陳 彪 周文娟

(合肥市和平小學(xué)東校 安徽合肥 230011)

一、STEM教育理念的理解

STEM主要是由科學(xué)(science)、技術(shù)(technology)、工程(engineering)與數(shù)學(xué)(mathematics)四門學(xué)科的英語(yǔ)首字母所構(gòu)成的。STEM教育理念是跨學(xué)科的整合型課程教育理念。STEM教育概念在提出時(shí)并沒(méi)有獲得一個(gè)全面系統(tǒng)的定義，之后美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)首先明確提出了STEM教育不僅包括應(yīng)用科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)四門學(xué)科知識(shí)，同時(shí)還應(yīng)包括社會(huì)行為科學(xué)。隨著STEM教育理念在全球教育中的迅速發(fā)展，逐漸衍生出STEM+、STEAM和STREAM等概念。STEM教育的核心理念就是讓學(xué)生在面對(duì)來(lái)自真實(shí)情境以及生活中的復(fù)雜問(wèn)題時(shí),能夠運(yùn)用跨學(xué)科的知識(shí)、方法和能力，將科學(xué)探究、工程設(shè)計(jì)、數(shù)學(xué)方法以及制作過(guò)程有機(jī)整合來(lái)解決問(wèn)題，是能夠促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新思維和能力發(fā)展的新型教育理念。

二、STEM教育理念在小學(xué)學(xué)科教學(xué)中的實(shí)踐

(一)基于STEM教育理念創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境

教師在備課、上課過(guò)程中，需要以STEM教育理念為支撐，深挖教材中的知識(shí)點(diǎn)，同時(shí)運(yùn)用于小學(xué)科學(xué)、數(shù)學(xué)、美術(shù)、信息技術(shù)等課堂教學(xué)環(huán)節(jié)中，創(chuàng)設(shè)讓學(xué)生不斷提出問(wèn)題、分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的課堂，使課堂充滿活力，讓學(xué)生真正成為課堂的主人。教師在設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程中應(yīng)注意創(chuàng)設(shè)真實(shí)的問(wèn)題情境，通過(guò)問(wèn)題向?qū)W生展示日常生活中的熟悉場(chǎng)景，這不僅能夠吸引學(xué)生的眼球，更容易激發(fā)學(xué)生的興趣。

例如，根據(jù)教科版二年級(jí)下冊(cè)科學(xué)案例“做一頂帽子”，筆者設(shè)計(jì)出和學(xué)生認(rèn)知水平相匹配的真實(shí)情境：“下周是小美同學(xué)的生日，她特別想要一款帽子。你能夠設(shè)計(jì)一款帽子，在小美生日的時(shí)候送給她嗎？”從學(xué)生容易接受的真實(shí)問(wèn)題出發(fā)，分析制作帽子中可能產(chǎn)生的問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生積極參與設(shè)計(jì)、改進(jìn)、交流和分享等環(huán)節(jié)，體驗(yàn)工程設(shè)計(jì)的全過(guò)程。常規(guī)科學(xué)課由于時(shí)間有限可能僅用1～2個(gè)課時(shí)完成本課內(nèi)容，但是在重新設(shè)計(jì)課時(shí)中我們?cè)黾拥?課時(shí)，讓學(xué)生有了充足發(fā)揮的時(shí)間。在設(shè)計(jì)情境問(wèn)題時(shí)，學(xué)生首先討論和確定帽子的用途并繪制帽子草圖。本環(huán)節(jié)最重要的是進(jìn)行頭圍的測(cè)量，并對(duì)自己的設(shè)計(jì)草圖進(jìn)行修正。小組交流過(guò)后，根據(jù)設(shè)計(jì)草圖從“材料超市”選擇材料并進(jìn)行制作。最后，孩子們分小組展示自己的作品，嘗試對(duì)本組和其他小組的作品作出簡(jiǎn)單的評(píng)價(jià)并提出改進(jìn)意見(jiàn)，評(píng)選出“小美同學(xué)最愛(ài)的生日帽子”。通過(guò)給“小美同學(xué)制作生日帽”這一真實(shí)情境，使學(xué)生在制作和交流的過(guò)程中，不斷提升創(chuàng)新能力和解決問(wèn)題的能力。

