謝愛華 鄭敏

將STEM科技創(chuàng)新活動(dòng)融入到課程中，是在農(nóng)村開展STEM科技創(chuàng)新活動(dòng)的有效途徑。這要求科技輔導(dǎo)員引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注實(shí)際生活，留心觀察身邊的自然現(xiàn)象和社會(huì)生活。

以農(nóng)村地區(qū)常見常用的農(nóng)諺、氣象諺語中的科學(xué)原理為載體，結(jié)合科學(xué)學(xué)科教學(xué)，開展項(xiàng)目式STEM科技創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)，符合農(nóng)村青少年科技活動(dòng)的基本情況。將STEM課程實(shí)施融入到學(xué)科教學(xué)中，對(duì)科學(xué)課程進(jìn)行一定的調(diào)整和優(yōu)化，可以幫助學(xué)生在生活中學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)，提升其探究能力、創(chuàng)新能力，體驗(yàn)STEM創(chuàng)新活動(dòng)帶來的快樂。

基于學(xué)科教學(xué)的農(nóng)村STEM科技創(chuàng)新活動(dòng)課程的實(shí)施

提出問題——基于學(xué)科教學(xué)引發(fā)思考

科學(xué)課本和語文課本中都有一些關(guān)于天氣現(xiàn)象的諺語，如“朝霞不出門，晚霞行千里”“雞宿早，天必晴;雞宿遲，天必雨”，學(xué)生自然會(huì)產(chǎn)生疑問，朝霞、晚霞與天氣有什么關(guān)系？天氣是晴是雨跟雞又有什么關(guān)系？

通過調(diào)查和了解就會(huì)發(fā)現(xiàn)，如“久晴大霧必陰，久雨大霧必晴”“燕子低飛蛇過道，大雨馬上就來到”“河里魚跳，風(fēng)雨之兆”“魚浮頭有雨”“魚鱗天，無雨風(fēng)也顛”“烏云接落日，不落今日落明日”“蜘蛛結(jié)網(wǎng)，久雨必晴”“蚯蚓路上爬，雨水亂如麻”“瘡疤癢，雨聲響;筋骨痛，雨打河”等這些讀起來朗朗上口的諺語作為一種文化傳承已深入學(xué)生的生活，農(nóng)村的孩子對(duì)它們耳熟能詳，且諺語中描述的這些現(xiàn)象也是在農(nóng)村生活的孩子常見的現(xiàn)象，只要他們稍加觀察，就可以發(fā)現(xiàn)和掌握。

因此根據(jù)語文、科學(xué)學(xué)科教學(xué)基本內(nèi)容，增加STEM科技實(shí)踐活動(dòng)相關(guān)要求，可以開發(fā)設(shè)計(jì)“氣象諺語中的科學(xué)”這一科技創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)。

設(shè)計(jì)方案——充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用

根據(jù)師生討論，確定活動(dòng)內(nèi)容，探究活動(dòng)內(nèi)容涵蓋了4方面。一是科學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)，包括天氣預(yù)報(bào)常識(shí)、氣象災(zāi)害、氣象諺語的歷史、中國(guó)氣象諺語的特點(diǎn)、人類干擾活動(dòng)、氣候變化對(duì)氣象諺語預(yù)報(bào)天氣的影響，以及天氣和人類、動(dòng)植物的關(guān)系等。二是技能訓(xùn)練，包括科學(xué)研究的問卷調(diào)查法、訪談法、文獻(xiàn)資料查詢方法，以及觀察法、實(shí)驗(yàn)法、氣象觀測(cè)法等。三是調(diào)查統(tǒng)計(jì)和分析，包括開展氣象諺語的收集、篩選、分類、觀察、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。四是創(chuàng)意物化，包括創(chuàng)作氣象諺語，講氣象諺語故事，設(shè)計(jì)制作與氣象有關(guān)的云圖或進(jìn)行氣象觀測(cè)創(chuàng)意編程，拍攝與氣象諺語有關(guān)的科學(xué)影像作品，用科學(xué)影像的方式呈現(xiàn)氣象諺語中的科學(xué)原理。

