

STEM教育是科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)四大學(xué)科整合的教育。起源于美國,作為應(yīng)對21世紀(jì)國際競爭所提出人才培養(yǎng)的一項國家教育戰(zhàn)略。STEM教育現(xiàn)已成為國際教育界的研究和實踐的熱點,重在提高學(xué)生的STEM素養(yǎng)。在勞技教學(xué)中,STEM素養(yǎng)不僅僅是上述四種素養(yǎng)的簡單融合,更在于學(xué)生能把學(xué)習(xí)到的各學(xué)科知識在勞技課堂上得以有效運用,進(jìn)而提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。要想在勞技教學(xué)中提高學(xué)生的STEM素養(yǎng),可以從“七精”——精當(dāng)?shù)哪繕?biāo)、精心的準(zhǔn)備、精煉的導(dǎo)入、精準(zhǔn)的指導(dǎo)、精要的評價、精美的作品、精細(xì)的板書七大教學(xué)環(huán)節(jié)滲透STEM教學(xué)理念。
目標(biāo)的導(dǎo)向功能
教學(xué)目標(biāo)對整個教學(xué)過程有導(dǎo)向、激勵、評價的功能,教學(xué)成敗很大程度取決于教學(xué)目標(biāo)是否準(zhǔn)確、具體、全面,要求是否適度。在勞技教學(xué)中,確定好精當(dāng)?shù)慕虒W(xué)目標(biāo),就為STEM教學(xué)活動的開展指明了方向。
如《木蜻蜓》一課,教師所確定的教學(xué)目標(biāo)中,可以有STEM教學(xué)理念的體現(xiàn):通過對木蜻蜓的觀察、分析,理解木蜻蜓升空的原理,掌握制作的方法和流程,培養(yǎng)自己的動手能力。讓學(xué)生理解木蜻蜓的升空原理,從而對學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)進(jìn)行有效提升。學(xué)生通過觀看動畫演示、實物操作后,得出了木蜻蜓升空的原理:木蜻蜓的葉片和水平旋轉(zhuǎn)面之間有一個傾角,這個傾角在葉片旋轉(zhuǎn)時將空氣向下推,形成一股強(qiáng)風(fēng),而空氣也給木蜻蜓一股向上的反作用升力。當(dāng)升力大于木蜻蜓的重量時,木蜻蜓便可向上飛起。
勞技教學(xué)的目標(biāo)不能僅僅只滿足于做成一個手工作品,更要注重教學(xué)目標(biāo)的多元化。《木蜻蜓》一課,學(xué)生在動手動腦的過程中融合了科學(xué)知識、數(shù)學(xué)知識、手工技能和工程統(tǒng)籌,體現(xiàn)了STEM教學(xué)理念。具體以下表為例:
精心準(zhǔn)備
勞技教學(xué)的課前準(zhǔn)備,除了要備教案、備學(xué)情外,很關(guān)鍵的是備好上課所要用的材料。材料對于勞技課堂來說是重中之重,沒有材料,學(xué)生的操作就無法完成。沒有操作,勞技課就無法開展。STEM教學(xué)理念下的勞技課堂,教師應(yīng)該備好STEM素養(yǎng)所涉及的科學(xué)、數(shù)學(xué)、技術(shù)和工程范疇的工具。
如在教授《桌面垃圾桶》一課,所涉及的材料和工具就有很多:
條件允許的話,可以將勞技教室設(shè)計成STEM教室,凡是勞技課堂所需要用到的材料都要有專柜放置好。在上課之前,教師提前將課上所需的材料放在學(xué)生的課桌上。一份是數(shù)學(xué)工具、一份是手工工具、一份是科學(xué)儀器或科學(xué)原理資源包、一份勞技制作記錄材料。
