葉中華

本文嘗試依托科學(xué)教學(xué)活動(dòng)課例《手?jǐn)S模型飛機(jī)的設(shè)計(jì)制作》，探索實(shí)踐落實(shí)STEM教育教學(xué)理念。該課例以設(shè)計(jì)手?jǐn)S模型飛機(jī)為活動(dòng)主題，組織學(xué)生認(rèn)識(shí)飛機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、了解飛機(jī)的飛行原理及各舵面的作用、模型飛機(jī)的投擲方式，組織學(xué)生開(kāi)展實(shí)踐調(diào)研，提出設(shè)計(jì)手?jǐn)S模型飛機(jī)的方案。

一、活動(dòng)設(shè)計(jì)

我們選擇具有一定動(dòng)手實(shí)踐能力的五年級(jí)學(xué)生作為本次STEM實(shí)踐活動(dòng)項(xiàng)目的對(duì)象，這個(gè)年齡段的學(xué)生了解部分簡(jiǎn)單的機(jī)械結(jié)構(gòu)和原理，對(duì)飛機(jī)的基本結(jié)構(gòu)有一定的認(rèn)識(shí)，對(duì)于制作模型飛機(jī)有較強(qiáng)的興趣和制作的意愿，但絕大部分學(xué)生不了解機(jī)翼平衡、飛機(jī)各舵面作用等專(zhuān)業(yè)知識(shí)。給學(xué)生提供的材料和工具有：2張A4紙（各色）、1條橡皮筋（配大頭針）、1個(gè)木條（竹條）、雙面膠、剪刀、螺旋槳、氣流生成板、美工筆等。

活動(dòng)按照“主題選定—確定目標(biāo)—梳理任務(wù)—發(fā)現(xiàn)問(wèn)題—頭腦風(fēng)暴—模擬推演—交流探討—確定方案—分工作業(yè)—階段評(píng)價(jià)—任務(wù)驗(yàn)收—目標(biāo)評(píng)價(jià)—總結(jié)反思”的步驟進(jìn)行，給學(xué)生提供了5份活動(dòng)記錄單。

在整個(gè)學(xué)習(xí)活動(dòng)過(guò)程中，我們始終堅(jiān)持將STEM教育理念貫穿全程，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題，通過(guò)團(tuán)隊(duì)協(xié)作完成“確定計(jì)劃、具體實(shí)施、展示與創(chuàng)新”的融合，培養(yǎng)學(xué)生的觀(guān)察能力與思考能力，鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新思維，全面提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)。

二、活動(dòng)效果

通過(guò)課例實(shí)踐，我們驚喜地發(fā)現(xiàn)STEM教育理念給科技教學(xué)課堂帶來(lái)的效果，給學(xué)生成長(zhǎng)帶來(lái)的好處。

1.培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力

STEM教育更注重學(xué)生思考的過(guò)程，而非實(shí)驗(yàn)結(jié)果。探索問(wèn)題的過(guò)程為學(xué)生提供了發(fā)散思維與想象的小天地。任何創(chuàng)造都是對(duì)知識(shí)的綜合性運(yùn)用，經(jīng)過(guò)系統(tǒng)性的知識(shí)學(xué)習(xí)，相信學(xué)生會(huì)創(chuàng)造出自己的思想產(chǎn)物。比如就《手?jǐn)S模型飛機(jī)的設(shè)計(jì)制作》這一實(shí)踐案例，涉及到科學(xué)中的飛行原理、數(shù)學(xué)領(lǐng)域的計(jì)算與數(shù)據(jù)分析、物理中的平衡知識(shí)、自然科學(xué)中的觀(guān)察過(guò)程等，因此要想讓模型飛機(jī)飛得遠(yuǎn)，需要綜合考慮很多方面的因素，能夠有效培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。

2.提高解決問(wèn)題能力

STEM教育是一種傾向于融合式學(xué)習(xí)的教育觀(guān)，它意味著我們將不再重點(diǎn)關(guān)注某個(gè)特定的學(xué)科，而是強(qiáng)調(diào)在教育過(guò)程中引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)等相互關(guān)聯(lián)的知識(shí)解決生活中的實(shí)際問(wèn)題，從跨學(xué)科知識(shí)應(yīng)用的角度提高學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

比如為什么飛機(jī)能夠飛起來(lái)？這是有個(gè)很有趣的問(wèn)題。我們讓學(xué)生先進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，讓他們雙手各拿著一張白紙，稍靠攏，吹開(kāi)兩張紙。學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)，了解到氣流會(huì)影響紙張的方向，也了解了飛機(jī)起飛的基本原理。完成手?jǐn)S模型飛機(jī)的制作后，教師可組織學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行飛行比賽。讓各個(gè)小組的學(xué)生通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)的實(shí)際情況，對(duì)自己小組的手?jǐn)S模型飛機(jī)進(jìn)行修改，鼓勵(lì)組員之間相互糾錯(cuò)，讓學(xué)生在多次試飛的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并解決問(wèn)題。把更多發(fā)現(xiàn)的機(jī)會(huì)留給學(xué)生，讓他們明白科學(xué)就是一個(gè)不斷犯錯(cuò)、不斷修正、不斷假設(shè)、不斷驗(yàn)證的過(guò)程。多次的實(shí)踐活動(dòng)和方案改進(jìn)，大大提高了學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

