基于家鄉環境下STEM教育課程的實踐探究

范彬立

摘要：STEM教育融合數學、科學、工程、技術等多門學科，強調突破學科界限，將知識項目化、層次化、結構化剖析研究，充分發揮學生的自主性，在教育活動中夯實基礎知識，發展學生的思維，提升學生綜合素質和能力。本文結合家鄉的建筑、食物、文化、資源等，探索開展STEM教育的途徑及其意義，在學習過程中進一步培養學生學科素養和綜合能力。

關鍵詞：STEM教育;地方資源;學科融合

我的家鄉位于陜西南部，地處大巴山深處，這里地理環境特殊，分布著世界最大的天坑群，有亞洲最大的原始木竹林，溶洞奇觀鬼斧天工……這里建筑奇特多樣，有土坯房、石板房、晃動的拉繩橋……這里美食特色各異，有名聲遠揚的鎮巴面皮、鎮巴臘肉、苞谷酒、神仙涼粉、酸水豆腐……這里文化底蘊深厚，鎮巴有著“民歌之鄉、苗民之鄉、紅軍之鄉”的美稱，是紅色文化的孕育地。這些文化資源，是我們課程開發最原始最本真的素材，在STEM教育理念下，將它們有效整合利用，能夠開發出具有鄉土氣息的教育課程，有效鍛煉學生跨學科的綜合應用能力，以及發現問題和解決問題的能力，在延伸知識體系的同時，讓學生對家鄉有更深層次的認識，有助于全面提高學生的綜合素養。

一、結合家鄉特有環境，提升學生綜合實踐能力

無論是哪一個學科的學習，不僅僅要注重雙基教學，增強學生的理論知識，更重要的是教會學生思考的方法和解決問題的方法，理論知識要回歸到實際應用中。每個學科都有綜合性學習的內容，綜合性學習的前提就是在掌握書本知識的基礎上，進行綜合性、深層次的深度學習。

許多教材上的例子對于我們農村學生來說也很常見，但很多時候都只是停留在課堂上、課本上、理論上，沒有結合身邊的資源進行深度剖析。筆者近期在進行《校園的植物》課程的開發，科學課本上對植物有相關的介紹，學生在生活中也了解認識一些植物。基于此，我們縮小圈子，結合校園的植物再進行系統研究，課程中我們設計了“校園植物地圖”“探秘校園植物代表”“植物‘身份證’設計”“有趣的‘身份證’制作”“校園植物伴我成長”五課時的內容，學生需要應用數學（比例尺、位置與方向、統計圖表等）、科學（植物的科屬、生長環境等）等方面的知識。這個系列的課程只是STEM教學的入門課程，旨在引導學生用多學科知識去思考問題，能夠利用電腦、書本等途徑去尋找答案，學會小組分工合作，明白團隊合作的重要性。在這樣的項目學習中，首先要求學生具備扎實的基礎知識和出色的動手實踐能力，然后在學習中逐步培養學生多樣的思維能力、變通能力、發現問題和解答問題的能力、團隊協助能力，不斷嘗試、反思、改進，促進學生整體水平的提高。

二、結合家鄉的建筑美食文化，有效拓展學科外延

筆者任教于一所鄉村小學，學生接觸外界機會少，與城市孩子相比，他們錯過了很多教育資源。基于此，筆者所在的團隊致力于本土資源的開發利用，對家鄉常見素材進行整合，讓它們成為學生學習的再生資源。

（一）家鄉的建筑

筆者的家鄉，土坯房已存在很長的歷史，然而，時代的發展已使鋼筋混凝土堆砌的樓房越來越普遍。陜北有窯洞、內蒙古有蒙古包、云南有吊家樓，那么我們的家鄉為什么是土坯房？它的存在與當地的氣候和地理條件有關系嗎？它的墻體是怎樣堆砌起來的？瓦片是怎樣燒制的？建造中需要用到哪些力學知識和美學知識？要想解答這些問題，學生首先要通過電腦、書本等途徑了解不同房屋的分布情況，以及房屋坐落的地理環境等因素，難點可能就是學生由于自身知識儲備少，很難明白山脈走向、氣候條件等對地理環境的影響，以及筑墻的方法、瓦片燒制的過程、房屋整體的受力情況等，但這些“攔路虎”正是培養學生自主學習、合作學習的有力推手。其次就是教師在設計課程時要注意由淺及深、層層遞進，學生才能夠逐漸掌握基礎知識，并能在學習中不斷生成新的問題，推動學生不斷的去發現問題、解決問題，最終，慢慢地認識到土坯房存在的價值及其優越性，比如冬暖夏涼的舒適性、“人”字型的屋頂排水通暢性、建筑材料的環保性、覆瓦屋頂的通風透氣性等。一座房子引發的探究活動大大拓寬了學生的學習空間，增加了學生走進生活進行實踐研究的機會，促進了學生整體認知水平的提高，他們的收獲已經大大超過了這堂課的教學目標的范圍。

