舒俊波

【摘 要】STEM活動(dòng)有助于學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提升，有助于融合課內(nèi)外活動(dòng)，有助于提高教師教學(xué)水平。嘗試從解讀小學(xué)科學(xué)教材入手，梳理STEM活動(dòng)目錄；把STEM活動(dòng)滲透到各種項(xiàng)目中，豐富活動(dòng)內(nèi)容；利用多方資源，籌備STEM活動(dòng)素材；落實(shí)分步規(guī)程，指引STEM活動(dòng)方法。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中開(kāi)發(fā)STEM活動(dòng)，幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)深層次的學(xué)習(xí)，并提高教師的教學(xué)水平。

【關(guān)鍵詞】小學(xué)科學(xué) STEM活動(dòng) 科學(xué)探究

STEM代表科學(xué)（Science），技術(shù)（Technology），工程（Engineering），數(shù)學(xué)（Mathematics）。以“解決問(wèn)題、邏輯思考、批判性思考和創(chuàng)造力”為核心的科技理工素養(yǎng)，將成為兒童跟上時(shí)代發(fā)展的必備能力。STEM所有元素在小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)的理念中均有體現(xiàn)，在科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)相互支撐、相互補(bǔ)充、相互碰撞中，實(shí)現(xiàn)深層次的學(xué)習(xí)，促進(jìn)兒童各方面發(fā)展。

STEM教育是一種綜合教育，需要科學(xué)教師把該活動(dòng)的四項(xiàng)基本因素有序組合在一起，在原有探究活動(dòng)的基礎(chǔ)上，加入STEM相關(guān)元素，使學(xué)生明確活動(dòng)目標(biāo)，掌握活動(dòng)方法，形成相關(guān)能力，最終推進(jìn)STEM活動(dòng)順利開(kāi)展。

一、解讀科學(xué)教材，梳理活動(dòng)目錄

教材是學(xué)生開(kāi)展各種STEM活動(dòng)的依據(jù)，通過(guò)對(duì)教材的整理和分析，依據(jù)學(xué)生身心發(fā)展特點(diǎn)，整合相關(guān)活動(dòng)，梳理出STEM活動(dòng)的基本目錄。

（一）基于課程標(biāo)準(zhǔn)，明確STEM活動(dòng)之“面”

課程標(biāo)準(zhǔn)是教學(xué)的指導(dǎo)性文件，課程標(biāo)準(zhǔn)指示了STEM活動(dòng)的根本方向。STEM活動(dòng)的確定必須符合學(xué)生發(fā)展特點(diǎn)，圍繞學(xué)生發(fā)展展開(kāi)。兒童正處于認(rèn)知發(fā)展的具體運(yùn)算階段，并正在向抽象運(yùn)算轉(zhuǎn)變，在守恒、分類(lèi)、排序和處理空間概念方面有了顯著提高，思考問(wèn)題的抽象性和整體性都得到了顯著提高。根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，遵循學(xué)生發(fā)展規(guī)律，制定STEM活動(dòng)的主體部分。

（二）基于單元設(shè)置，梳理STEM活動(dòng)之“線”

小學(xué)科學(xué)的單元設(shè)置主要圍繞生命世界、宇宙世界、物質(zhì)世界三個(gè)方面展開(kāi)。動(dòng)植物單元比較適合觀察和記錄，運(yùn)動(dòng)和力則需要利用數(shù)據(jù)分析，進(jìn)而得出結(jié)論。根據(jù)單元設(shè)置和探究?jī)?nèi)容標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步確定STEM活動(dòng)。猜測(cè)和結(jié)論互相呼應(yīng)，記錄和數(shù)據(jù)分析雙管齊下，會(huì)讓 STEM活動(dòng)的方向性更強(qiáng)，更為細(xì)化和系統(tǒng)。

（三）基于教材編排，落實(shí)STEM活動(dòng)之“點(diǎn)”

教材是教師進(jìn)行教學(xué)的具體依據(jù)，也是學(xué)生獲得系統(tǒng)知識(shí)、發(fā)展智力的重要工具，教材中的相關(guān)知識(shí)前后呼應(yīng)，互為鋪墊。根據(jù)教材內(nèi)容和課堂實(shí)踐，積累STEM活動(dòng)的典型課例，是STEM活動(dòng)研究行之有效的方法。在教材編排和典型課例的共同影響下，STEM活動(dòng)可以落實(shí)到點(diǎn)，具有更強(qiáng)的可操作性。通過(guò)典型課例的實(shí)踐和總結(jié)，提煉出針對(duì)具體活動(dòng)的STEM活動(dòng)。