在材料準(zhǔn)備的過程中,也可以進(jìn)行學(xué)科學(xué)生學(xué)具的整合。如學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)具、科學(xué)學(xué)具、美術(shù)學(xué)具,完全可以應(yīng)用到勞技課堂中來。這樣可以使學(xué)科間的滲透更緊密,學(xué)具間通用得更廣泛了。由此可見,在準(zhǔn)備勞技材料時,教師可以充分運用STEM教學(xué)理念,引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會學(xué)科間的遷移應(yīng)用,通過知識、學(xué)具和情感態(tài)度的跨學(xué)科遷移,提高學(xué)生的STEM素養(yǎng)。
精煉導(dǎo)入
課堂導(dǎo)入階段是一節(jié)課的開始階段,導(dǎo)入效果會直接影響到接下來的課堂教學(xué)效率,影響到學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的積極性。課堂導(dǎo)入可以有很多方式,如談話導(dǎo)入、游戲?qū)搿嵨飳?dǎo)入、角色扮演導(dǎo)入、多媒體導(dǎo)入等。在勞技課堂中,運用STEM教學(xué)理念,可以重點關(guān)注學(xué)生課堂學(xué)習(xí)興趣的提高,快速集中學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)注意力,從而提高課堂導(dǎo)入的有效性。
如教授《平衡鳥》一課,我先出示一個平衡鳥紙質(zhì)模型,把鳥嘴抵在中指上,然后請學(xué)生猜猜接下來會發(fā)生什么。很多學(xué)生都說鳥會掉下來。于是,我慢慢地松開平衡鳥,平衡鳥竟然穩(wěn)穩(wěn)地保持著平衡!學(xué)生驚訝不已,紛紛問我這是怎么一回事。于是,我就向?qū)W生介紹這個是平衡鳥。進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真觀看多媒體動畫,了解平衡鳥的科學(xué)原理:平衡鳥之所以會平衡,僅僅因為整只鳥實際的重心在嘴尖這點的下方。雖然看起來鳥全身在空中,但是實際鳥的翅膀重量很輕,全身的重心還是在手指上。有了這個STEM教學(xué)理念下的精煉導(dǎo)入,課堂一下子把學(xué)生的積極性調(diào)動起來了。學(xué)生理解了平衡鳥的原理,也就激發(fā)了學(xué)生進(jìn)一步制作和探究的欲望。學(xué)生在制作的過程中,需要反復(fù)嘗試平衡鳥的“平衡點”。不怕失敗,及時改進(jìn),都緣于課前教師精煉的導(dǎo)入。
精準(zhǔn)指導(dǎo)
勞技課堂中,教師對學(xué)生的勞動技術(shù)的基本技法的指導(dǎo)尤為重要。STEM教學(xué)理念下的勞技教學(xué),更要突出教師的指導(dǎo)要針對學(xué)生的勞技作品的創(chuàng)新、發(fā)散性的思考和實踐的啟發(fā)。不僅能讓學(xué)生有一技之長,也能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力和創(chuàng)新思維。使教師的指導(dǎo)更加充滿活力,而不僅僅停留在形式上。
要提高學(xué)生的STEM素養(yǎng),首先教師要有相關(guān)的素養(yǎng):科學(xué)素養(yǎng)、技術(shù)素養(yǎng)、工程素養(yǎng)和數(shù)學(xué)素養(yǎng)。它要求勞技教師不僅要有過硬的勞動技術(shù)指導(dǎo)能力,還需具有完備的科學(xué)知識和數(shù)學(xué)知識,這樣才能在勞技課堂上有效指導(dǎo)學(xué)生的實踐操作。