孫晨晨

2017年9月，教育部頒布了《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》，將小學(xué)科學(xué)的起始年級調(diào)整至一年級。新課標(biāo)指出：小學(xué)科學(xué)課程是一門與其他學(xué)科有密切聯(lián)系的綜合型課程。強調(diào)多個學(xué)科領(lǐng)域知識的相互滲透和聯(lián)系整合，注重自然世界的整體性和科學(xué)各領(lǐng)域共同的教育功能、思維方式以及研究方法。

多元化的社會生活和發(fā)展問題呼喚當(dāng)代孩子擁有全面的視角和綜合型解決問題的能力，多種學(xué)科知識的融合運用勢在必行，因此STEM理念走進了我們的視線。

STEM課程理念，即將科學(xué)（Science），技術(shù)（Technology），工程（Engineering），數(shù)學(xué)（Mathematics）四門學(xué)科有機融于一體的課程設(shè)計理念。科學(xué)是人們看見世界、認(rèn)識自然規(guī)律的窗口;技術(shù)和工程是人們基于自然規(guī)律改造生活、創(chuàng)造世界的手段和方法;而數(shù)學(xué)則是助力技術(shù)與工程的基礎(chǔ)工具。STEM課程不是簡單地將工程和科學(xué)組合在一起，而是要把學(xué)生掌握的碎片知識和機械過程整理成為一種學(xué)習(xí)方式，進而從不同角度探究事物之間的相互聯(lián)系。

小學(xué)一、二年級的孩子即低年段的學(xué)生，他們眼里的世界是嶄新的，充滿未知和神秘。科學(xué)課將為他們打開通往這個神奇世界的大門。STEM理念下的科學(xué)教學(xué)設(shè)計綜合了多種學(xué)科的優(yōu)勢，相互補充和完善，可以更有效地幫助低年段的學(xué)生從小樹立創(chuàng)新意識，培養(yǎng)解決問題的綜合性能力，提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

《賽車總動員》是基于蘇教版小學(xué)科學(xué)一年級新教材中的專項學(xué)習(xí)——《像工程師那樣》一課改編而來的一節(jié)STEM課。下面，筆者就借由這節(jié)課談?wù)凷TEM理念下的小學(xué)低年段科學(xué)教學(xué)設(shè)計。

這節(jié)課中，“賽車”作為實踐活動的具象載體，為學(xué)生提供了體驗工程設(shè)計和探尋知識的突破口。筆者引導(dǎo)學(xué)生觀察、調(diào)試、制作了一輛簡易小車，由記錄小車在斜坡上駛出的距離探究其背后的科學(xué)知識。

一、玩趣——構(gòu)建趣味問題情境

問題情境是科學(xué)研究的起點，當(dāng)學(xué)生開始好奇事物的起因，開始探尋其中的秘密，開始有了新發(fā)現(xiàn)，都會燃起他們學(xué)習(xí)的熱情。好奇心驅(qū)使的求知，是學(xué)生在實踐活動中不斷自我完善的基礎(chǔ)。

STEM理念下的科學(xué)課講求源于生活，認(rèn)識真實情境中的問題。而低年段的學(xué)生由于年齡特點，更容易被充滿童趣的事物吸引：精彩的動畫片、親身的體驗活動、炫酷的科學(xué)現(xiàn)象都會吸引他們的眼球。因此，在低年段的STEM科學(xué)課中，教師應(yīng)充分發(fā)掘現(xiàn)實問題中的趣味點，為學(xué)生的實踐活動點燃一顆新奇的火種。

筆者在《賽車總動員》一課的教學(xué)設(shè)計中，由一段視頻動畫片導(dǎo)入新課，動感刺激的賽車場景讓學(xué)生很興奮，紛紛表示也想?yún)⒓舆@樣一場比賽。教師只需順勢揭示活動主題，自然地引導(dǎo)學(xué)生思考如何將比賽帶進現(xiàn)實課堂中，繼而拉開課堂的帷幕。