二、滲透各色項(xiàng)目，豐富活動(dòng)內(nèi)容

（一）完善：STEM環(huán)節(jié)的實(shí)踐過(guò)程

對(duì)教學(xué)點(diǎn)進(jìn)行整理和分析，形成一系列可供研究的STEM活動(dòng)。如將三年級(jí)下冊(cè)《溫度和溫度計(jì)》與五年級(jí)下冊(cè)《液體的熱脹冷縮》進(jìn)行整合。三年級(jí)學(xué)生通過(guò)對(duì)溫度計(jì)的觀察，對(duì)溫度計(jì)的結(jié)構(gòu)和原理有了初步了解，能用溫度計(jì)來(lái)測(cè)量各種物體的溫度。五年級(jí)學(xué)生對(duì)各種物體熱脹冷縮的原理有了更深一步的了解，并且進(jìn)一步了解溫度計(jì)的原理。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)STEM活動(dòng)，讓學(xué)生嘗試做一個(gè)溫度計(jì)。做一個(gè)溫度計(jì)既要對(duì)溫度計(jì)的結(jié)構(gòu)有所了解，又要理解其工作原理，遷移教材設(shè)計(jì)的STEM活動(dòng)，在溫習(xí)舊知識(shí)的同時(shí)學(xué)習(xí)新知識(shí)。

（二）尋找：STEM內(nèi)涵的課程資源

從必修課程、選修課程入手，豐富STEM活動(dòng)內(nèi)容。對(duì)小學(xué)各個(gè)課程的教材進(jìn)行梳理，尋找符合STEM活動(dòng)的教學(xué)內(nèi)容。等量替換概念在小學(xué)數(shù)學(xué)中反復(fù)出現(xiàn)，如人教版小學(xué)數(shù)學(xué)第七冊(cè)中就有所涉及，在小學(xué)科學(xué)教科版教材六年級(jí)上冊(cè)《杠桿尺》中也有所體現(xiàn)。通過(guò)對(duì)其他課程教材的分析，使STEM活動(dòng)的內(nèi)容更為豐富，開(kāi)拓學(xué)生視野，提升活動(dòng)效率。找出數(shù)學(xué)和科學(xué)之間的聯(lián)系，把數(shù)學(xué)和科學(xué)融合在一起，衍生STEM活動(dòng)。使得STEM活動(dòng)能很容易地被學(xué)生接受，開(kāi)展的效果也更好。

（三）演變：STEM特質(zhì)的校園活動(dòng)

把STEM活動(dòng)與校園常規(guī)活動(dòng)結(jié)合起來(lái)，把純粹的玩樂(lè)轉(zhuǎn)變?yōu)榭茖W(xué)探究活動(dòng)，在提升效率的同時(shí)，也減輕教師的負(fù)擔(dān)，使STEM活動(dòng)可持續(xù)發(fā)展。教師在教學(xué)教科版小學(xué)科學(xué)《制作我們的小賽車(chē)》一課時(shí)就可以與科技比賽活動(dòng)緊密結(jié)合在一起?？萍急荣愔v究低碳環(huán)保，讓學(xué)生利用廢棄物品做成賽車(chē)，然后利用自制賽車(chē)進(jìn)行比賽，通過(guò)考核車(chē)輛的設(shè)計(jì)、行駛、結(jié)構(gòu)等進(jìn)行評(píng)比。STEM活動(dòng)和小隊(duì)活動(dòng)結(jié)合在一起，可以把純粹的玩樂(lè)轉(zhuǎn)變?yōu)榭茖W(xué)探究活動(dòng)，豐富活動(dòng)的內(nèi)涵，提升活動(dòng)的趣味。

三、利用多方資源，籌備活動(dòng)素材

（一）規(guī)劃步驟，素材收集未雨綢繆

在活動(dòng)開(kāi)展前，對(duì)活動(dòng)進(jìn)行整體規(guī)劃，整合STEM活動(dòng)，使活動(dòng)變得更為精致，對(duì)素材進(jìn)行合理簡(jiǎn)化。根據(jù)學(xué)生和教師的實(shí)驗(yàn)操作能力，選擇不同的體驗(yàn)方式，促使素材更有針對(duì)性，使活動(dòng)進(jìn)程更順暢、更到位。依據(jù)STEM活動(dòng)的特點(diǎn)，合并探究環(huán)節(jié)，使活動(dòng)程序變得更為精致，提高活動(dòng)效率。素材規(guī)劃更為精致化，容易提升材料的使用效率。