如在教學(xué)《翻蓋垃圾桶》一課時,由于要求學(xué)生需要掌握較熟練的金工技能,同時還要理解翻蓋垃圾桶的杠桿原理,這就要求老師在課前應(yīng)充分備好STEM素養(yǎng)教學(xué)所涉及的知識。不僅要向?qū)W生介紹杠桿原理,而且科學(xué)知識點必須講準(zhǔn)確。學(xué)科知識應(yīng)該是融合的而不是各自獨立的,有了學(xué)科滲透的融合意識我們才能更好的上好勞技課。在《翻蓋垃圾桶》各連桿部件的制作中,還需要學(xué)生充分運用數(shù)學(xué)知識,精確測量、嘗試、實驗、制作,最后得出一個比較合適的各連桿長度,以達(dá)到翻蓋垃圾桶比較好的翻蓋效果。作品做成后,教師還可以引導(dǎo)學(xué)生自行設(shè)計其他形式的翻蓋垃圾桶,這就進(jìn)一步激發(fā)了學(xué)生制作與探究的樂趣,有效的培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力。
教學(xué)過程中的評價
課堂評價是勞技教學(xué)的重要組成部分,評價應(yīng)貫穿于整個教學(xué)過程。通過評價,使學(xué)生不斷體驗進(jìn)步與成功,不斷接受提醒與引導(dǎo),讓學(xué)生在科學(xué)合理的評價中享受勞技學(xué)習(xí)的快樂。
STEM教學(xué)理念下的勞技課堂評價,已不再僅僅局限于針對學(xué)生的勞技作品進(jìn)行的評價,更注重于學(xué)生探索發(fā)現(xiàn)、創(chuàng)造能力、創(chuàng)新精神等方面的評價。具體評價時我們可以做到評價目標(biāo)明確,評價主體多,評價內(nèi)容廣。評價目標(biāo)是指學(xué)生在勞技制作過程中哪些是屬于科學(xué)素養(yǎng)范疇,哪些是屬于數(shù)學(xué)素養(yǎng)范疇?哪些又是屬于技術(shù)素養(yǎng)范疇的?我們都要有明確的評價目標(biāo)。做到有的放矢,才能更好的提高學(xué)生的STEM素養(yǎng)。評價主體多是指在課堂中,除了教師評價學(xué)生,也包括學(xué)生自我評價,生生評價,學(xué)生評價老師。教師可以讓師生互動的評價貫穿于整個勞技教學(xué)過程中,實現(xiàn)評價主體的多元化。這樣的評價也體現(xiàn)了STEM教學(xué)理念:評價的過程也是受教育的過程,亦是學(xué)生主動學(xué)習(xí)的過程。評價內(nèi)容是指評價的范圍不僅在學(xué)生制作時的勞動態(tài)度和勞動習(xí)慣、知識的理解和應(yīng)用、操作能力、創(chuàng)新能力和作品等方面,也涵蓋STEM素養(yǎng)范疇。評價應(yīng)突出STEM教學(xué)理念,有效促進(jìn)STEM學(xué)科的融合。
在勞技課堂中,筆者經(jīng)常會這樣評價學(xué)生:“你介紹的科學(xué)知識真棒,不愧是一位科學(xué)小博士呀!”“你在測量時又細(xì)心又準(zhǔn)確,真是一位小小數(shù)學(xué)家!”“你不僅僅是一位了不起的小小工程師,還是一位小科學(xué)家(數(shù)學(xué)家)呢!”這些評語激勵了學(xué)生實踐、探索與創(chuàng)新的興趣,能更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。
作品與創(chuàng)新思維
STEM教學(xué)理念下的勞技作品應(yīng)立足科學(xué)價值、數(shù)學(xué)價值、技術(shù)價值和工程價值。學(xué)生制作的作品已不僅僅局限于按照老師提供的范例做成一個“復(fù)制品”,更要注重創(chuàng)新、改造和提高。一件好的勞技作品,要給人耳目一新的感覺。加以科學(xué)知識、數(shù)學(xué)知識,通過較為熟練的技術(shù)和掌握工程學(xué)的方法,把勞技作品做得有知識含量,有技術(shù)含量,有藝術(shù)美感。