二、玩味——完善工程設(shè)計過程

STEM科學(xué)課程的核心就是讓學(xué)生通過體驗工程建設(shè)從事物的構(gòu)思設(shè)計、施工、調(diào)試到運行的完整過程。在此過程中，學(xué)生將運用多方面的綜合知識和技能來解決每一個小問題，繼而完成任務(wù)，并積累一定科學(xué)知識。

《賽車總動員》的整體設(shè)計遵循了STEM課程的教學(xué)流程，針對低年段學(xué)生的學(xué)齡特點，用想一想、做一做、試一試、比一比的系列活動帶領(lǐng)學(xué)生體驗做小車、玩小車、賽小車、探尋簡單科學(xué)道理的過程。

1.參照模型，初定工程計劃

工程設(shè)計往往從構(gòu)思設(shè)計開始，這對一年級的孩子而言頗有難度，但他們已具備了一定的模仿能力。因此，在低年段的STEM科學(xué)課中，教師可以出示簡單的實物模型或者設(shè)計圖紙，供學(xué)生模仿制作。

片段1：

師：小朋友們，要想?yún)⒓舆@場賽車，先要有什么？

生：賽車！

師：是的，那我們就先一起來學(xué)做一輛車，好不好？（好?。?/p>

（圖片出示一輛簡易小車）

師：請大家仔細觀察，要做成這輛簡易小車我們都需要那些材料？

生：需要一個紙盒子、車輪還有金屬棍。

師：這個紙盒子我們把它叫做車身，金屬棍要裝在輪子最中心的位置上，它叫——車軸，有了它，輪子才能平衡的轉(zhuǎn)動。還需要什么嗎？

生：還需要膠帶，用來固定車軸。

師：老師已經(jīng)為大家準(zhǔn)備好了這些材料，請大家想一想怎么來組裝這輛小車呢？

生討論，指名1—2個學(xué)生說一說組裝方法。

這一環(huán)節(jié)中，筆者出示了一輛簡易小車的模型圖片，將原本的小車設(shè)計簡化成模型模仿，拉近了設(shè)想與實物間的距離，降低了設(shè)計制作的難度。低年段的學(xué)生在模型的直觀展示中，更易形成制作小車的具體想法。

2.調(diào)試修改，確定實施方案

初步設(shè)計的方案往往并不成熟，需要在實踐中針對問題進行調(diào)整和修改，才能最終確定實施方案。STEM理念下的課程設(shè)計正是要學(xué)生經(jīng)歷這樣的過程，明白科學(xué)探究并不是一蹴而就、一帆風(fēng)順的，反復(fù)的試驗和調(diào)試，也將激起學(xué)生探究的欲望，錘煉他們的科學(xué)意志。

片段2：

師：想好了，我們就來做一做。

師隨機投影演示制作方法。重點介紹使用錘子敲輪子的方法，強調(diào)要敲緊。

指名1個學(xué)生投影演示，生發(fā)現(xiàn)小車跑不起來。

師：大家有沒有發(fā)現(xiàn)什么問題？

生：小車跑不起來，車輪沒轉(zhuǎn)。

師出示事先做好的小車，再讓這名學(xué)生試一試發(fā)現(xiàn)可以轉(zhuǎn)動。找到原因：老師的車軸上有吸管。

師：吸管的作用是什么呢？

生：可以讓車軸轉(zhuǎn)動起來。

師：是的，有了吸管，車軸才能平衡的轉(zhuǎn)動。

我們組裝的時候還像之前那樣先把金屬軸插在一個輪子里面，然后套上一根吸管，然后再裝上另一個輪子。其他步驟都和之前的一樣。

看！這樣小車自己就能跑起來了！你們學(xué)會了嗎？

初步觀察模型時，學(xué)生并沒有發(fā)現(xiàn)車身下的吸管，直至按照預(yù)想制作出小車后才發(fā)現(xiàn)問題。所謂“磨刀不誤砍柴工”，學(xué)生經(jīng)歷失敗后，通過對比觀察找到調(diào)試修改的方法，再按照正確的方式制作小車，將更加明確車軸轉(zhuǎn)動的原理。

