陳艷秋

摘 要：STEM課程具有重實(shí)踐、綜合性強(qiáng)、周期長(zhǎng)等特點(diǎn)，與傳統(tǒng)的科學(xué)課堂相比，利用彈性離校時(shí)間段開展的科學(xué)社團(tuán)更適合實(shí)施STEM課程。以“自制凈水器”為例，分享了STEM課程在社團(tuán)實(shí)踐過程中的優(yōu)勢(shì)。

關(guān)鍵詞：STEM教育;社團(tuán);實(shí)踐

與以往的科學(xué)教育不同，STEM教育以工程設(shè)計(jì)為基石，引導(dǎo)學(xué)生用他們?cè)诳茖W(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)各個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)來解決真實(shí)世界中有意義的問題[1]。它是通過學(xué)生完整的作品展示來考量學(xué)生對(duì)STEM教育所涉及的各個(gè)學(xué)科概念的掌握情況。所以，一個(gè)完整的STEM課程需要一個(gè)很長(zhǎng)的周期才能完成，只依托傳統(tǒng)的科學(xué)課堂，在時(shí)間和空間上都有所限制，顯然是不夠的。而彈性離校的實(shí)施給予STEM課程一個(gè)新的平臺(tái)，在教師有計(jì)劃的組織下，讓對(duì)科學(xué)有興趣的孩子每周相聚在科學(xué)社團(tuán)中，圍繞一個(gè)問題進(jìn)行科學(xué)的學(xué)習(xí)和開展工程設(shè)計(jì)類的活動(dòng)。

我結(jié)合蘇教版科學(xué)三年級(jí)上冊(cè)“地球上的水資源”，參考眾多科學(xué)書籍，以“自制凈水器”為主題在科學(xué)社團(tuán)中開展了STEM課程，從課程的實(shí)施情況和學(xué)生的反饋中，我感受到STEM教育的魅力。

一、創(chuàng)設(shè)情境，明確任務(wù)，學(xué)生的心動(dòng)起來了

STEM教育認(rèn)為知識(shí)蘊(yùn)含在真實(shí)的問題情境中，教師為學(xué)生創(chuàng)設(shè)情境，學(xué)生利用多門學(xué)科知識(shí)積極探索，培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題的能力[2]。

在“自制凈水器”中，我以“我國(guó)的偏遠(yuǎn)山區(qū)人民飲用了不潔凈的水而患病”的情境導(dǎo)入，呈現(xiàn)了在一個(gè)真實(shí)情境中出現(xiàn)的科學(xué)問題——“在資金有限的情況下能否幫助當(dāng)?shù)鼐用裨O(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)易的、價(jià)格低廉的凈水器？”以此激發(fā)學(xué)生主動(dòng)探究的熱情，進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生確定用戶的需求。學(xué)生討論：要想在短時(shí)間內(nèi)設(shè)計(jì)一個(gè)凈水效果好、廉價(jià)、簡(jiǎn)單的凈水器，你有哪些疑問？例如，自來水廠通常是怎么凈水的？合格水的標(biāo)準(zhǔn)是什么？什么樣的廉價(jià)物品可以用于凈水，怎樣才能達(dá)到好的凈水效果？什么樣的結(jié)構(gòu)能夠保證凈水效果，同時(shí)兼顧凈水效率？識(shí)別解決問題所需的知識(shí)、技能和方法，使學(xué)習(xí)變成學(xué)生內(nèi)心的認(rèn)知需要，進(jìn)而產(chǎn)生持續(xù)學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)的內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力。

二、知識(shí)積累，從做中學(xué)，學(xué)生的手動(dòng)起來了

在實(shí)施本課程前，我對(duì)學(xué)生關(guān)于凈水的已有認(rèn)知進(jìn)行了前測(cè)。數(shù)據(jù)顯示學(xué)生對(duì)凈化水的方法、凈化水的材料并不熟悉，所以我們需要讓學(xué)生知道如何凈化水，有哪些材料具備凈化水的功能。

杜威提出了“做中學(xué)”的思想，主張讓學(xué)生從經(jīng)驗(yàn)中學(xué)習(xí)，通過解決問題來學(xué)習(xí)[3]。所以，我認(rèn)為在實(shí)施自制凈水器這個(gè)目標(biāo)任務(wù)前，應(yīng)該給學(xué)生充分的機(jī)會(huì)積累經(jīng)驗(yàn)，從做中學(xué)。而最核心的探究活動(dòng)是對(duì)各種凈水材料凈水能力的研究，通過設(shè)計(jì)以下四個(gè)活動(dòng)讓學(xué)生一邊動(dòng)手一邊完成知識(shí)準(zhǔn)備并提高學(xué)生動(dòng)手完成任務(wù)的能力：（1）了解自來水廠凈水流程;（2）用pH試紙測(cè)試水樣質(zhì)量;（3）用過濾和吸附方法凈水;（4）研究不同材料的過濾效果和過濾效率。

