evaluate），在國內外科學教育中影響比較廣泛。 隨著 5E 教學環在教學實踐中的應用越來越多，已有不同學者對5E 教學環進行改進以適應教學效果，甚至對 5E、6E、7E 等有了全新的理解。6E 相對于 5E 有哪些不同和發展呢？引入（engage）、探究（explore）、解釋（explain）、工程（engineer）、豐富（enrich）和評估（evaluate）。在 5E 教學環節

4、中探究式是中心環節，強調以科學實驗為主，豐富知識。6E 教學環節中工程是中心環節，強調綜合運用， 迭代設計，系統性思考和工程思維。 E 教學環為什么說它是 STEM 的教學法之一呢？ 6E 教學法與 STEM 教育教育特征有很大聯系，都是根據真實的生活情境，基于問題、基于項目進行教學。通過自主建構知識，跨學科與工具使用，進行科學探究，整個活動環節實在做中學，小組合作完成。 二、基于 6E 教學法的STEM 課程設計 6E 教學法如何運用到 STEM 教學中呢？下面以實際課程案例自制保溫杯進行淺析。活動過程和步驟如下： （一）活動準備階段 引入問題，興趣激發 （1）故事導入，激發興趣 多媒體出示

5、生活情境，請學生認真觀看，想一想：我們可以自己自制一個保溫杯嗎？ 引導學生交流自己搜集的關于保溫杯的相關知識。 教師總結。這節課，同學們就和老師一起自制保溫杯，比一比誰的想法最奇妙，比一比哪一個小組完成的又快又好。 看題質疑，引出探究 同學們要想自制保溫杯，我們需要準備什么呢？ 學生交流。 教師歸納 總結 自制保溫杯的材料？ 自制保溫杯的步驟、方法？ C.設計保溫杯的圖、表？ D.如何綜合使用生活中常見保溫材料？ 總結問題，引發探究 這么多的問題，需要大家齊心協力地解決。這些問題的解決不能只靠在課堂，還需要大家在課后積極的參與積極的實踐。單靠一個人的力量也不行，需要全班同學分組完成才行。（列出

6、小組名 單） 老師帶來了一個小視頻，我們先通過一個小視頻來了解一下在生活中如何自制保溫杯？ 請學生交流通過觀看小視頻知道了什么？ 教師總結：視頻不僅告訴我們自制保溫杯的方法、步驟，還向我們介紹了幾種在生活中常見的保溫材料。 你們想不想探究一下，初步設計出自制保溫杯的方案？ 2.探究問題，教授方法 我們在自制保溫杯之前，需要查找保溫材料的相關資料，需要查找進行保溫杯測試實驗的方法，那我們查找資料可以通過什么 途徑呢？ 學生交流 教師總結：我們可以利用課后的時間，在家用電腦網絡查找， 可以利用手機網絡，可以在學校通過學校的圖書室查找書籍報刊， 也可以在相關的圖書館查找。 搜集的資料我們可以用小視頻

7、的方式讓大家學習，也可以是文字，圖片，表格，思維導圖等等方式，都是非常好的總結概括的好方法。 （二）活動實施階段 交流材料，嘗試測試 學生通過多種形式進行匯報自己的探究成果。 （個人匯報、小組匯報，圖片展示，思維導圖，視頻介紹等） 教師進行總結和指導。 歸納總結出生活中常見的保溫材料（棉花、布、玻璃棉、海綿、錫箔紙等） 進行一個“怎樣讓瓶子里的熱水不容易變涼？”實驗。 A.將 5 個塑料瓶分別裝滿 60左右的熱水。 B.其中一個塑料瓶用玻璃棉緊緊包住，一個用布緊緊包住，一個用棉花緊緊包住，一個用錫箔紙緊緊包住，剩下一個不作處理， 你認為哪個塑料瓶最保溫？ C.將 5 瓶水靜置 10 分鐘，用溫

8、度計測量一下它們的溫度并記錄下來，共測量并記錄三次。 記錄單： 外包材料 初始溫度 10 分鐘后 20 分鐘后 30 分鐘后 無 60 棉花 60 布 60 泡沫棉 60 錫箔紙 60 明確步驟，設計方案 介紹方法，設計圖稿 根據上面環節的學習與實驗，介紹自己自制保溫杯的設 想，說清楚操作方法，再說一說選擇這樣制作的原因。 小組合作，先確定選擇什么材料制作保溫杯？再思考是選擇一種還是多種材料？請將保溫杯的設計圖畫下來，并注明所用的材料。 明確要求，選擇用品 明確任務要求： 利用現有的材料設計和制作一個保溫杯。 制作的保溫杯能使熱水保溫，降溫過程變慢。 材料有限，需要控制成本，成本越低越好。 自