3.展示分享，探求科學(xué)真知

在工程建設(shè)中，設(shè)備運行是最后一步也是檢驗成果的一步。在STEM課程的教學(xué)設(shè)計中，學(xué)生將作品展示分享，在模型的運行中發(fā)掘科學(xué)知識，摘取由實踐得來的理論成果。

在《賽車總動員》一課中，小車的制作完成，使學(xué)生獲得了極大的成就感，他們會迫不及待地想要玩起來。此時教師出示“賽道”，讓學(xué)生們將做好的小車送入賽道，喜悅的心情掀起整節(jié)課的高潮。同時，多輪的試玩也會讓學(xué)生意識到小車的行駛情況存在不同，需要制定并認(rèn)真執(zhí)行比賽規(guī)則。統(tǒng)一規(guī)則后的再次比賽，學(xué)生會很快發(fā)現(xiàn)小車背后的科學(xué)知識：即起點越高，小車跑得越遠。

三、玩思——創(chuàng)設(shè)開放式探究環(huán)境

STEM課程的教學(xué)設(shè)計追求學(xué)生的天性解放，開放式的探究環(huán)境將為低年段的學(xué)生打造更為廣闊的思維空間和行動平臺，使他們在玩中學(xué)，學(xué)中思，思后有所得。

1.座位重組，擴充活動空間

何為座位？于學(xué)生而言，它不僅是教室里的一張桌椅，更是學(xué)生在課堂教學(xué)中所處的位置，是與同學(xué)相互溝通和交流信息的連接點。靈動的座位擺放形式可適應(yīng)于不同課型或活動需求，方便師生、生生交流互動，為學(xué)生的伙伴學(xué)習(xí)創(chuàng)設(shè)平等對話、相互傾聽的學(xué)習(xí)情境。

在《賽車》一課的設(shè)計中，筆者打破了教室原有的空間布局，重新排布桌椅，將學(xué)生聽課和活動的區(qū)域分開（如圖1）。聽課時，學(xué)生們都坐在中間，實驗時再去往各自的操作臺，學(xué)生和老師間沒有了桌子的阻隔，溝通更加方便;同時低年段學(xué)生的行為得以調(diào)控，聽課效率也會大大提升。

2.教具設(shè)計，拓寬思維領(lǐng)域

教具作為教師輔助教學(xué)的用具，有著不可替代的作用。皮亞杰在劃分兒童思維發(fā)展的階段時指出，7歲左右兒童的思維正處于由前運算階段向具體運算階段的過渡狀態(tài)，他們的思維活動必須依賴于具體事物的支持。因此，在低年段的科學(xué)課上，教師可以借助具體的模型和直觀的教具來幫助學(xué)生搭建起通往現(xiàn)實世界的認(rèn)知橋梁。

在本課的設(shè)計中，筆者受到市創(chuàng)意車模比賽的啟發(fā)，仿照比賽的賽道，設(shè)計定制了迷你版的小車賽道（如圖2）。然后將其搬上課桌，為學(xué)生的活動提供了具象的教具模型，滿足了他們探究的需要，也為拓寬他們的思維領(lǐng)域奠定了實物基礎(chǔ)。

結(jié)束語

STEM理念下的科學(xué)教學(xué)講求學(xué)科知識的綜合運用，串聯(lián)起科學(xué)與技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)之間的隱形聯(lián)系，這種聯(lián)系使得它們在交互中激發(fā)出彼此的學(xué)科優(yōu)勢，在融合互補中為學(xué)生活動型的、理解性的科學(xué)學(xué)習(xí)搭建平臺。低年段的學(xué)生初涉科學(xué)課，教師更應(yīng)重視他們的知識組成和技能建構(gòu)，為培養(yǎng)他們多元的認(rèn)知視角和實踐技能不懈努力。

（南京市金陵匯文學(xué)校（小學(xué)部））