讓STEM教育走進(jìn)科學(xué)課堂

朱克玲

【摘? 要】STEM教育融合科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)等學(xué)科為一體，對小學(xué)科學(xué)教學(xué)具有啟發(fā)性，將STEM教育理念引進(jìn)科學(xué)課堂，能促使教學(xué)流程課程化與工程化。

【關(guān)鍵詞】STEM;小學(xué)科學(xué);教學(xué)流程

STEM教育源于美國，當(dāng)時是在科技人才缺失的背景下提出的，STEM教育具有跨界融合、主體探究、實(shí)踐創(chuàng)新、團(tuán)隊(duì)協(xié)作等特點(diǎn)，以極大的價值優(yōu)勢風(fēng)靡全球，現(xiàn)如今成為一種新型的教育理念，深得中國廣大教師的推崇。我作為一名小學(xué)科學(xué)教師，嘗試與時俱進(jìn)，在科學(xué)教學(xué)中融入STEM教育理念，讓STEM教育走進(jìn)科學(xué)課堂。通過STEM教育可以培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、探究問題、解決問題的能力，提升學(xué)生的思維創(chuàng)新性，培養(yǎng)具有綜合素養(yǎng)能應(yīng)對復(fù)雜變化的新時代公民。現(xiàn)結(jié)合日常教學(xué)實(shí)踐，談?wù)凷TEM教育理念指引下的小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)操作流程。

一、創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，引出探究任務(wù)

探究式學(xué)習(xí)是小學(xué)科學(xué)的主要學(xué)習(xí)方式，學(xué)生在教師的組織、引導(dǎo)和支持下，主動參與、手腦聯(lián)動、積極體驗(yàn)，親身經(jīng)歷科學(xué)探究過程，以獲取知識、領(lǐng)悟科學(xué)思想、學(xué)習(xí)科學(xué)方法。與小學(xué)科學(xué)教育相似，STEM教育也倡導(dǎo)探究式學(xué)習(xí)，主張學(xué)生自主探究實(shí)踐，自我完成任務(wù)，實(shí)現(xiàn)教育目標(biāo)。

情境性教學(xué)是充分利用形象，設(shè)計生活中常見的場景，激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，把認(rèn)知活動與情感活動結(jié)合在一起。STEM 教育中的一個特點(diǎn)就是建立學(xué)習(xí)情境，在真實(shí)的情境中發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，完成學(xué)生對知識的主動建構(gòu)，從而促進(jìn)對知識的記憶和遷移。因此STEM教育理念下的科學(xué)教學(xué)倡導(dǎo)創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，引出探究任務(wù)。例如，在教學(xué)《建橋梁》一課時，我先給學(xué)生播放了一段“實(shí)拍貴州貧困山區(qū)孩子過河上學(xué)”的視頻，真實(shí)的事件激發(fā)了學(xué)生幫助貧困山區(qū)孩子建橋梁的欲望，引出了建橋梁的活動任務(wù)。真實(shí)的生活情景，把知識還原于真實(shí)的生活，既給學(xué)生以真實(shí)感知，激發(fā)學(xué)生探究興趣，又自然引入科學(xué)探究主題。

二、自主研討規(guī)劃，設(shè)計作品方案

STEM教育活動是一項(xiàng)研究性學(xué)習(xí)，有著嚴(yán)謹(jǐn)完整的結(jié)構(gòu)體系，包含了項(xiàng)目的選擇確定、研究計劃的制定、方案的實(shí)施等步驟，設(shè)計作品是其中的一個重要環(huán)節(jié)，也是STEM教育活動的第二步。為了制作出完美的產(chǎn)品，必須進(jìn)行方案設(shè)計，包括材料的選擇、圖稿的繪制、制作的方法步驟等，為動手制作做好準(zhǔn)備，以確保實(shí)踐活動有目的、有計劃、有方案、有效果。

“一切尊重學(xué)生，一切依靠學(xué)生。”自主規(guī)劃設(shè)計作品是教學(xué)的第二步流程。在STEM教育活動過程中，學(xué)生是一切活動的主體，無論哪個活動環(huán)節(jié)，都要由學(xué)生唱主角，讓學(xué)生親自去經(jīng)歷，教師不能越位替代。有些教師在設(shè)計方案環(huán)節(jié)主導(dǎo)過強(qiáng)，指導(dǎo)過多，幾乎是把一套現(xiàn)成的方案和盤托出，這樣反而剝奪了學(xué)生的自主探究權(quán)，束縛了學(xué)生思維能力的發(fā)展。我在該環(huán)節(jié)采取扶放結(jié)合的策略，讓學(xué)生自主研討規(guī)劃，給學(xué)生提供自主思考討論的時間，同時進(jìn)行適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)，指導(dǎo)學(xué)生從工程、技術(shù)、數(shù)學(xué)的角度考慮，為作品的設(shè)計把好關(guān)，以確保制作方案的合理可行。例如，在教學(xué)《建橋梁》一課時，當(dāng)學(xué)生產(chǎn)生建橋梁的驅(qū)動力后，我組織學(xué)生圍繞“橋梁的種類”“橋梁的特點(diǎn)”“橋梁的建造要求”等內(nèi)容展開探討，然后請學(xué)生自主設(shè)計橋梁制作方案，圍繞“橋梁的選材”“制作的步驟”等方面展開研討設(shè)計，學(xué)生自己選擇材料、計算用量、繪制草圖，形成比較合理的制作方案。