根據(jù)學(xué)生的興趣愛好，結(jié)合其自身特點(diǎn)，選擇感興趣的觀察研究方向并確定活動(dòng)內(nèi)容，成立了風(fēng)云小組、螞蟻（動(dòng)物）小組、含羞草（植物）小組、石頭（非生物）小組、關(guān)節(jié)（人體感受）小組、節(jié)氣時(shí)令小組，制訂了研究方案。

學(xué)習(xí)氣象科學(xué)知識(shí)——在實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)中探秘科學(xué)

在學(xué)習(xí)活動(dòng)過程中會(huì)涉及到很多概念抽象、內(nèi)容枯燥的氣象專業(yè)術(shù)語，容易使學(xué)生喪失學(xué)習(xí)興趣和探究欲望，因此在設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)活動(dòng)時(shí)，要注意在實(shí)踐觀測(cè)和實(shí)驗(yàn)中讓學(xué)生了解氣象專業(yè)術(shù)語，盡量關(guān)注趣味性與生活化，做到人文關(guān)懷與直觀感受相輔相成、理性思辨與兒童趣味互為助益，在幫助學(xué)生持續(xù)保持學(xué)習(xí)興趣和探究熱情的同時(shí)，學(xué)習(xí)到其認(rèn)識(shí)水平內(nèi)的氣象知識(shí)。

在實(shí)踐中學(xué)習(xí)

將學(xué)生帶到氣象觀測(cè)站，在實(shí)踐中學(xué)習(xí)氣象預(yù)報(bào)的制作方法，認(rèn)識(shí)云圖、厄爾尼諾、寒潮、季風(fēng)、大氣層等氣象科學(xué)知識(shí)和氣象觀測(cè)方法。

在實(shí)驗(yàn)中學(xué)習(xí)利用“玩轉(zhuǎn)科學(xué)——天氣探秘STEM”天氣科學(xué)實(shí)驗(yàn)系列，通過“觀察現(xiàn)象提出問題給出假設(shè)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論”的過程進(jìn)行天氣探秘科學(xué)實(shí)驗(yàn)。在STEM創(chuàng)新活動(dòng)開展過程中，讓學(xué)生了解四季變化，認(rèn)識(shí)二十四節(jié)氣;學(xué)會(huì)用符號(hào)和文字記錄天氣;學(xué)習(xí)溫度的測(cè)量，認(rèn)識(shí)霜露的形成及其科學(xué)原理;學(xué)會(huì)觀察動(dòng)植物預(yù)報(bào)天氣的科學(xué)原理;了解云、霧、雨的形成，學(xué)習(xí)凝結(jié)核等氣象專業(yè)術(shù)語，了解云的秘密，學(xué)會(huì)觀察云及云預(yù)報(bào)天氣的科學(xué)原理;通過大氣壓的實(shí)驗(yàn)了解大氣壓、等壓線、天氣圖等氣象科學(xué)知識(shí);認(rèn)識(shí)風(fēng)的形成，了解風(fēng)速、風(fēng)向及風(fēng)對(duì)天氣變化的影響;了解空氣溫度和相對(duì)濕度、體感溫度，學(xué)會(huì)簡(jiǎn)單天氣預(yù)報(bào)的記錄和制作等。

收集整理氣象諺語——在收集整理中學(xué)會(huì)統(tǒng)計(jì)分析

學(xué)生通過家中親友、圖書館、電視、廣播和互聯(lián)網(wǎng)、語文書等多種途徑收集和整理，共收集到氣象諺語826條。統(tǒng)計(jì)整理出小學(xué)語文教材中諺語299條，其中氣象諺語68條，農(nóng)業(yè)諺語16條。并根據(jù)看云識(shí)天、看風(fēng)識(shí)天、看光象識(shí)天、看物象識(shí)天、節(jié)氣時(shí)令識(shí)天等類別，以自己的方式進(jìn)行氣象諺語分類。

