基于STEM 理念下的科學教學實踐
——以《保護雞蛋》一課為例

朱穎泉

2017年，中國教育科學研究院STEM教育研究中心發布了《中國STEM教育白皮書》。同年，教育部印發新的《義務教育小學科學課程標準》中，加入工程實踐和跨學科學習方式建議，而這兩方面正是STEM教育理念的重要特征。在小學科學教學中，嘗試在STEM理念下的教學實踐，是非常必要的。

一、STEM教學，注重從實際項目入手

STEM教學理念是基于項目的學習。而項目的確立，需要從多個方面考慮。首先，項目應來源于生活中的實際問題。其次，項目應能激發起學生的學習興趣。最后，項目的難度應從學生角度考量，不宜太難，讓學生無法入手，也不應太易，不具挑戰性。

例如，在《保護雞蛋》一課中，教師播放宇航員乘坐返回艙從空中回到地面的視頻時講道：“讓宇航員安全地回到地面，是科學家需要解決的一個難題。這時，返回艙就起到了一個很好的保護作用。在課堂上無法研究真正的返回艙，但我們能否給常見的雞蛋制作一個保護裝置，讓雞蛋落到地面，但不碎。”由真實的情境導入，讓學生心中產生震撼的效果。再通過合理的引導，讓學生明確本節課的目的。當教師出示課題時，很多學生都表示出了濃厚的興趣，在學生看來，“保護雞蛋”既好玩又有挑戰性。

真實情境的引入，轉移到生活中的難題上，貼近學生的認知，利于學生從實際角度去思考探索。同時，讓學生明確課堂的研究項目是設計制作一個保護裝置，讓學生意識到，整個學習是圍繞這個項目，是為了突破項目。

二、STEM教學，引導學生進行工程實踐探索

STEM教學的工程實踐探索，是解決實際難題的一個過程。這個過程包括：設計、改進、制作，再設計、再改進、再制作等多次重復的步驟，只有不斷地改進方案，優化設計，才能制作出更好的創意作品，從而解決問題。

例如，在《保護雞蛋》的教學中，教師先啟發學生思考：“雞蛋在平常情況下，落地會碎，找出雞蛋易碎的原因。”學生找出雞蛋的殼比較脆、薄，地面硬，雞蛋落地的速度快等原因。教師適時提出問題：“怎樣才能讓雞蛋不碎呢？”學生很快意識到要從其原因入手，找到加厚雞蛋殼、給地面鋪一些材料以及減慢雞蛋下落的速度等方法。當學生解決問題的思維層層深入后，教師再向學生出示一些材料，讓他們根據材料，分小組進行合理的設計、制作、嘗試。通過“找出原因—想出策略—合理設計—交流論證—嘗試制作—實際檢驗—深挖原因—優化設計—制作檢驗”這條思路，引導學生進行實踐。

三、STEM教學，提高學生合作學習能力

STEM教學強調合作性，在過程中培養學生的合作能力。項目的解決，工程實踐的探索，本就是在小組相互幫助、相互啟發下進行的，教師應引導學生以小組為單位，共同找出原因，進行設計、評價、制作等，同時，教師也要注意以小組成員的共同表現進行評價。

在《保護雞蛋》的教學實踐中，處處體現了學生的合作學習。組內合作，討論出雞蛋會碎的原因、設計制作出合理的保護裝置；組間合作，交流論證設計的合理性、實施的難易性等；班級合作，找出失敗小組的原因，給出合理的建議。學生只有經歷多層次、多方位的合作學習，才能提高合作學習的能力。

總之，STEM教學不是單純地對各學科知識的簡單融合，而是基于項目的學習，更關注對學生合作、創新以及解決實際問題等能力的培養。