STEM背景下科學活動的組織與實施

◇高先峰

隨著STEM教育日益受到社會關注，開展STEM教育已成為教育界討論并實踐的熱點。如何利用現有的科學活動，推進STEM教育，幫助學生打好扎實的科學、技術、工程和數學知識的基礎，培養學生創新精神與實踐能力，成為非常值得研究的課題。筆者結合所在學校的實際情況，從科學課程的實施、小科學院活動、創客教育活動、課題研究的開展等方面，探討如何在STEM背景下進行科學活動的組織與實施。

一、STEM教育與科學課堂的融合

在小學科學教材中，有相當一部分內容適合融入STEM 教育。以教材科學概念為基礎，結合工程、技術、數學學科并加以整合，能設計成一個個有創意的STEM 活動課程。

在蘇教版《科學》五年級“形狀與結構”單元第二課《搭支架》中，有一個教學環節是建高塔。如果僅僅按照教材中提供的吸管等材料進行搭建，受到材料的限制，無法發揮學生的想象力。筆者結合當今流行的STEM 教育理念，將科學、工程、技術、數學融為一體，借助胡蘿卜、牙簽等材料，開發了STEM 案例。在實踐中，學生們從基礎的四邊形、六邊形、三角形入手，逐步嘗試搭建，在搭建的過程中，學生們發現結構不穩等問題，然后嘗試改進，一步步走向成功。學生不僅體驗了形狀與結構的關系，同時通過成本控制，合理利用材料，增加了合作意識。學生通過參與、合作、分享和創新，既像科學家一樣探究，又像工程師那樣做產品。

二、STEM教育與少年科學院活動的結合

新頒布的《小學課程標準》增加了關于“技術與工程”方面的要求。我們在此基礎上，將STEM教育與少年科學院活動相結合，獲得了較好的效果。

學校組建了“金色陽光”少年科學院，聘請校內骨干教師作為導師，以開設小課題研究、講座、展示等形式，開展各方面的科學研究。目前，在少年科學院的統籌下，組建了無線電分社、創新分社、“金鑰匙”分社、模型分社、信息分社、美術分社等多個社團，形成了具有一定規模、有一定知名度的大科技教育模式。STEM教育則依托學校的少年科學院，在開展的各類活動中，體現著STEM 教育精神。

學校每年都派出優秀學生代表，參加江蘇省科學小院士評比。近三年，已有5名同學被評為“江蘇省科學小院士”稱號，他們提交的針對社區、城市等多個科學建議均被評為特等獎、一等獎。而這些建議，也都有著STEM教育的影子。

學校“金色太陽”業余無線電社團，多年來，已與一百多個國家和地區的電臺進行了空中聯絡。學生們利用無線電元器件，裝配各種電路，既要進行電路設計，又要自己動手進行電路組裝，科學知識與工程技術得到完美的統一。

科幻畫類“書畫社團”特別注意保護學生的個性發展，尊重他們的個人創意，發揮美術學科特有的魅力。有多幅作品曾獲江蘇省“我的低碳生活調查體驗活動”、鎮江市青少年科技創新比賽科幻畫特、一、二等獎。

學校每年都舉辦一屆歷時一個月的主題科技節和一周的科普周活動，先后有塔趣、車趣、手工節、航模節、卡趣等科技專題活動。在活動中，學生既要對模型進行繪圖設計，又要利用已有的材料進行精確的計算，最后再進行材料加工，完成最終的作品。這一系列的活動，無不體現著平時科學課中的STEM教育。

三、在創客活動基礎上開展STEM教育

創客教育是STEM教育的主流表現形式之一，也是STEM教育的進一步延伸和拓展。

學校設立了創客實驗室，涵蓋機器人搭建、3D打印體驗、無人機和物聯網等項目的創新制造活動中心。目前在五年級進行了全面的創客教學，并組建了創客社團。主要內容有：認識物聯網、STEAM教育的開源平臺機器人、無人機、3D打印等其他項目。

此外，學校還與鎮江市瑞泰數字科技園結成對子，定期組織學生赴科技園中的創客中心，參與編程、3D打印、建模等多種STEM活動。

四、STEM教育與課題研究

在教師層面，可以根據自己原有任教學科與STEM可能的交集，尋求可能的突破方向，依托特色綜合實踐板塊校本課程、特色拓展探究板塊校本課程建設，實施相關的自我研發科目。這些都是我們教師作為課題進行研究的切入點。

目前我們學校開展了省級課題“立足課堂，挖掘‘生活化’資源，提高小學生的美術素養”、市級課題“思維導圖在學生思維可視化課堂中的運用”“基于創客社團環境下創新思維發展的研究”“基于全人教育理念下小學科學STEM課程開發與實施的研究”、區級課題“以‘做中學’為中心的小學科學探索性學習研究策略的研究”等多個課題的研究。學校還加入潤州區STEM 研究中心，組成團隊，共同研發實施相應的STEM校本課程課題。借助STEM課題的研究，更新自己的相關知識、發展相應的教育教學能力，在實踐中發展，在發展中推動實踐。

STEM在國內還是個新興領域，目前尚未形成完整的理論體系和操作性強的模式的現狀。以上介紹的僅是筆者學校開展STEM教育的部分項目，目前仍處于探索階段，今后我們還將借助一些更高的平臺，汲取發達國家和地區的經驗，更好地實施STEM教育。