觀察驗(yàn)證氣象諺語——實(shí)踐STEM創(chuàng)新活動(dòng)項(xiàng)目研究的過程

在搜集整理氣象諺語的過程中，學(xué)生發(fā)現(xiàn)氣象諺語有其優(yōu)缺點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)在于能便捷地幫助人們估測(cè)常見的天氣和氣候趨勢(shì)，安排好生產(chǎn)生活，而且言簡(jiǎn)意賅、朗朗上口，具有濃厚的民間文學(xué)色彩。缺點(diǎn)則是多數(shù)氣象諺語是人們觀察當(dāng)?shù)貧庀蟮慕?jīng)驗(yàn)總結(jié)，僅適用于局地小范圍。這類氣象諺語是否正確，是否可以推廣到其他地區(qū)，以及可以推廣到哪些地區(qū)，可以做怎樣的修改和創(chuàng)新使其更準(zhǔn)確客觀，對(duì)于這些問題，鼓勵(lì)學(xué)生選擇自己喜歡的氣象諺語進(jìn)行觀察和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，并對(duì)氣象諺語所包含的科學(xué)道理進(jìn)行觀察和實(shí)驗(yàn)，體驗(yàn)STEM創(chuàng)新活動(dòng)項(xiàng)目研究的過程。

創(chuàng)意物化——體驗(yàn)STEM創(chuàng)新活動(dòng)把創(chuàng)新思維形成物化成果的魅力

科學(xué)藝術(shù)科學(xué)的美與藝術(shù)的美可以完美地結(jié)合。在這一活動(dòng)中，科技輔導(dǎo)員鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)揮自己的創(chuàng)造力，用藝術(shù)形式生動(dòng)形象地表達(dá)氣象諺語，比如繪制甲骨文氣象傘。

有些學(xué)生在學(xué)習(xí)凝霜結(jié)露的知識(shí)和進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，了解到對(duì)于靠飛翔生存的昆蟲來說，露水實(shí)在是討厭的家伙，因?yàn)槿淼穆端阋灾氐阶尯w不起來，它們只能靜靜等待陽光把一身露水曬干。由此科技輔導(dǎo)員引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)露水的氣象科學(xué)原理和昆蟲的特點(diǎn)，創(chuàng)作了科學(xué)影像腳本《早起的鳥兒有蟲吃》，并拍攝制作成科學(xué)DV。

有些學(xué)生在了解了雷雨天氣的危害以后，根據(jù)雷雨的氣象科學(xué)原理和物理學(xué)原理，創(chuàng)作拍攝了科學(xué)微電影《雷雨天打傘之爭(zhēng)》，并獲得了第10屆全國(guó)青少年科學(xué)影像節(jié)三等獎(jiǎng)。

創(chuàng)意編程一些有人工智能學(xué)習(xí)背景的學(xué)生根據(jù)氣溫和濕度基于Arduino開源硬件，用Scratch 3.0編程軟件設(shè)計(jì)制作了獨(dú)居老人家用智能監(jiān)測(cè)儀，集監(jiān)測(cè)溫濕度、空氣質(zhì)量、燃?xì)庑孤┯谝惑w，實(shí)現(xiàn)語音播報(bào)，提醒人們及時(shí)開窗通風(fēng)，為防疫作出自己的貢獻(xiàn)，該作品獲得第41屆湖南省青少年科技創(chuàng)新大賽優(yōu)秀創(chuàng)新成果一等獎(jiǎng)。

研究小論文科技輔導(dǎo)員要求學(xué)生通過觀察、調(diào)查、實(shí)驗(yàn)撰寫觀察日記和科學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。有些學(xué)生把這些材料進(jìn)行總結(jié)提升，形成了氣象諺語研究小論文。如部分同學(xué)通過調(diào)查訪問、查閱文獻(xiàn)資料等方法撰寫的研究論文《今年八月丹桂不飄香》獲得第41屆湖南省青少年科技創(chuàng)新大賽優(yōu)秀創(chuàng)新成果二等獎(jiǎng)。

生活應(yīng)用——培養(yǎng)孩子們的擔(dān)當(dāng)與責(zé)任

有些學(xué)生在收集氣象諺語的同時(shí)還收獲了不少氣象諺語故事?？萍驾o導(dǎo)員鼓勵(lì)他們把氣象諺語故事向家長(zhǎng)、同學(xué)宣講，傳揚(yáng)優(yōu)秀的氣象傳統(tǒng)文化。

