開展STEM教育出現的問題與對策

蔣波

2016年教育部出臺的《教育信息化“十三五”規劃》明確提出要探索STEM教育、創客教育等新教育模式，使學生具有較強的信息意識與創新意識。目前，STEM教育在小學校園中正如火如荼地開展，但具體開展時常常遇到許多問題，讓學校領導和老師感到困惑甚至迷茫，這嚴重制約了STEM教育在小學的有效開展。

一、STEM教育存在的問題

（一）STEM教材內容不適切

教材是STEM教育的靈魂。好的教材可以引導學生有效地進行跨學科學習，提升綜合素養。目前小學開展的STEM教育沒有統一的教材，大多數學校不重視教材內容的開發，為了圖省事，將STEM課程外包給某些公司或者機構來開發。這些公司或機構所開發的課程魚龍混雜，選擇的內容并不適切。有的僅僅關注了小學科學課程的融合，有的只是關注了信息編程，并沒有關注STEM教育的核心理念，即綜合運用多學科知識來解決實際問題。單調乏味的教材內容，無法激發學生的探究興趣。

（二）STEM教學資源不充足

教學資源是STEM教育的重要組成。STEM教育在國內興起不久，無論是線下資源還是線上資源都很欠缺。老師們想要用現成的教材與教學方法有一定的困難。除此之外，城市小學和農村小學的STEM教育資源分布不均，例如城市小學學生為了解決一個問題，可以很方便地進入當地科技館查閱相關資料，但遠離城市的農村孩子就沒有這樣的便利。資源不足以及資源的分布不均嚴重制約了STEM教育在小學的全面開展。

二、有效開展小學STEM教育的對策

（一）設計符合學生認知的STEM校本課程

STEM教育強調問題的真實性，在設計STEM校本課程內容時，一定要聚集問題的真實性，只有真實的問題，才能激發學生的共鳴，引發其探究的欲望。例如可以從家庭、學校、社區、社會四個方面發現真實問題，并將這些問題進行梳理整合，編成學校STEM校本教材，利用社團課或者興趣小組的時間開展項目式學習。例如關注家庭安全，發現媽媽經常因為刨土豆絲被刨子劃傷流血而設計的STEM課程《為媽媽設計一個安全的刨土豆器》，就是從關注家庭安全的真實問題入手，并綜合運用科學原理、技術手段、工程思維、數學思想，一起來研究并解決這個實際問題。又如關注校園安全，發現學校圍墻無法阻擋小貓、小狗隨意進入校園，有對學生造成傷害的隱患而設計的STEM課程《智能防貓狗進校園圍墻模型》，就是從關注校園安全的真實問題入手，綜合運用多學科知識，一起來設計制作并解決實際問題。

關注社會熱點問題，是STEM教育在小學推進的另一種方式。社會是一個龐大的機器，在運行過程中多少會出現這樣那樣的問題。STEM教育倡導培養學生社會責任感，提倡運用多學科知識解決社會熱點問題。例如在大江大河流域，經常遇到河流沖擊導致沿線坍塌的情況?？梢葬槍@個社會熱點問題，制作相關河道模型，并用管道沖水形式模擬河流的沖擊，讓學生展開研究。首先利用思維導圖的形式，將需要研究的問題列出來，借助多媒體設備進行在線搜索，然后進行梳理，將自己不能解決的問題圈出來，借助小組合作和老師的指導，開始研究。針對不能解決的問題，在老師的引領下開展探究活動。學生在一個個有針對性的探究活動中開展跨學科學習，綜合運用科學、數學、工程、技術知識和技能，最終解決了實際問題。

從真實問題入手，關注社會熱點。體現了STEM教育的真，呵護了學生的好奇心，激發了學生的探究欲望，并最終提升了他們的跨學科學習素養，體現了STEM教育的精髓。

（二）構建豐富的STEM教學資源庫

多學科融合的學習方式，需要大量的教學資源支撐。目前線上線下關于STEM教育教學的相關書籍、案例、資源不充分，遠離城市的鄉村學校更是無法便捷地利用城市科技館或者創客中心優勢。這兩個問題成為STEM教育在小學推進的攔路虎。針對這種情況，可以從兩個維度思考改進。①自主開發資源 無論在哪所學校，只要緊緊圍繞STEM教育的核心，利用好身邊的材料，引導學生關注生活、關注校園、關注社會，就可以自主開發適合自己學校有生命力的STEM教學資源。例如，學?？梢远ㄆ谂e辦校園STEM工程挑戰賽，在校園的醒目處張貼一個大型白板，讓學生仔細關注校園內的安全隱患，然后將發現的問題列出來，面向所有學生發出挑戰：我們如何解決這個工程問題？學生可以單獨挑戰，也可以組成小組進行團隊挑戰。例如針對校園內花盆容易被破壞造成安全隱患的真實問題，請學生進行工程挑戰，設計一種花盆保護器。學生在有限的時間內對這個實際問題展開研究，并綜合運用多學科知識，進行項目研究，通過設計、制作、測試、再設計、再制作、再測試的環節，體驗完整的工程設計過程，最終完成校園STEM工程挑戰賽，并形成完整的項目報告書。這樣的鮮活案例積少成多，經過一段時間的大挑戰活動，案例越積越多，而且是適合自己學校的，有生命力的，最終將這些案例按一定的邏輯關系進行整理歸納，形成STEM教學資源庫。②利用虛擬資源 遠離城市交通不便捷的鄉村小學，可以利用線上科技館、線上圖書館、虛擬實驗室等虛擬資源進行資料的查閱以及案例研究。虛擬資源可以在很大程度上解決地域的差異，使城鄉學生獲得同樣的學習資源。

總之，STEM教育倡導在真實環境中，融合科學、技術、工程、數學等學科的知識解決實際問題，并在教育過程中培養學生的批判性思維、創造力、有效協作以及良好的溝通能力。在實施過程中一定會遇到各種各樣的難題。要想讓STEM教育真正落地學校，一定要學習STEM教育的精髓，轉變思想，培養跨學科專業老師，并對課程資源進行優化和重組，構建個性化的STEM校本課程和豐富多樣的STEM教學資源庫，創新STEM課堂教學模式，通過一系列途徑有力地推進STEM教育在小學的開展。