（二）簡(jiǎn)化環(huán)節(jié)，素材改進(jìn)精練簡(jiǎn)約

針對(duì)學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，突出其主體部分，弱化環(huán)節(jié)，保證活動(dòng)順利進(jìn)行，簡(jiǎn)化步驟減少材料，把學(xué)生的精力集中在重點(diǎn)環(huán)節(jié)中，素材籌備也更有針對(duì)性，確?；顒?dòng)的效果。在科學(xué)STEM活動(dòng)中，需要對(duì)教學(xué)材料進(jìn)行診斷，根據(jù)不同的教學(xué)主題和教學(xué)材料，選擇不同的展開(kāi)方式，使得進(jìn)程更順暢、更到位?；趯W(xué)生的基本情況以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對(duì)STEM活動(dòng)的素材進(jìn)行診斷分析，尋找適合學(xué)生活動(dòng)的最佳教學(xué)方式。

（三）明確職責(zé)，素材籌備家校合力

在課堂中，通過(guò)師生討論確定活動(dòng)主題和目標(biāo)，制訂相關(guān)計(jì)劃，家長(zhǎng)負(fù)責(zé)提供相應(yīng)的材料保障，同時(shí)督促學(xué)生及時(shí)完成相應(yīng)的探究和記錄，并給予一定的指導(dǎo)。教師把優(yōu)秀的STEM活動(dòng)的作品先呈現(xiàn)給學(xué)生，讓學(xué)生對(duì)STEM活動(dòng)有一個(gè)完整的認(rèn)識(shí)。STEM活動(dòng)耗時(shí)較長(zhǎng)，需要學(xué)生在家完成，家長(zhǎng)的有效介入可以幫助學(xué)生更好地完成相關(guān)活動(dòng)。把STEM活動(dòng)與學(xué)生課余活動(dòng)有效結(jié)合在一起，在提高學(xué)生的積極性的同時(shí)，也豐富學(xué)生的課余生活。

四、落實(shí)分步規(guī)程，指引活動(dòng)方法

對(duì)STEM活動(dòng)進(jìn)行合理指導(dǎo)和追蹤，給予學(xué)生展示成果的機(jī)會(huì)，并進(jìn)行評(píng)價(jià)，確保真實(shí)參與，有所收獲，有所發(fā)展。

（一）合理分工，明晰成員職責(zé)

團(tuán)隊(duì)成員分工不合理，則不能形成合力，會(huì)阻礙活動(dòng)的開(kāi)展。STEM活動(dòng)的項(xiàng)目分工由學(xué)生自行完成，教師根據(jù)活動(dòng)性質(zhì)，規(guī)定團(tuán)隊(duì)人數(shù)，如設(shè)計(jì)保溫杯、熱水器、橋梁等，學(xué)生要用幾個(gè)小時(shí)完成的項(xiàng)目，團(tuán)隊(duì)人數(shù)可以略微多一些。而時(shí)間跨度比較長(zhǎng)，需要長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行觀察的項(xiàng)目，如測(cè)量動(dòng)植物的生長(zhǎng)規(guī)律，測(cè)量天氣變化的規(guī)律等，則團(tuán)隊(duì)人數(shù)應(yīng)該少一些，可以要求獨(dú)立完成。

（二）關(guān)注進(jìn)程，推進(jìn)活動(dòng)展開(kāi)

布置相應(yīng)的任務(wù)后，教師不能“坐享其成”，需要及時(shí)跟進(jìn)。STEM活動(dòng)是一個(gè)完整且由多個(gè)環(huán)節(jié)組成的過(guò)程，從對(duì)自然事物的觀察和思考開(kāi)始，提出問(wèn)題、形成猜測(cè)和假設(shè)，到設(shè)計(jì)操作相應(yīng)地取得證明依據(jù)的數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行分析、總結(jié)、評(píng)價(jià)、交流，最后形成和表達(dá)成果。

1.精選問(wèn)題

第一層次提出一個(gè)問(wèn)題，只需進(jìn)行提問(wèn)，發(fā)揮其想象力。第二層次知道哪些問(wèn)題可以研究，哪些問(wèn)題很難展開(kāi)研究。把問(wèn)題進(jìn)行羅列，討論問(wèn)題的可行性。第三層次提出有價(jià)值的問(wèn)題，好問(wèn)題可以研究并且有價(jià)值。

2.重視猜測(cè)

