从《我的led》探stem理念

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1、从《我的LED》探STEM理念-科学论文从《我的LED》探STEM理念袁洋STEM教育综合了科学、技术、工程与数学等学科，具有跨学科、跨领域的特点，以及学习情境的生活性和真实性的特征。将STEM教育引入中小学科学课堂的有效策略就是融合：基于一个真实的项目主题，将科学、技术、工程与数学形成一种相互支撑、相互补充、共同发展的关系，在不同学科和领域的碰撞、交互中，帮助学生实现深层次、理解性的学习，从而培养儿童各个方面的技能和知识。那么，围绕什么样的项目主题，以及衍生出什么样的教学设计才能体现STEM教育理念呢？在中国科协“做中学”科学教育改革实验项目教

2、学中心（东南大学）和玄武区科学教研组的指导下，在苏教版《科学》五年级上册第三单元《简单电路》的基础上，我进行了STEM课程的改编，形成了LED项目，现就项目中的一节试水课——《我的LED》，来探讨STEM理念。一、教学设计本课以发光二极管(LED)为主题，从科学、数学、工程和技术的角度对LED的电路特性进行研究和应用。从课程内容的角度来说，LED的电路特性与小灯泡差异较大，需要分解出合适的教学活动作为脚手架，支撑整体项目研究；从学生学习的角度来看，学生虽然没有接触过LED这种电子元件，但是对其在电路中的特性和应用的掌握，可以参照已经完成了的简单电

3、路中的学习。于是，围绕本课主题，我制定了4个领域具体且有针对性的教学目标和教学流程图（图1）：S（科学）：知道LED的特性（单向导电性）；认识电路中LED与小灯泡在电路中的区别；巩固对闭合回路的认识。T（技术）：能用简单的方法连接多个LED的并联电路，完成作品，在制作过程中考虑元件之间连接的技术问题。E（工程）：能够设计并联电路，完成让LED电路板亮起来的项目作品。M（数学）：能够计算电路所需耗材。二、教学过程1．导入：生活情境代入，聚焦研究对象开设公开课时，正值圣诞节临近。我选取了一些LED灯装饰的圣诞树图片，还原节日气氛，将学生引入生活情境，

4、聚焦本课的研究对象-LED。对新的对象如何去研究？我调用学生在《简单电路》单元学习时获得的已有经验和方法。“最近我们这个单元学了什么？”“在简单电路中，你做过什么有成就感的研究？你是怎么做的？”这些引导性问题，一方面可以帮助学生明确学习的起点，增添信心和兴趣；另一方面，为学生在后续任务中，对LED和小灯泡间的差异而产生的认知冲突做铺垫，激发学生思维，解决新问题。在实践前，学生已经通过简单电路的学习，获得电路的基本知识和技能。学生表示，不仅能让1个小灯泡亮起来，还能设计电路让2个甚至3个小灯泡同时亮起来。因此，学生对LED的研究表现出很强的兴趣和信

5、心。2．任务一：点亮一个LED我给各组发放了1只LED让学生充分观察，聚焦LED的结构。与之前学习的小灯泡做类比，学生很容易发现LED上面的部分和灯泡很类似，下面却有两个金属丝，一长一短。“猜一猜，这两根金属丝是做什么用的呢？”不少学生能够预测LED的金属丝是引脚，用来接人电路。教学过程自然过渡到第一个小任务。“如果这两根金属丝是用来连接电路的，老师给各个小组发1个纽扣电池，你试试能不能让这个LED亮起来？”学生在动手实践中发现LED在电路中的单向性特点。因为选择的随机性，学生动手实践时，全班出现了两种结果。当LED的长脚接触电池正极，短脚接触电

6、池负极时，LED会亮，反之，LED不亮（图2）。LED与以前学习的小灯泡的电路特性完全不同，使学生的学习过程始终处在“产生冲突、解决冲突”的过程中。新问题的不断产生，刺激学生持续思考。借助微视频的动画演示，学生能够进一步明确LED电路符号的意义，以及在电路回路中的单向性意义。3．任务二：点亮两个LED“老师再给你1个LED，还是刚才的那1节电池，你能让它们在电路中一起亮起来吗？”根据简单电路的已有知识，学生很快讨论出两种电路连接方式：串联和并联。根据学生的讨论顺序，我展示已画好的两种电路图，让学生确认是串联还是并联。在学生明确两种电路连接方式后，

7、我发放了导线和LED，由各小组自由选择串联或者并联的方式连接完整的回路，尝试完成任务。学生在动手做时，我发现利用导线连接一个闭合回路对学生的技术提出了考验。一些小组无意间把连接LED正负极的导线触碰到，导致对应的LED灯短路，出现了仅有1个LED灯亮的情况，或者两个灯都不亮的情况。这个技术问题，我在全班交流时进行了讨论和强调。经过调整，原先选择串联的小组，由于因为部分短路出现的仅有1个LED灯亮的情况变成了没有1个LED亮；原先选择并联的小组，由于短路出现的没有LED灯亮的情况变成了2个LED亮。这样，全班发现，在用1个纽扣电池作为电源的情况下，

8、正确连接电路的各个元器件，只有并联的方式才能成功点亮2个LED（图3）。4．成品制作：创作LED灯牌，解决实际问题“如果还是1个电池，再