深入挖掘，讓STEM教育不再神秘

楊柯君

[摘要]我們完全可以在平常的科學(xué)教學(xué)中注意挖掘一下每一課的STEM元素，進(jìn)而設(shè)計(jì)出適合本課的STEM活動(dòng)，以平常心來(lái)踐行sTEM教育;當(dāng)然，如果能結(jié)合一些科技活動(dòng)項(xiàng)目，以這些活動(dòng)為載體，進(jìn)而設(shè)計(jì)出一整套STEM系列活動(dòng)，實(shí)實(shí)在在地踐行STEM育就更好了。毋庸置疑，我們不管以哪種方式來(lái)踐行STEM育，都能不斷提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)，為培養(yǎng)實(shí)現(xiàn)“中國(guó)夢(mèng)”的人才打下基礎(chǔ)。我們可以在解決“難題”中完善科學(xué)探究，在材料選擇時(shí)實(shí)施工程教育，在改進(jìn)工藝時(shí)感知技術(shù)教育，在測(cè)量計(jì)算時(shí)踐行數(shù)學(xué)教育。只要我們不斷探索、不斷實(shí)踐，就一定能開(kāi)發(fā)出更多基于科學(xué)探究、可行和有效的STEM課程，從而不斷提升學(xué)生STEM素養(yǎng)。

[關(guān)鍵詞]科學(xué)教學(xué);STEM教育

[中圖分類號(hào)]G623.6 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1007-9068（2020）12-0078-02

STEM，是近年來(lái)在世界上非常火的教育概念，STEM代表科學(xué)（science），技術(shù)（Technology），工程（Engineering），數(shù)學(xué)（Mathematics），STEM教育就是一種將科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)結(jié)合的跨學(xué)科融合教育。2013年，為了培養(yǎng)新時(shí)代的人才，有識(shí)之士將STEM教育引入我國(guó)，同時(shí)開(kāi)始了STEM教育的一次次嘗試。然而，現(xiàn)行的小學(xué)科學(xué)教學(xué)體系有很多因素制約著STEM教育的開(kāi)展：課時(shí)少，課時(shí)分散，沒(méi)有參考……于是有人望而卻步了。于是，STEM教育似乎可望而不可即了，神秘感也油然而生。但是我想，我們完全可以在平常的科學(xué)教學(xué)中注意挖掘一下每一課的STEM元素，進(jìn)而設(shè)計(jì)出適合本課的STEM活動(dòng)，以平常心來(lái)踐行STEM教育;當(dāng)然，如果能結(jié)合一些科技活動(dòng)項(xiàng)目，以這些活動(dòng)為載體，設(shè)計(jì)出一整套STEM系列活動(dòng)，實(shí)實(shí)在在地踐行STEM教育就更好了。毋庸置疑，不管我們以哪種方式來(lái)踐行STEM教育，都能不斷提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)，為培養(yǎng)實(shí)現(xiàn)“中國(guó)夢(mèng)”的人才打下基礎(chǔ)。下面，結(jié)合《空氣火箭》一課，談?wù)勎以谛W(xué)科學(xué)教學(xué)中踐行STEM教育的點(diǎn)滴體會(huì)。