(二)基于STEM教育理念解決學(xué)科教學(xué)中的重點(diǎn)與難點(diǎn)

在日常的課堂教學(xué)中，經(jīng)常會(huì)遇到一些重點(diǎn)和難點(diǎn)，教師難以尋找到合適的教學(xué)方法，學(xué)生難以理解和掌握。此時(shí)可以基于STEM教育理念嘗試從不同學(xué)科角度分析問(wèn)題，拓寬思路，幫助學(xué)生突破重點(diǎn)與難點(diǎn)。例如，統(tǒng)編教材小學(xué)語(yǔ)文四年級(jí)上冊(cè)《題西林壁》一課中，“為什么不同詩(shī)人看到的廬山美景不同？”對(duì)于這一教學(xué)難點(diǎn)，教師在設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)時(shí)，讓學(xué)生從“材料超市”中挑選喜歡的材料并嘗試搭建一個(gè)物品，形象地幫助學(xué)生了解應(yīng)從不同的角度觀察。首先，出示任務(wù)單，小組內(nèi)交流、討論創(chuàng)意設(shè)計(jì)。然后，分小組繪制設(shè)計(jì)圖。小組內(nèi)明確搭建任務(wù)，并在組內(nèi)根據(jù)設(shè)計(jì)圖及方案搭建作品。最后，交流搭建作品。這樣設(shè)計(jì)的目的是解決本課難點(diǎn)，讓學(xué)生學(xué)會(huì)從不同角度觀察物體的形狀。此外，學(xué)生在合作中能夠通過(guò)設(shè)計(jì)、創(chuàng)意，鍛煉空間想象能力、審美能力。

(三)基于STEM教育理念進(jìn)行跨學(xué)科整合

基于STEM教育理念進(jìn)行跨學(xué)科整合，指的是不以某一學(xué)科知識(shí)體系為中心，在課堂教學(xué)中要打破學(xué)科知識(shí)之間的邊界，確保學(xué)生能夠嘗試綜合運(yùn)用科學(xué)、工程、技術(shù)和數(shù)學(xué)等知識(shí)和方法去解決問(wèn)題。例如，依據(jù)教科版六年級(jí)上冊(cè)第四單元第1課重新設(shè)計(jì)的科學(xué)教學(xué)案例“我的學(xué)校之校園生物分布圖”中，融合了數(shù)學(xué)比例尺的相關(guān)知識(shí)以及美術(shù)學(xué)科中關(guān)于色彩選擇、線條繪法等技能，學(xué)生在制作校園生物分布圖時(shí)還嘗試借助了信息技術(shù)。校園生物分布圖的繪制需要整合多學(xué)科知識(shí)，如生物、美術(shù)、數(shù)學(xué)、地理等，讓學(xué)生親手繪制生物分布圖有利于提升學(xué)生的實(shí)踐探究能力、綜合思維能力、動(dòng)手能力。

再如，“做一頂帽子”中利用工程學(xué)解決某個(gè)難題，如“怎樣讓帽子防曬又防熱”，利用形狀與結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，體現(xiàn)STEM課的“工程”與“技術(shù)”要素；指導(dǎo)學(xué)生使用扭扭棒或軟尺進(jìn)行測(cè)量和收集數(shù)據(jù)，體現(xiàn)STEM課程中的數(shù)學(xué)要素。當(dāng)教學(xué)圍繞這幾條主線展開(kāi)時(shí)，就有了一個(gè)隱形的線索，將科學(xué)與工程、技術(shù)、數(shù)學(xué)以及藝術(shù)有效地結(jié)合在一起。此類課已經(jīng)不再是單純的學(xué)科課程，更是一種整合型課程，體現(xiàn)STEM教育理念跨學(xué)科整合的特點(diǎn)。