筆者的家鄉河流眾多，各式各樣的橋也應運而生。不管是語文還是科學課程，都涉及到橋相關的主題，那么，我們就可以結合身邊不同種類的橋，從“橋的發展史、了解身邊的橋、不同橋的受力方式、橋的相關計算、搭一搭、畫出你心中的橋”等去設計系列課程。這部分課程，主要側重以下幾方面的探究：一是通過資料收集了解橋的發展歷史，了解不同結構的橋的優缺點;二是了解不同類型的橋的受力方式，在學習中感受力學知識;三是通過實驗，用一些基本材料搭一搭，在搭建的過程中感受受力結構。雖然本課程涉及力學方面的只是較多，學生在這一方面的理論知識概念知之甚少，對于學生學習有一定難度，但是可以通過感知力學之美，認識力學知識對生活的作用。發掘橋身上的力學知識，將各學科融合在一起，不在單單是解決某一學科單一的問題，這樣系統的、有層次性的研究學習，真正做到“以生為本、以生為中心”，必將極大提升學生整體素養。

（二）家鄉的美食

世界各處都有獨特的美食，我的家鄉也不例外：鎮巴面皮、鎮巴臘肉、苞谷酒、神仙涼粉、酸水豆腐等，家鄉的這些美食在一定范圍內已經小有名氣，這些獨特的資源，也有很高的研究學習價值。例如：鎮巴臘肉，是家家戶戶每年必需熏制的食物，通過特殊的制作方法，能夠讓豬肉保存很長時間不變質，并且色澤、味道都讓人贊不絕口。腌制時需要考慮肉與鹽的比例、腌制的時間、熏制的時間、保存方法等方面，學生在參與研究中既能夠將所學的數學、科學等相關知識加以應用，也能夠學到書本以外的一些經驗技能，真正做到全面發展。再如苞谷酒，筆者的家鄉有大大小小的酒作坊幾十個，滿足當地人們的生活所需。雖然都是酒，但是這里的酒沒有任何添加劑，酒的優劣區別于玉米的好壞、水源的礦物質含量、釀造時火候的把握，包裝簡單，但色味純正。將“苞谷酒的釀造”引入到課堂中，學生能夠進一步了解釀酒工藝，能夠在學習中應用學過的知識，比如數學學科中的比、出酒率等，科學學科中的蒸餾、分離、過濾、發酵、儲存方法等，最重要的還要學習課本中沒有的知識，這些就是釀酒師傅們多年積累下的經驗。這個系列的課程，教學活動持續時間較長，在動手實踐上有限制，因此在教學活動設計上側重對學生獲取知識的方法上進行引導，比如通過影像資料了解酒的釀造過程，再結合酒坊參觀時師傅們的介紹加以理解，掌握釀酒的基本原理和流程;在對學生活動過程、成果展示等環節的評價上下功夫，重點對探究過程中的資料搜集能力、合作能力、與人交流能力、歸納整理能力的評價。這些資源都是我們身邊的，很容易得到并使用。在STEM教育逐漸推廣的背景下，加大開發和整合力度，引入課堂，我們的課堂將會發生革命性的改變，學生的綜合素養也將在本土文化的學習中得到進一步的升華。

三、通過家鄉文化素材，傳承弘揚家鄉文化

任何課程都源于生活，也必將為生活服務，我們身邊的任何文化資源，都能加工成為適合學生的文化課程，這樣的課程貼近社會生活，貼近學生的實際經驗，有利于拓展學生的生活經驗和活動空間，讓學生在學習的同時就夠潛移默化的了解家鄉文化，傳承和弘揚家鄉文化。在STEM教育理念下，我校正在探究設計“校園的植物”“簡池苞谷酒”“我身邊的橋”三大主題的系列綜合課程，將地方資源整合，挖掘更深層次的學習價值，這不僅能夠豐富學生的學習資源，也能讓學生在探索實踐中欣賞家鄉文化的特色，對家鄉本土文化有自覺地認同感，喜愛家鄉文化，自覺將家鄉文化傳承并發揚光大。

四、結合家鄉本土資源，激發學生愛鄉情感

作為鄉村教師，將本土資源的開發整編為校本課程，是我們的義務和責任，將身邊的一切作為教育資源，創造性地開發整合本土資源，增強學生理論知識和綜合實踐能力，從多方面提高學生的文化素養。

我校STEM 教育課程開發將以“面向家鄉、來自家鄉、服務家鄉，體現地域特色，發揮實用價值”為指導思想，充分發掘本地各種各樣的文化資源，體現課程資源的地方性特色。由于身處農村，受各種因素制約，我們的教育更多的是停留在課堂上，很少回歸生活，學生對家鄉的了解也只是鳳毛麟角，停留在表面，更不用說學以致用。在STEM教育理念下，以家鄉豐富的資源為載體，開發系統性的學習課程，通過一系列的學習和活動，學生在收獲知識的同時也加深了對家鄉的了解，激發了對家鄉的熱愛之情。

五、結語

一切的知識都來源于生活，一切的知識也必將要為生活服務，這樣的學習才有價值。書本知識是有限的，開發并利用校內外各種資源，讓學生通過實踐，增強探究和創新意識，學習科學研究的方法，發展綜合運用知識的能力。STEM教育突出學生的主體性，關注學生主動積極的參與精神，尤其是注重探索和研究的過程。因此，教師要鼓勵學生在實際學習中綜合運用各學科知識，從而實現各學科知識與實踐性學習的整合，這樣的STEM教育才能體現出應有的價值和作用，才能有助于全面提升學生的綜合素養。

參考文獻：

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