例如:著名臺灣創(chuàng)業(yè)品牌《紙箱王》,他們所創(chuàng)作的作品都是利用普通的瓦楞紙、牛皮紙等紙品制作而成的。材料簡單卻創(chuàng)意無限,而且“STEM味”十足。如制作一個可以坐人的瓦楞紙做的椅子,首先要考慮椅子的承受力,制作時還要考慮椅背的角度以及穩(wěn)定性結(jié)構(gòu),都涉及到科學(xué)和數(shù)學(xué)知識,對制作技術(shù)也有一定的要求。借鑒《紙箱王》創(chuàng)意活動,可以在勞技課上開展STEM紙工活動。學(xué)生非常喜歡這樣的活動,紛紛邀請家長一起來進(jìn)行有趣的紙工創(chuàng)作。查科學(xué)書籍,拿尺精心測量各部件,不斷創(chuàng)新嘗試,制作出了很多創(chuàng)意紙工作品,在活動中也培養(yǎng)了學(xué)生的合作精神。作為一個項目學(xué)習(xí)、制作,這個活動很好地體現(xiàn)了STEM鼓勵學(xué)科的融合。在制作中利用開放的性質(zhì),激發(fā)學(xué)生自我創(chuàng)新,在解決困難的同時鼓勵了學(xué)生更高層次的思維。充分利用已學(xué)的知識進(jìn)行作品框架建構(gòu),在團(tuán)結(jié)合作下共同完成制作。
提升解決問題的能力
勞技課堂上,教師運用多媒體教學(xué)可以達(dá)到優(yōu)化課堂結(jié)構(gòu),提高教學(xué)質(zhì)量。如在教學(xué)具體操作步驟時,生動的視頻和詳細(xì)的flash動畫演示,學(xué)生可以很好地了解制作步驟和重難點。但并不是說有了多媒體教學(xué),就可以放棄板書了。勞技教學(xué)中,精細(xì)的板書也極為重要。板書在勞技課堂中可以解釋一些基本的原理和需要操作的方法步驟,能夠使學(xué)生更好的鞏固知識點。
STEM教學(xué)理念下的勞技課堂中的板書,不僅應(yīng)將勞技制作的關(guān)鍵點予以適當(dāng)形式的展示,也需將數(shù)學(xué)與科學(xué)的相關(guān)知識點體現(xiàn)在板書中。這樣,學(xué)生在制作學(xué)習(xí)的過程中,能夠?qū)?shù)學(xué)、科學(xué)與技術(shù)范疇的相關(guān)知識“一目了然”,提高勞技教學(xué)的有效性。如《制作望遠(yuǎn)鏡》一課,板書中應(yīng)對于各領(lǐng)域的知識予以強(qiáng)化。如“認(rèn)識光的知識”屬于科學(xué),“幾何和鏡頭公式”屬于數(shù)學(xué),“望遠(yuǎn)鏡的制作過程”屬于技術(shù),而“鏡頭細(xì)化”則又屬于Engineering工程。這樣,板書中清晰體現(xiàn)后,利于學(xué)生掌握各領(lǐng)域知識或技能。再加上板書與多媒體教學(xué)的有效融合,能更好地促進(jìn)勞技課堂教學(xué)的有效性,提高學(xué)生各領(lǐng)域的素養(yǎng)。
勞技教師若在教學(xué)內(nèi)容、課程實施途徑和教學(xué)方法等方面能充分運用STEM教學(xué)理念,并通過對“七精”教學(xué)過程進(jìn)行詳細(xì)的滲透,在勞技課堂上能提高學(xué)生的STEM素養(yǎng)。通過探究式教學(xué),拓展學(xué)生對STEM勞技課程的興趣,提高學(xué)生的文化素養(yǎng),增強(qiáng)實驗、探究、制作的學(xué)習(xí)動力和興趣,建立各領(lǐng)域知識概念的大連接,增強(qiáng)對各領(lǐng)域概念的進(jìn)一步理解。通過對知識的綜合運用,以提高自己的創(chuàng)新思維和解決問題的能力。
(作者單位:江蘇省張家港市實驗小學(xué)北校區(qū))