(四)基于STEM教育理念優(yōu)化評(píng)價(jià)方式

評(píng)價(jià)的目的對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)，首先是檢測(cè)課堂教學(xué)的成果，更深層次的目的是讓他們了解自己在學(xué)習(xí)過(guò)程中的不足，從而有針對(duì)性地加以改進(jìn)；對(duì)教師來(lái)說(shuō)，評(píng)價(jià)是了解教學(xué)情況的一個(gè)抓手，是提升和完善自身教學(xué)能力的必由之路。在課堂中,教師通過(guò)多元化課堂評(píng)價(jià),不但可以突出學(xué)生在課堂中的主體地位,還可以更好地發(fā)揮課堂評(píng)價(jià)的功能,讓課堂評(píng)價(jià)更為客觀。評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如果由教師直接給出，學(xué)生印象不深刻；但如果從自己的探索中發(fā)現(xiàn)，加上學(xué)生之間相互評(píng)價(jià)，學(xué)生會(huì)印象深刻。例如，案例“做一頂帽子”中，在作品分享和評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)，每一小組對(duì)帽子的功能、材質(zhì)和外觀進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。這不但增強(qiáng)了學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力，還帶給它們更多表現(xiàn)自己的機(jī)會(huì)，教師公正的評(píng)判和學(xué)生之間及時(shí)的互評(píng)更是一種真實(shí)的評(píng)價(jià)方式。在此基礎(chǔ)上，可以根據(jù)教學(xué)案例設(shè)置具體的評(píng)價(jià)量規(guī)。我們對(duì)美術(shù)教學(xué)案例“做一個(gè)美妙的音樂(lè)盒”設(shè)置了如下評(píng)價(jià)量規(guī)：

分?jǐn)?shù)項(xiàng)目 1分2分3分小組分工合作無(wú)分工,任務(wù)由少數(shù)組員完成有基本分工,但合作有時(shí)不順暢有分工,每個(gè)人都有明確的任務(wù)繪制設(shè)計(jì)圖沒(méi)有設(shè)計(jì)圖設(shè)計(jì)圖簡(jiǎn)單,能夠讓人看懂有較詳細(xì)的三維設(shè)計(jì)圖,圖中標(biāo)示清楚響度響度低響度中等響度高,且聲音清脆美觀程度不夠美觀美觀程度一般有創(chuàng)意,且非常美觀匯報(bào)及總結(jié)展示表述不完整,小組匯報(bào)散漫基本能表述完整,小組部分成員匯報(bào)表述完整、詳細(xì),所有成員有明確的分工

再如，信息技術(shù)課“防疫小報(bào)我來(lái)做”，教師在完成課堂教學(xué)后設(shè)計(jì)了學(xué)生自評(píng)問(wèn)卷：“我們的防疫小報(bào)制作成功了，還能不能更好地完善它？還有沒(méi)有更好用的、更有想法的小工具呢？你覺(jué)得你們小組的合作模式是否有效？在團(tuán)隊(duì)中你的任務(wù)是什么？你覺(jué)得你勝任本節(jié)課自己的任務(wù)嗎？如果再讓你選擇一次，你希望自己的小組任務(wù)變動(dòng)嗎？你覺(jué)得哪一項(xiàng)更適合你？希望大家能在交流學(xué)習(xí)中發(fā)掘自己的能力，找到自己的興趣點(diǎn)，找到適合自己的方向。”這些問(wèn)題可以讓學(xué)生在自我評(píng)價(jià)中發(fā)掘自己的能力。

