◇俞曉東

【作者單位：德清縣乾元鎮(zhèn)中心小學(xué)浙江】

STEM教育融合小學(xué)科學(xué)教學(xué)，能夠提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力，對(duì)于小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)具有重要的意義?？茖W(xué)教師可以從改進(jìn)教材活動(dòng)、開(kāi)放學(xué)習(xí)形式、借力智慧課堂等途徑實(shí)現(xiàn)STEM教育與小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)的有效融合。

如今，STEM 教育逐漸被教育專(zhuān)家、一線教師等各方所認(rèn)同，開(kāi)始在我國(guó)小學(xué)教育中生根發(fā)芽?？茖W(xué)教師嘗試將STEM教育與小學(xué)科學(xué)課融合，以實(shí)現(xiàn)常態(tài)化STEM教育。但是，很多科學(xué)老師對(duì)STEM教育的認(rèn)識(shí)不足，缺少實(shí)施STEM教學(xué)的項(xiàng)目素材和有效的教學(xué)策略。諸多難題導(dǎo)致STEM教育與小學(xué)科學(xué)課的融合往往停留于形式，難以觸及本質(zhì)，很難發(fā)揮出最終的效益。本文就STEM教育和小學(xué)科學(xué)融合的途徑進(jìn)行探析，為科學(xué)教師實(shí)施STEM教學(xué)提供借鑒。

一、改進(jìn)教材活動(dòng)，挖掘STEM 教育與小學(xué)科學(xué)融合的項(xiàng)目素材

2017年發(fā)布的《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》的課程內(nèi)容在原先實(shí)驗(yàn)稿“物質(zhì)科學(xué)”“生命科學(xué)”“地球與宇宙科學(xué)”三大領(lǐng)域的基礎(chǔ)上增加了“技術(shù)與工程”領(lǐng)域。教科版小學(xué)科學(xué)教材中，《做個(gè)太陽(yáng)能熱水器》《制作小桿秤》《建高塔》《造一座橋》等很多工程制作類(lèi)的課例，由于其實(shí)踐性、綜合性等特點(diǎn)，在學(xué)習(xí)方式上與STEM教育不謀而合，有著與STEM教育融合的先天基礎(chǔ)。

在STEM教育模式下，科學(xué)教師可以突破教材中器材、時(shí)間和場(chǎng)地的限制，以問(wèn)題引導(dǎo)、任務(wù)驅(qū)動(dòng)等方法組織學(xué)生自主地完成探究活動(dòng)，以此實(shí)現(xiàn)教材活動(dòng)到STEM項(xiàng)目的改造、升級(jí)?？茖W(xué)教師在開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)時(shí)，要突出工程規(guī)劃和數(shù)學(xué)工具的應(yīng)用，著重培養(yǎng)學(xué)生的STEM素養(yǎng)，提升學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的發(fā)展。

比如在學(xué)習(xí)六年級(jí)上冊(cè)《建高塔》一課時(shí)，教材活動(dòng)讓學(xué)生用礦泉水瓶來(lái)建立高塔模型，從中知道上小下大、上輕下重的高塔承重原理。如果用胡蘿卜、牙簽等材料代替礦泉水瓶，這樣一個(gè)小小的改進(jìn)就可以讓“建高塔”這一課堂活動(dòng)升級(jí)為STEM項(xiàng)目。學(xué)生用生活化的材料作為支架，通過(guò)理論梳理、圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、模型建造、互補(bǔ)提升等環(huán)節(jié)，把所學(xué)所想轉(zhuǎn)化為可塑造、可測(cè)量、可評(píng)價(jià)的框架模型，在設(shè)計(jì)、交流、改進(jìn)過(guò)程中搭建起可視化的思維高塔。這不僅培養(yǎng)了學(xué)生自主思考的能力，還提高了學(xué)生的動(dòng)手能力，真正地發(fā)揮了STEM 教育模式的優(yōu)勢(shì)。

二、開(kāi)放探究形式，提高學(xué)生合作式項(xiàng)目學(xué)習(xí)能力

在傳統(tǒng)小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)中，學(xué)生的探究時(shí)間比較短，學(xué)生思維被迫跳躍式前進(jìn)，難以體驗(yàn)到項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的綜合性。在STEM教育模式下實(shí)施科學(xué)課教學(xué)，教師要開(kāi)放探究形式，將課堂實(shí)驗(yàn)、調(diào)查訪問(wèn)、實(shí)地考察等方式結(jié)合起來(lái)，組織學(xué)生開(kāi)展完整的項(xiàng)目學(xué)習(xí)活動(dòng)。教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，嘗試按照自己的想法去解決問(wèn)題，允許學(xué)生在合作中產(chǎn)生爭(zhēng)議，在試錯(cuò)和糾錯(cuò)的過(guò)程中共同成長(zhǎng)。