對(duì)結(jié)果的猜測(cè)和驗(yàn)證，是理性思維提升的重要手段。敢猜是猜測(cè)意識(shí)的第一步。猜想和問(wèn)題有一定的聯(lián)系，需要明確怎樣的結(jié)果可以驗(yàn)證猜想，怎樣的結(jié)果推翻猜想。對(duì)猜想進(jìn)行分析和討論，形成合理的假設(shè)。

3.完善計(jì)劃

讓學(xué)生制訂翔實(shí)、可執(zhí)行的計(jì)劃，可以促進(jìn)其對(duì)STEM活動(dòng)有全面的思考和規(guī)劃。通過(guò)互相討論，在肯定優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)提出改進(jìn)建議，幫助學(xué)生完善活動(dòng)計(jì)劃，并讓學(xué)生嘗試通過(guò)計(jì)劃來(lái)規(guī)劃下一步的活動(dòng)內(nèi)容。

4.強(qiáng)調(diào)驗(yàn)證

無(wú)論結(jié)果如何，驗(yàn)證在STEM活動(dòng)中非常重要，驗(yàn)證是對(duì)探究的反饋過(guò)程。經(jīng)歷失敗后的反思，體驗(yàn)學(xué)習(xí)的各種情緒，形成尊重事實(shí)、善于質(zhì)疑的科學(xué)態(tài)度。在反思中尋找問(wèn)題、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，真正體現(xiàn)出科學(xué)精神。

（三）展示成果，全面呈現(xiàn)效果

無(wú)論學(xué)生獲得怎樣的成果，教師都需要提供各種契機(jī)，讓學(xué)生進(jìn)行展示，并保存其研究成果。展示的模式可以多樣化，可以通過(guò)一場(chǎng)比賽，集中展示。也可以舉辦一次發(fā)布會(huì)，個(gè)別展示優(yōu)秀作品。

1.圖表呈現(xiàn)

表格是學(xué)生記錄的工具，也是體驗(yàn)的工具。在STEM活動(dòng)中，利用表格對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行呈現(xiàn)，效果更佳。在STEM活動(dòng)中，對(duì)原有表格進(jìn)行修改，對(duì)全班的實(shí)驗(yàn)情況做全面了解，選擇有針對(duì)性的數(shù)據(jù)進(jìn)行呈現(xiàn)。

2.導(dǎo)圖呈現(xiàn)

思維導(dǎo)圖使用不同的顏色、線條、符號(hào)、詞匯和圖像進(jìn)行描繪，以一個(gè)關(guān)鍵詞為中心，遵循簡(jiǎn)單、基本的規(guī)則，向外發(fā)散開(kāi)來(lái)，呈樹(shù)狀、網(wǎng)狀或放射狀。將各種思維結(jié)構(gòu)以各種直觀、形象和清晰的結(jié)構(gòu)圖示表現(xiàn)出來(lái)。

3.作品展示

STEM活動(dòng)通過(guò)作品進(jìn)行展示最為直接，視覺(jué)沖擊的效果也很好。學(xué)生經(jīng)歷STEM活動(dòng)過(guò)程，最終把研究過(guò)程以作品的形式展示出來(lái)，對(duì)知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)整理，對(duì)STEM活動(dòng)進(jìn)行整體展示。讓學(xué)生感受成功，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（四）完善評(píng)價(jià)，多元正面激勵(lì)

呈現(xiàn)結(jié)果后，對(duì)結(jié)果的評(píng)價(jià)非常重要。對(duì)STEM活動(dòng)進(jìn)行評(píng)價(jià)需要注意兩個(gè)方面：第一是多元，不僅評(píng)價(jià)活動(dòng)的結(jié)果，對(duì)于活動(dòng)的選題、過(guò)程、呈現(xiàn)等各個(gè)環(huán)節(jié)都要進(jìn)行評(píng)價(jià)。其次是激勵(lì)，抓住學(xué)生的優(yōu)點(diǎn)或突破點(diǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

STEM教育是面向世界、面向未來(lái)的教育，從這個(gè)意義上說(shuō)，在小學(xué)科學(xué)課堂中嘗試開(kāi)展各種STEM活動(dòng)非常重要。在STEM活動(dòng)的推進(jìn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并分析其產(chǎn)生的原因，通過(guò)各種手段改進(jìn)教學(xué)，促進(jìn)STEM活動(dòng)順利展開(kāi)，在活動(dòng)中發(fā)展學(xué)生的能力，最終達(dá)成發(fā)展學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的最終目標(biāo)。通過(guò)近一年的嘗試和研究，采取各種相關(guān)策略推進(jìn)小學(xué)科學(xué)課程中的STEM活動(dòng)，取得很好的成效。

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（浙江省杭州市周浦小學(xué) 310024）