三、多元融合，建立模型，學(xué)生的腦動(dòng)起來了

當(dāng)學(xué)生對(duì)各種材料凈化水的效果有了一定認(rèn)知后，會(huì)獲得一個(gè)挑戰(zhàn)任務(wù)——自己制作一個(gè)簡(jiǎn)易凈水器。有了之前的經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生才會(huì)選擇他們認(rèn)為合適的材料來設(shè)計(jì)、制作，然后檢測(cè)、匯報(bào)。在這個(gè)階段，學(xué)生需要多元整合科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)等各個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)，充分調(diào)動(dòng)自己的智慧和創(chuàng)造性，綜合運(yùn)用原有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)做出合理的推論并分析存在的問題，形成自己的假設(shè)和解決方案。學(xué)生的思維也在不知不覺中得到了提升。例如，在設(shè)計(jì)方案環(huán)節(jié)，需要用創(chuàng)造性思維進(jìn)行頭腦風(fēng)暴;在權(quán)衡效果、效率以及成本時(shí)，需要用到的是分析、綜合等思維;在小組交流時(shí)，需要用到的是批判性思維和一些溝通技巧……

在這個(gè)階段，教師在扮演好組織者、引導(dǎo)者的同時(shí)也要給學(xué)生留有開放性的空間，包括材料的開放性空間和設(shè)計(jì)的開放性空間。

四、反思提升，多元評(píng)價(jià)，學(xué)生的情動(dòng)起來了

為了有效評(píng)估STEM的學(xué)習(xí)，教師必須采用和發(fā)展一套綜合的評(píng)價(jià)體系，給學(xué)生不同的表現(xiàn)機(jī)會(huì)，從而通過多樣的評(píng)價(jià)方式判斷他們的知識(shí)和能力水平[4]。在制作凈水器的任務(wù)完成后，評(píng)價(jià)每位學(xué)生在整個(gè)活動(dòng)中的表現(xiàn)是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)。作為一項(xiàng)工程設(shè)計(jì)任務(wù)，STEM課程中允許有多個(gè)正確答案，即使作品失敗，并不代表學(xué)生的能力、思維沒有得到提升。評(píng)價(jià)的最終目的是為學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí)提供方向，讓他們?cè)诿鎸?duì)新的挑戰(zhàn)時(shí)具備解決問題的能力、創(chuàng)新性的思維以及不斷探索的精神。

我對(duì)學(xué)生在這個(gè)課程中的表現(xiàn)是按以下方式進(jìn)行評(píng)估的：

1.在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，每個(gè)小組都需要用圖表的方式來向教師和其他組的同學(xué)展示介紹自己的設(shè)計(jì)方案，及時(shí)給予反饋和評(píng)價(jià)。

2.最終評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)，教師根據(jù)報(bào)告書的規(guī)范性、數(shù)據(jù)的完整性、美觀性，過濾效果即規(guī)定時(shí)間內(nèi)凈水器過濾出合格水的量以及成本包括實(shí)驗(yàn)損耗的材料、單個(gè)凈水器的成本三個(gè)因素進(jìn)行綜合性評(píng)價(jià)。

我認(rèn)為，讓學(xué)生動(dòng)起來，社團(tuán)就要活起來。教師不妨給學(xué)生空間，讓他們發(fā)揮;給學(xué)生時(shí)間，讓他們交流;給學(xué)生機(jī)會(huì)，讓他們選擇;給學(xué)生問題，讓他們探究;給學(xué)生困難，讓他們成長(zhǎng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙閃.基于5E模型的STEM項(xiàng)目教學(xué)實(shí)踐研究[J].教育參考，2019（3）.

[2]秦瑾若，傅鋼善.STEM教育：基于真實(shí)問題情景的跨學(xué)科式教育[J].中國(guó)電化教育，2017.

[3]張建偉，孫燕青.從“做中學(xué)”到建構(gòu)主義：探究學(xué)習(xí)的理論軌跡[J].教育理論與實(shí)踐，2006（7）：37-41.

[4]柏毅，龐謙竺，信疏桐.STEM教育評(píng)價(jià)的內(nèi)容與策略[J]. 中國(guó)民族教育，2018，229（Z1）：24-27.