3.發(fā)展邏輯推理能力

STEM實(shí)踐活動(dòng)中設(shè)計(jì)的問(wèn)題都具有很強(qiáng)的邏輯性，一般由淺入深、循序漸進(jìn)。比如在《手?jǐn)S模型飛機(jī)的設(shè)計(jì)制作》案例中，我們先提出一個(gè)問(wèn)題：飛機(jī)為什么可以飛起來(lái)？學(xué)生通過(guò)探究活動(dòng)，了解飛機(jī)起飛原理之后，我們又提問(wèn)：你能設(shè)計(jì)一個(gè)可以飛起來(lái)的模型飛機(jī)嗎？引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)手?jǐn)S模型飛機(jī)。這個(gè)過(guò)程中，材料選擇、計(jì)劃步驟、實(shí)驗(yàn)記錄都需要學(xué)生運(yùn)用邏輯思維。學(xué)生設(shè)計(jì)制作好手?jǐn)S模型飛機(jī)后，我們帶學(xué)生進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)飛行。最后又提出問(wèn)題：怎樣讓你的飛機(jī)飛得更遠(yuǎn)？學(xué)生需要根據(jù)自己的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，重新發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，再尋求解決問(wèn)題的方案，然后運(yùn)用工程、數(shù)學(xué)等學(xué)科知識(shí)解決新的問(wèn)題，一環(huán)套一環(huán)，循序漸進(jìn)，不斷改進(jìn)方案。整個(gè)實(shí)踐活動(dòng)充分鍛煉了學(xué)生的邏輯判斷能力。

4.鍛煉溝通協(xié)調(diào)能力

STEM教育實(shí)踐活動(dòng)一般采用項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的方法。項(xiàng)目學(xué)習(xí)需要進(jìn)行小組合作，這就需要團(tuán)隊(duì)協(xié)作與溝通。小組里的成員可能會(huì)對(duì)設(shè)計(jì)方案有分歧，如何化解矛盾并達(dá)成一致是給學(xué)生的難題。這需要學(xué)生客觀(guān)冷靜地分析利弊，站在對(duì)方的角度思考問(wèn)題，傾聽(tīng)對(duì)方的意見(jiàn)，再根據(jù)實(shí)際情況做出調(diào)整。對(duì)于組內(nèi)一些內(nèi)向的學(xué)生，要鼓勵(lì)他們多發(fā)表自己的意見(jiàn)，讓組內(nèi)每個(gè)成員都參與其中，鍛煉學(xué)生的溝通協(xié)調(diào)能力。

《手?jǐn)S模型飛機(jī)的設(shè)計(jì)制作》案例中，我們對(duì)班內(nèi)學(xué)生進(jìn)行分組，每組6人，包含組長(zhǎng)1名、監(jiān)督記錄員1名、材料員1名、主要實(shí)施者3名。其中組長(zhǎng)是小組的核心領(lǐng)導(dǎo)者，負(fù)責(zé)安排成員工作和管理活動(dòng)時(shí)間;監(jiān)督記錄員負(fù)責(zé)記錄每次小組活動(dòng)的概況，監(jiān)督活動(dòng)的發(fā)展方向是否符合目標(biāo)預(yù)期;材料員負(fù)責(zé)獲取和管理小組活動(dòng)需要的材料，并輔助實(shí)施等;主要實(shí)施者負(fù)責(zé)執(zhí)行小組提出的方案。

綜上所述，選擇學(xué)生熟悉、有興趣且易于實(shí)施的科技實(shí)踐項(xiàng)目作為課例，是實(shí)施STEM教育理念，助推科技實(shí)踐活動(dòng)走向成功的第一步。在課例教學(xué)過(guò)程中設(shè)計(jì)好每一個(gè)環(huán)節(jié)流程，全程落實(shí)STEM教育理念，是助推科技實(shí)踐活動(dòng)走向成功的關(guān)鍵?！妒?jǐn)S模型飛機(jī)的設(shè)計(jì)制作》實(shí)踐活動(dòng)，十分注重學(xué)生科學(xué)價(jià)值觀(guān)的培養(yǎng)，突出了培養(yǎng)學(xué)生見(jiàn)微知著、勇于科學(xué)探究的主題。在整個(gè)實(shí)踐活動(dòng)中，學(xué)生將多個(gè)學(xué)科理論知識(shí)，延伸并融入到具體實(shí)踐操作活動(dòng)中，深化了 STEM 教學(xué)目標(biāo)，升華了學(xué)生熱愛(ài)科學(xué)、勤于探索的精神及小組合作意識(shí)，讓他們的科技素養(yǎng)也得到充分提高。

近年來(lái)，STEM教育理念大大激發(fā)了學(xué)生科學(xué)探究的興趣，我校學(xué)生學(xué)生參加全國(guó)、省、市的航空模型比賽中屢獲佳績(jī)，我校亦被掛牌為“廣東省航空模擬飛行定點(diǎn)學(xué)?！薄?/p>