比如在學(xué)習(xí)四年級(jí)“我們的身體”這一單元后，同學(xué)們受到教材“資料庫(kù)”中“肺與心臟的工作”這一部分閱讀內(nèi)容的啟發(fā)，提出拓展延伸問(wèn)題：吸煙會(huì)對(duì)呼吸系統(tǒng)產(chǎn)生怎樣的影響？雖然這不是教材學(xué)習(xí)內(nèi)容，卻是學(xué)生自發(fā)形成的一個(gè)可實(shí)施的STEM學(xué)習(xí)項(xiàng)目。為了研究吸煙與呼吸系統(tǒng)之間的關(guān)系，學(xué)生通過(guò)自主查閱資料等方法學(xué)習(xí)煙草相關(guān)知識(shí)；自由組合成學(xué)習(xí)小組，設(shè)計(jì)問(wèn)卷，開(kāi)展家庭調(diào)查和到超市、小賣(mài)店實(shí)地采訪，對(duì)調(diào)查結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，了解煙民的吸煙行為動(dòng)機(jī)、控?zé)熋媾R的困難以及煙草的市場(chǎng)銷(xiāo)售情況；利用礦泉水瓶、棉花、注射器等材料設(shè)計(jì)模擬實(shí)驗(yàn)，觀察、推測(cè)吸煙對(duì)呼吸系統(tǒng)的影響；觀看視頻，直觀了解內(nèi)窺鏡下煙肺的病變情況；設(shè)計(jì)倡議書(shū)，借助學(xué)校微信公眾平臺(tái)，向家長(zhǎng)和社會(huì)發(fā)出心聲，以“小手牽大手”“學(xué)校帶動(dòng)社會(huì)”的方式，呼吁社會(huì)上更多的人加入“拒絕煙草”的隊(duì)伍中來(lái)。在這樣一個(gè)完整的、長(zhǎng)周期的學(xué)習(xí)項(xiàng)目中，學(xué)生綜合運(yùn)用了科學(xué)、數(shù)學(xué)、技術(shù)手段，突破了理論與現(xiàn)實(shí)的屏障，所學(xué)所得是在傳統(tǒng)課堂學(xué)習(xí)中無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。

三、借力智慧教育，為學(xué)生交流展示搭建平臺(tái)

STEM教育和傳統(tǒng)的教育不同，其強(qiáng)調(diào)的是動(dòng)態(tài)教學(xué)。學(xué)生的學(xué)習(xí)行為是在實(shí)踐中完成的，邊做邊學(xué)，學(xué)以致用。交流研討是學(xué)生推進(jìn)學(xué)習(xí)活動(dòng)的重要途徑，也是學(xué)生思維發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在傳統(tǒng)課堂中，由于有些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象很難通過(guò)紙筆記錄，學(xué)生在活動(dòng)中遇到的困難和解決困難的過(guò)程也難以再現(xiàn)，所以實(shí)驗(yàn)后的交流、研討始終受到載體的限制。

在STEM教育掀起熱潮的今天，功能各異的智慧教育系統(tǒng)也應(yīng)運(yùn)而生，為學(xué)生交流研討和成果展示提供了較強(qiáng)可視化的平臺(tái)。例如，學(xué)生在學(xué)習(xí)《造一艘小船》一課時(shí)，教師重點(diǎn)運(yùn)用“醍摩豆”智慧課堂中平板拍照、畫(huà)筆標(biāo)注、飛遞、作品觀摩、HITA即時(shí)影像等這些功能，呈現(xiàn)學(xué)生造橡皮泥小船、改進(jìn)小船的一系列動(dòng)態(tài)過(guò)程。學(xué)生也能夠自由地記錄、存儲(chǔ)和調(diào)取項(xiàng)目學(xué)習(xí)過(guò)程中的影像資料，在實(shí)證基礎(chǔ)上有效地開(kāi)展交流研討，使師生互動(dòng)和生生交流更加充分。

當(dāng)前，很多學(xué)校已經(jīng)開(kāi)始開(kāi)設(shè)3D打印、機(jī)器人編程、樂(lè)高積木等專(zhuān)項(xiàng)STEM課程。這些課程的實(shí)施，也將為STEM教育與小學(xué)科學(xué)課的融合提供現(xiàn)代化、智能化的技術(shù)支持。

四、結(jié)語(yǔ)

融合科學(xué)課堂教學(xué)是目前實(shí)施、普及STEM教育的一條可行之路，是符合我國(guó)小學(xué)教育實(shí)情的。STEM教育作為一種先進(jìn)的教育模式，引入小學(xué)科學(xué)教育，有助于落實(shí)新課程理念，有效提升小學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，對(duì)我國(guó)未來(lái)國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力的增強(qiáng)有重要的意義。