9、制的保溫杯應方便攜帶、外形美觀。 介紹材料包： 材料成本表（假定） 材料名稱 單價 購買數量 棉花 6 元 泡沫棉 4 元 錫箔紙 2 元 布 4 元 膠帶 5 元 材料購買總金額（即成本）為元。3建造模型，科學探究 小組合作，自制保溫杯例舉制作方法： A.在塑料瓶的外面過上厚厚的一層棉花， B.在棉花外面裹上一層錫箔紙。 C.在錫箔紙外面再裹上一塊布或者套一個布套，然后扎緊固定好。 D.為了攜帶方便，可以在兩側加根繩子。 測試效果，豐富改進 測試效果：在自制好的保溫被中倒入 60 度左右的熱水。每隔十分鐘，測試它的保溫效果。 記錄單： 時間 水溫 初始 60 10 分鐘后 溫度下降到（ ）

10、20 分鐘后 溫度下降到（ ） 30 分鐘后 溫度下降到（ ） 40 分鐘后 溫度下降到（ ） 豐富改進：比一比，看誰制作的保溫杯更保溫。相互交流一下， 如何讓保溫杯更加保溫。 全班交流，精致改進自己的方案。 （三）總結交流階段 自我評價，生生評價 評審項目 評價標準 滿分 得分 設計圖 繪制清晰、明確 制作與設計圖相符 20 分 保溫效果 1.30 分鐘后，溫度下降 3以內，得 50 分 2.30 分鐘后，溫度下降 4至 8，得40 分 50 分 （1）自我評價我的評價表： 3. 30 分鐘后，溫度下降 9至 12， 得 30 分 4. 30 分鐘后，溫度下降 13以上，得20 分 包裝成本

11、 所用的費用最少，效果很好的。得 20 分。 在 20 分的基礎上每增加 1 元成本扣除 1 分。 20 分 外形 外形美觀、大方 包裝牢固、攜帶方便 10 分 （2）生生評價，在交流中互相學習，共同進步 2.總結提升 教師歸納總結：同學們通過聰明智慧，同心協力制作了保溫杯，解決了小朋友的問題，很棒。其實保溫材料在生活中也是有廣范應用的，我們要善于利用身邊看似很小的事物，也許會為我們的生活帶來意想不到的作用和便捷。 6E 教學環在 STEM 教育中的應用的過程充分體現了 STEM 的教學理念。一是引用環節，用有意義的主題吸引學生，以問題學習為特征讓學生參與其中，引起學生的學習動機。二是探究環節

12、，探究是 6E 教學法中的重要環節。學生圍繞著問題，憑借自己的知識經驗，搜集相關的資源，對要解決的問題做一個界定，明確問題，分析需求，思考解決方案，經過資料分析確定最佳方案。三是解釋環節，學生要整理梳理選擇的最佳方案，將其說給大家聽，說明為什么這樣選擇，以及預測怎樣去實施，會有怎樣的效果，老師引導學生要解釋探索的結果， 并加以傳播，老師可以請學生多種方式進行表達和抽象化自己的觀點。 四是工程環節，學生要利用材料和工具，將方案原型做出來，并加以改良，在這個過程中，學生所學的知識可以為他們提供工程建造的基礎，反過來，學生在實際設計建造過程中，又會發現自己需要什么知識和技能，在做中學，在動手中思考。

13、五是豐富環節，設計完成并不意味著結束，建造過程中發現自己所學知識和技能存在不足，就會回到知識，擴展概念，學會建構新知識的應用體系，學會遷移，這便是精致階段。教師則要指導學生將所學經驗做更深的探究思考和更廣的應用表現，精致階段往往也是被視為豐富階段，就是教師指導學生把所學到的知識和技能轉移到新的學習情境和領域中去，是一種學習的深化和遷移。六是評價環節，學習本身也是要在實踐中不斷修訂，螺旋前進的，評價幫助師生共同反思，進步，促進學生回憶自己所學知識和綜合表現，促進老師分析本單元的學習成果，確認下一步學習目標。讓學生體驗全新的學習過程，同時實現學生學習動力的多重啟發： 目標激勵，教師鼓勵，同伴挑戰，知識魅力，真正體現出一個開放的課堂教學，把主動權交給學生，把學習交給孩子，教師是引導者，組織者，也是協同學習者，讓學業和生活結合起來，和學生一起，帶著問題，帶著思考，認真做有價值的課程教育。 三、總結 通過課程實踐和學習經驗，讓我深刻地體會到：STEM 教育就是要讓學