三、小組合作實(shí)踐，動手制作作品

體驗(yàn)性與協(xié)作性是STEM教育的另外兩大特征，學(xué)生參與實(shí)踐，在動手做中體驗(yàn)，學(xué)生通過設(shè)計、制作等方式綜合運(yùn)用所學(xué)的知識解決現(xiàn)實(shí)問題，實(shí)踐體驗(yàn)經(jīng)歷對學(xué)生的發(fā)展影響深遠(yuǎn)。在實(shí)踐體驗(yàn)過程中，往往采取合作的形式，通過群體中互相協(xié)作，依靠團(tuán)隊(duì)力量共同完成制作任務(wù)。

合作實(shí)踐制作作品是STEM教育理念指引下的小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)的第三步流程，該流程是整個教學(xué)活動的重要階段，是培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的重要環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)充分發(fā)揮學(xué)生的主體性，讓學(xué)生通過小組合作的方式，實(shí)施設(shè)計方案，在做中學(xué)，做中思，做中創(chuàng)，齊心合力共同完成制作任務(wù)。在教學(xué)《建橋梁》一課中，當(dāng)學(xué)生設(shè)計好制作方案后，我給學(xué)生提供了豐富的材料，學(xué)生自主選材，分工合作，動手搭建橋梁。有的小組建平板橋，有的小組建拱橋，有的小組建吊橋，有的立橋墩，有的鋪橋面，各組根據(jù)原先設(shè)計的方案，親手制造出一座座橋梁。

四、展示交流分享，測試評估改進(jìn)

STEM教育強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生技術(shù)素養(yǎng)，使學(xué)生了解技術(shù)、運(yùn)用技術(shù)、增強(qiáng)技術(shù)。如果說設(shè)計和制作是運(yùn)用技術(shù)的環(huán)節(jié)，那么，展示交流測試改進(jìn)則是增強(qiáng)技術(shù)提高技術(shù)素養(yǎng)的重要階段。該階段為學(xué)生提供互動碰撞的機(jī)會，學(xué)生在作品展示中交流技術(shù)，分享經(jīng)驗(yàn)，通過對作品的性能測試與評估，從而對作品實(shí)施技術(shù)改進(jìn)，以優(yōu)化作品的造型、功能等。

在展示交流測試改進(jìn)環(huán)節(jié)中，教師不僅要為學(xué)生搭建展示交流的平臺，組織對作品進(jìn)行測試評估，還要引導(dǎo)學(xué)生互相評價，提出合理化建議，優(yōu)化方案，改進(jìn)技術(shù)。在教學(xué)《建橋梁》一課中，當(dāng)學(xué)生搭建好橋梁以后，我讓他們將橋梁拿到講臺上給大家展示介紹，其余學(xué)生欣賞評價，說說外觀造型，猜測橋梁的承重力大小。接著，為了驗(yàn)證學(xué)生猜想，我組織學(xué)生開展實(shí)驗(yàn)，在橋面上放硬幣，測試橋梁的承受力，引導(dǎo)學(xué)生分析數(shù)據(jù)，評估不同形狀橋梁的承重力，請學(xué)生結(jié)合各自的經(jīng)驗(yàn)，對橋梁設(shè)計提出改進(jìn)建議，以提高橋梁的承重力。當(dāng)然，我們還要給學(xué)生提供二次修改的機(jī)會，重新優(yōu)化橋梁制作，再次組織測試評估，最后我們還要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行梳理反思，對整個活動進(jìn)行歸納總結(jié)，以進(jìn)一步提高學(xué)生的思維能力、實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)、工程、技術(shù)等綜合素養(yǎng)的提升。

STEM教育融入科學(xué)教學(xué)，讓科學(xué)課堂綻放異彩，STEM教育與科學(xué)的有機(jī)結(jié)合，為科學(xué)教學(xué)開辟了一條新的路徑。

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