一、在解決“難題”中完善科學(xué)探究

在現(xiàn)如今小學(xué)科學(xué)課堂，我們科學(xué)老師總是設(shè)計(jì)出一個(gè)個(gè)科學(xué)探究活動(dòng)，引領(lǐng)學(xué)生親歷科學(xué)，讓他們像科學(xué)家那樣“真刀真槍”地搞科學(xué)，并在探究的過(guò)程中思考、經(jīng)歷、感悟、體驗(yàn)。于是乎，小學(xué)生的科學(xué)探究能力得到了一定的培養(yǎng)，但是學(xué)生的技術(shù)素養(yǎng)、工程素養(yǎng)卻沒(méi)有得到培養(yǎng)。而缺少了技術(shù)素養(yǎng)和工程素養(yǎng)培養(yǎng)的科學(xué)教育又是不完整的。為了培養(yǎng)具有科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)等綜合素養(yǎng)的未來(lái)接班人，我們必須重新審視原有的科學(xué)探究活動(dòng)，從工程和技術(shù)的角度出發(fā)，結(jié)合相應(yīng)的科學(xué)概念設(shè)計(jì)出具有STEM元素的活動(dòng)，從而完善我們的科學(xué)教育。例如《空氣火箭》一課中有研究空氣火箭飛得遠(yuǎn)近與什么因素有關(guān)的科學(xué)探究活動(dòng)，如果我們只是按照“提出問(wèn)題——做出假設(shè)——實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證——得到結(jié)論”的科學(xué)探究四部曲帶領(lǐng)學(xué)生探究，學(xué)生的綜合素養(yǎng)很難得到提升。但是，如果我們把這個(gè)探究活動(dòng)稍稍改動(dòng)，讓它難一點(diǎn)，“讓學(xué)生想辦法制作一個(gè)發(fā)射得更遠(yuǎn)的空氣火箭”，效果就不一樣了，學(xué)生們?yōu)榱私鉀Q這個(gè)“難題”，不僅會(huì)先去探究搞明白“影響空氣火箭飛得遠(yuǎn)近的因素”，還會(huì)從材料、制作工藝等方面綜合考慮，從而改造出飛得盡可能遠(yuǎn)的空氣火箭來(lái)。這樣，一個(gè)原本只能培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力的活動(dòng)，由于滲入了工程和技術(shù)因素，變成了一個(gè)具有STEM元素的活動(dòng)，學(xué)生一旦經(jīng)歷了這樣的活動(dòng)，其綜合素養(yǎng)都會(huì)得到提升。

二、在材料選擇時(shí)實(shí)施工程教育

在科學(xué)教學(xué)中，材料的準(zhǔn)備是至關(guān)重要的，可以說(shuō)沒(méi)有“材料”就沒(méi)有“經(jīng)歷”，就沒(méi)有“發(fā)現(xiàn)”。那我們應(yīng)該給學(xué)生提供怎樣的活動(dòng)材料呢？無(wú)疑，有結(jié)構(gòu)的材料是上上之選。因?yàn)椤坝薪Y(jié)構(gòu)的材料”往往更便于學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題，以獲取新知。我們?cè)谄匠５目茖W(xué)教學(xué)中，經(jīng)常會(huì)采用材料超市的方式給學(xué)生提供材料，這些材料往往是經(jīng)過(guò)我們精選的有結(jié)構(gòu)的材料，期望學(xué)生利用這些材料通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究輕松地獲得結(jié)論。不容置疑，這些有結(jié)構(gòu)的材料對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力的確起到了不可或缺的作用，但對(duì)于學(xué)生其他素養(yǎng)的提升卻收效甚微。于是，我在想，要是精選材料的事情不是由教師包辦代替，而是由學(xué)生自己完成，不就可以讓學(xué)生通過(guò)材料的選擇，接受工程方面的教育嗎？所以在本課中，我設(shè)置了一個(gè)特殊材料超市，在這個(gè)材料超市中物品有的是有結(jié)構(gòu)的材料、有的卻不是。我讓學(xué)生根據(jù)自己的設(shè)計(jì)，自行選擇需要的材料，再進(jìn)行制作。學(xué)生們?cè)诮?jīng)過(guò)了幾次材料的選擇和嘗試后終于選出了合適的材料，然后通過(guò)不斷嘗試改進(jìn)，終于制作出一個(gè)盡可能飛得遠(yuǎn)的空氣火箭，不知不覺(jué)中，學(xué)生們接受了工程教育的洗禮。