(五)基于STEM教育理念創(chuàng)新教育方式和學(xué)習(xí)方式

在以STEM教育理念為引領(lǐng)的課堂教學(xué)中，教師能夠不斷地創(chuàng)新教育方式和學(xué)習(xí)方式，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性、自主性和創(chuàng)造性，開(kāi)拓學(xué)生的思維。這里的創(chuàng)新，主要體現(xiàn)在教學(xué)流程和學(xué)習(xí)方式上。教學(xué)流程更加靈活多變，學(xué)習(xí)方式更加新鮮多樣。目前STEM課程強(qiáng)調(diào)選擇教學(xué)主題，以真實(shí)問(wèn)題引導(dǎo)并通過(guò)學(xué)生動(dòng)手探究獲得知識(shí)為原則，依托一定形式的教學(xué)活動(dòng)構(gòu)建完整的課程體系。將STEM教育理念融入學(xué)科教學(xué)中，我們不再一味追求STEM課程中的教學(xué)流程。教師可以隨時(shí)創(chuàng)設(shè)真實(shí)問(wèn)題以及采用微項(xiàng)目的形式，而未必以實(shí)物作品的形式作為課堂結(jié)尾。此外，在分析問(wèn)題過(guò)程中，學(xué)生們能夠通過(guò)查閱參考資料、問(wèn)卷調(diào)查解決問(wèn)題。例如，在“做一個(gè)美妙的音樂(lè)盒”中，在課前進(jìn)行調(diào)查，了解學(xué)生們關(guān)于音樂(lè)盒想要了解的問(wèn)題，讓小組分別選擇一個(gè)主要問(wèn)題進(jìn)行資料查閱和匯報(bào)講解。各小組先介紹自己作品的設(shè)計(jì)思路、新穎響亮的廣告詞、具體的制作過(guò)程、小組分工等，之后全班討論設(shè)計(jì)中的優(yōu)秀之處以及可以改進(jìn)的地方。小組之間的展示和評(píng)價(jià)，有助于提升孩子們分工協(xié)作的能力，鍛煉他們與他人溝通交流的能力，并且通過(guò)呈現(xiàn)同一問(wèn)題的不同結(jié)論，提高學(xué)生的判斷能力和表達(dá)能力，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。在STEM教育理念下，創(chuàng)設(shè)新的教學(xué)方式，除了利用上課時(shí)間外，可將課下活動(dòng)與實(shí)踐操作相結(jié)合，不再局限于課堂。例如，在《美妙的螺旋線》這一數(shù)學(xué)課中，教師可以把數(shù)學(xué)知識(shí)與科學(xué)和藝術(shù)相結(jié)合，給學(xué)生布置動(dòng)手操作的任務(wù)，讓學(xué)生在家中應(yīng)用黃金螺旋線來(lái)創(chuàng)造美，做一件特色T恤，第二天帶到課堂上來(lái)進(jìn)行評(píng)比，看哪位學(xué)生的作品最好，并及時(shí)給予反饋。

三、實(shí)施建議

(一)加強(qiáng)教師隊(duì)伍建設(shè)

想要讓STEM教育理念在小學(xué)學(xué)科教學(xué)中落地生根，教師是關(guān)鍵。教師雖然已經(jīng)有意識(shí)地嘗試將STEM教育理念應(yīng)用于日常課堂教學(xué)中，但受傳統(tǒng)學(xué)科教學(xué)模式的影響，設(shè)計(jì)課程和實(shí)際教學(xué)經(jīng)驗(yàn)還不夠充分。教師應(yīng)努力將先進(jìn)的教育理念內(nèi)化為自己的教育方式，轉(zhuǎn)變?yōu)樽约旱娜粘＝逃袨椋ㄟ^(guò)探索學(xué)生生活中發(fā)現(xiàn)的真實(shí)問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行跨學(xué)科、多視角解決問(wèn)題，讓學(xué)生真正地參與課堂，使STEM教育理念落到實(shí)處。此外，學(xué)校應(yīng)該更努力地“走出去”和“請(qǐng)進(jìn)來(lái)”，邀請(qǐng)專家、領(lǐng)導(dǎo)、老師到現(xiàn)場(chǎng)面對(duì)面交流，開(kāi)展課例研討等活動(dòng)，更多為教師賦能。