有些學(xué)生通過觀察和查找資料發(fā)現(xiàn)：以前氣象諺語的準(zhǔn)確性比現(xiàn)在高，近些年來明顯的氣候反?，F(xiàn)象使許多氣象諺語不再準(zhǔn)確了。面對(duì)氣候變化，他們主動(dòng)承擔(dān)起作為地球小主人應(yīng)盡的責(zé)任，在家長(zhǎng)的帶領(lǐng)下植樹造林，宣傳植樹造林、護(hù)綠、節(jié)水等知識(shí)，用綠色出行、節(jié)水、節(jié)電等實(shí)際行動(dòng)應(yīng)對(duì)氣候變化。

為期1年的活動(dòng)結(jié)束后，參與活動(dòng)的學(xué)生從多個(gè)角度收獲了成果。他們?cè)隗w驗(yàn)日記中寫到：“通過此次活動(dòng)，我覺得做調(diào)查很快樂，可以探索新知，而且通過活動(dòng)，我充分認(rèn)識(shí)到‘實(shí)踐出真知的真諦，更能切身體會(huì)氣象諺語的真正含義，不是簡(jiǎn)單的背誦，或者紙上談兵。最重要的是這次活動(dòng)的參與過程讓我們體會(huì)到科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)性，所有的步驟和內(nèi)容都要經(jīng)過精密設(shè)計(jì)和推敲，所有的成果都是持之以恒的、無數(shù)次的勞動(dòng)積累而來，實(shí)在是太不容易了。這讓我由衷地尊敬科學(xué)家和研究者?！薄巴ㄟ^此次科技實(shí)踐活動(dòng)，我們體會(huì)到氣象諺語雖然不是現(xiàn)代科學(xué)的產(chǎn)物，但絕大多數(shù)氣象諺語是相當(dāng)準(zhǔn)確的，是中國(guó)人民長(zhǎng)年累月積累下的經(jīng)典，是老祖宗的智慧，是中國(guó)優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的一部分，加深了我對(duì)中國(guó)傳統(tǒng)文化特別是氣象諺語文化的理解和熱愛，激勵(lì)著我們傳承老祖宗的智慧，把氣象諺語文化發(fā)揚(yáng)光大。我們還認(rèn)識(shí)到生活處處皆學(xué)問，我們要做生活的有心人，多觀察，勤思考，為祖國(guó)文化寫下新的篇章。我們應(yīng)該真正地多親近大自然，去探尋，去發(fā)現(xiàn)，了解氣象知識(shí)，預(yù)測(cè)天氣變化?！?/p>

基于學(xué)科教學(xué)的農(nóng)村STEM科技創(chuàng)新活動(dòng)課程實(shí)施的感悟

“氣象諺語中的科學(xué)”科技實(shí)踐活動(dòng)將語文、科學(xué)學(xué)科教育和氣象科普教育、全球氣候變化相融合，涵蓋了語文、科學(xué)、數(shù)學(xué)、地理、美術(shù)、計(jì)算機(jī)等多個(gè)學(xué)科，將STEM教育理念融入學(xué)習(xí)活動(dòng)，將科學(xué)思維和哲學(xué)辯證思想融入學(xué)習(xí)實(shí)踐，在活動(dòng)中培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力，傳承了中華民族的優(yōu)秀傳統(tǒng)文化，提升了學(xué)生的民族文化自信。學(xué)生在實(shí)踐中學(xué)習(xí)了學(xué)科知識(shí)，體驗(yàn)了STEM科技創(chuàng)新活動(dòng)帶來的快樂，感受和體會(huì)了科學(xué)家精神。這是生活潤(rùn)物細(xì)無聲的教育，也是STEM科技創(chuàng)新活動(dòng)課程的魅力。

在農(nóng)村開展STEM科技創(chuàng)新活動(dòng)，并不是什么遙不可及的事情。只要科技輔導(dǎo)員能夠用心觀察與發(fā)現(xiàn)，無論是大自然還是生活，學(xué)科教學(xué)都會(huì)給我們提供源源不斷的靈感?？萍驾o導(dǎo)員通過自身創(chuàng)新思維開發(fā)，設(shè)計(jì)適合農(nóng)村學(xué)生開展的STEM科技創(chuàng)新活動(dòng)課程內(nèi)容，既有利于學(xué)生綜合素質(zhì)的提高，也有利于學(xué)科教學(xué)質(zhì)量和自身素質(zhì)的提升。