三、在改進(jìn)工藝時(shí)感知技術(shù)教育

一個(gè)設(shè)計(jì)要變成現(xiàn)實(shí)，就必須有好的原材料，然而有了好的原材料，沒(méi)有相應(yīng)的技術(shù)支持也還是不行的。在科學(xué)教學(xué)中，有很多時(shí)候，我們常常會(huì)讓學(xué)生利用一些由教師預(yù)先準(zhǔn)備好的活動(dòng)器材來(lái)進(jìn)行某些探究，以便學(xué)生能輕松地完成科學(xué)探究活動(dòng)。但是這樣的話，學(xué)生只做了一件沒(méi)有技術(shù)含量的活動(dòng)，只是去模仿教師實(shí)驗(yàn)或者被教師牽著鼻子進(jìn)行探究，毫無(wú)創(chuàng)新精神可言。其實(shí)，如果我們?cè)趯W(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究前，只提供一些最初始的原材料，讓學(xué)生根據(jù)自己的設(shè)計(jì)，親自制作科學(xué)探究活動(dòng)所需要的活動(dòng)器材，就能讓學(xué)生在制作過(guò)程中通過(guò)不斷地改進(jìn)制作工藝，從而完善實(shí)驗(yàn)器材，使學(xué)生能更有效地完成科學(xué)探究活動(dòng)。本課，在探究“空氣火箭發(fā)射遠(yuǎn)近與哪些因素有關(guān)”環(huán)節(jié)，我沒(méi)有直接提供給學(xué)生預(yù)先制作好可做對(duì)比實(shí)驗(yàn)的空氣火箭，而是提供了眾多制作空氣火箭的原材料，我讓學(xué)生親自選材、制作，然后不斷嘗試，最后通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)明白：在其他因素不變的情況下，制作工藝差（漏氣）的空氣火箭飛得近，而制作精良（不漏氣）的空氣火箭飛得遠(yuǎn)。學(xué)生們通過(guò)做了一些“技術(shù)”活，不僅動(dòng)手能力得到提升，也深深地感受到了工藝改進(jìn)對(duì)于科學(xué)研究的重要性。

四、在測(cè)量計(jì)算時(shí)踐行數(shù)學(xué)教育

眾所周知：科學(xué)課強(qiáng)調(diào)對(duì)事物不僅有在質(zhì)上的認(rèn)識(shí)，更要從量上的分析得出結(jié)論。定量分析會(huì)使學(xué)生的頭腦更精確化、更科學(xué)化，只有能用數(shù)據(jù)來(lái)描述事物時(shí)，才算達(dá)到了對(duì)事物性質(zhì)的真正了解。那么數(shù)據(jù)從何而來(lái)呢？顯然，收集數(shù)據(jù)應(yīng)該由學(xué)生來(lái)完成，因?yàn)檫@樣不僅能讓學(xué)生獲得第一手資料，為解決科學(xué)探究問(wèn)題打下基礎(chǔ)，還能培養(yǎng)他們的數(shù)學(xué)技能。本課中，我讓學(xué)生在自行玩空氣火箭的時(shí)候，讓他們利用量角器來(lái)測(cè)量火箭發(fā)射角度，使每次發(fā)射角度都保持一致，以避免角度因素對(duì)空氣火箭發(fā)射遠(yuǎn)近產(chǎn)生影響，從而使學(xué)生能獲取更為精確的數(shù)據(jù);我讓學(xué)生用卷尺測(cè)量自己組的空氣火箭發(fā)射的距離，最后再計(jì)算平均數(shù)，以消除偶然數(shù)據(jù)的影響。這樣，學(xué)生通過(guò)在活動(dòng)中測(cè)量、計(jì)算，不僅解決了怎樣的空氣火箭飛得更遠(yuǎn)這個(gè)終極問(wèn)題，還提升了自己的數(shù)學(xué)素養(yǎng)。

以上是筆者在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中踐行STEM教育的點(diǎn)滴體會(huì)，事實(shí)證明，只要我們善于挖掘科學(xué)活動(dòng)中的STEM元素，就一定能設(shè)計(jì)出精彩的STEM活動(dòng);只要我們不斷探索、不斷實(shí)踐，就一定能開(kāi)發(fā)出更多基于科學(xué)探究、可行而有效的STEM課程，從而不斷提升學(xué)生綜合素養(yǎng)。

（責(zé)編：韋淑紅）