(二)合理選擇和設(shè)計(jì)課程內(nèi)容

STEM教育強(qiáng)調(diào)學(xué)科融合，強(qiáng)調(diào)在實(shí)踐中促進(jìn)學(xué)生發(fā)展，實(shí)現(xiàn)自我成長(zhǎng)。然而，小學(xué)學(xué)科課程多以學(xué)科知識(shí)為主線，受課時(shí)的限制，設(shè)計(jì)過(guò)程依賴于教材，難以保證設(shè)計(jì)意圖和目的一致。目前，STEM課程主要包括基于STEM教育理念設(shè)計(jì)的學(xué)科課程以及圍繞區(qū)域特色或?qū)W校特色自主開(kāi)發(fā)的綜合性項(xiàng)目式STEM課程。需要注意的是被動(dòng)學(xué)習(xí)會(huì)挫傷學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，為了避免出現(xiàn)這樣的狀況，需要加強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容與教師創(chuàng)設(shè)問(wèn)題之間的相關(guān)性。在備課環(huán)節(jié)，教師應(yīng)該選擇適合STEM教育理念推行的課型，明確活動(dòng)環(huán)節(jié)，確定課時(shí)安排等。在上課時(shí)，教師應(yīng)采用問(wèn)題串的形式不斷創(chuàng)設(shè)學(xué)生感興趣的真實(shí)問(wèn)題情境，引發(fā)學(xué)生自主探究的熱情，并注意引導(dǎo)學(xué)生從多學(xué)科角度思考和解決問(wèn)題。此時(shí)應(yīng)注意，在課程設(shè)計(jì)中，教師可以綜合考慮，選擇學(xué)科領(lǐng)域中的某幾科即可。

(三)創(chuàng)新形式，活力助推

STEM教育理念在小學(xué)學(xué)科中的實(shí)踐主要受兩個(gè)部分制約，一是學(xué)生之間有相對(duì)的個(gè)體差異，各自興趣的方向不同，而班級(jí)授課制約了個(gè)體差異性；二是受時(shí)空限制，有些項(xiàng)目的開(kāi)展顯得意猶未盡。為彌補(bǔ)以上不足，學(xué)校可以給學(xué)生搭建一個(gè)課后展示平臺(tái)。如開(kāi)展適當(dāng)?shù)目茖W(xué)活動(dòng)、課后托管、個(gè)性化服務(wù)中，安排STEM理念與學(xué)科教學(xué)融合的課程。教師在保證常態(tài)化教學(xué)之余，每學(xué)期結(jié)合常規(guī)課堂提前規(guī)劃幾節(jié)此類課。這樣既促進(jìn)個(gè)體差異的發(fā)展，又延伸了學(xué)科課程的深度和廣度，同時(shí)能夠給予學(xué)生更充足的活動(dòng)時(shí)間。組織學(xué)生參加各類創(chuàng)新活動(dòng)，平常與學(xué)生多接觸、多交流，發(fā)現(xiàn)學(xué)生的新技能、思維的創(chuàng)新點(diǎn)。在STEM課堂上，學(xué)生掌握的是對(duì)技能的應(yīng)用，對(duì)知識(shí)的融會(huì)貫通，解決問(wèn)題的能力自然而然得到提升，在分工和合作中也更能理解自我價(jià)值以及集體合作的重要性。而一節(jié)滲透著STEM理念的課，相信也會(huì)帶給同學(xué)們新奇的體驗(yàn)，也會(huì)在“雙減”活動(dòng)助推下啟迪學(xué)生的思維和智慧，促進(jìn)學(xué)科學(xué)習(xí)走向深入。