深入挖掘，讓STEM教育不再神秘

楊柯君

[摘要]我們完全可以在平常的科學(xué)教學(xué)中注意挖掘一下每一課的STEM元素，進而設(shè)計出適合本課的STEM活動，以平常心來踐行sTEM教育;當然，如果能結(jié)合一些科技活動項目，以這些活動為載體，進而設(shè)計出一整套STEM系列活動，實實在在地踐行STEM育就更好了。毋庸置疑，我們不管以哪種方式來踐行STEM育，都能不斷提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)，為培養(yǎng)實現(xiàn)“中國夢”的人才打下基礎(chǔ)。我們可以在解決“難題”中完善科學(xué)探究，在材料選擇時實施工程教育，在改進工藝時感知技術(shù)教育，在測量計算時踐行數(shù)學(xué)教育。只要我們不斷探索、不斷實踐，就一定能開發(fā)出更多基于科學(xué)探究、可行和有效的STEM課程，從而不斷提升學(xué)生STEM素養(yǎng)。

[關(guān)鍵詞]科學(xué)教學(xué);STEM教育

[中圖分類號]G623.6 [文獻標識碼]A [文章編號]1007-9068（2020）12-0078-02

STEM，是近年來在世界上非?；鸬慕逃拍?，STEM代表科學(xué)（science），技術(shù)（Technology），工程（Engineering），數(shù)學(xué)（Mathematics），STEM教育就是一種將科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)結(jié)合的跨學(xué)科融合教育。2013年，為了培養(yǎng)新時代的人才，有識之士將STEM教育引入我國，同時開始了STEM教育的一次次嘗試。然而，現(xiàn)行的小學(xué)科學(xué)教學(xué)體系有很多因素制約著STEM教育的開展：課時少，課時分散，沒有參考……于是有人望而卻步了。于是，STEM教育似乎可望而不可即了，神秘感也油然而生。但是我想，我們完全可以在平常的科學(xué)教學(xué)中注意挖掘一下每一課的STEM元素，進而設(shè)計出適合本課的STEM活動，以平常心來踐行STEM教育;當然，如果能結(jié)合一些科技活動項目，以這些活動為載體，設(shè)計出一整套STEM系列活動，實實在在地踐行STEM教育就更好了。毋庸置疑，不管我們以哪種方式來踐行STEM教育，都能不斷提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)，為培養(yǎng)實現(xiàn)“中國夢”的人才打下基礎(chǔ)。下面，結(jié)合《空氣火箭》一課，談?wù)勎以谛W(xué)科學(xué)教學(xué)中踐行STEM教育的點滴體會。

一、在解決“難題”中完善科學(xué)探究

在現(xiàn)如今小學(xué)科學(xué)課堂，我們科學(xué)老師總是設(shè)計出一個個科學(xué)探究活動，引領(lǐng)學(xué)生親歷科學(xué)，讓他們像科學(xué)家那樣“真刀真槍”地搞科學(xué)，并在探究的過程中思考、經(jīng)歷、感悟、體驗。于是乎，小學(xué)生的科學(xué)探究能力得到了一定的培養(yǎng)，但是學(xué)生的技術(shù)素養(yǎng)、工程素養(yǎng)卻沒有得到培養(yǎng)。而缺少了技術(shù)素養(yǎng)和工程素養(yǎng)培養(yǎng)的科學(xué)教育又是不完整的。為了培養(yǎng)具有科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)等綜合素養(yǎng)的未來接班人，我們必須重新審視原有的科學(xué)探究活動，從工程和技術(shù)的角度出發(fā)，結(jié)合相應(yīng)的科學(xué)概念設(shè)計出具有STEM元素的活動，從而完善我們的科學(xué)教育。例如《空氣火箭》一課中有研究空氣火箭飛得遠近與什么因素有關(guān)的科學(xué)探究活動，如果我們只是按照“提出問題——做出假設(shè)——實驗驗證——得到結(jié)論”的科學(xué)探究四部曲帶領(lǐng)學(xué)生探究，學(xué)生的綜合素養(yǎng)很難得到提升。但是，如果我們把這個探究活動稍稍改動，讓它難一點，“讓學(xué)生想辦法制作一個發(fā)射得更遠的空氣火箭”，效果就不一樣了，學(xué)生們?yōu)榱私鉀Q這個“難題”，不僅會先去探究搞明白“影響空氣火箭飛得遠近的因素”，還會從材料、制作工藝等方面綜合考慮，從而改造出飛得盡可能遠的空氣火箭來。這樣，一個原本只能培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力的活動，由于滲入了工程和技術(shù)因素，變成了一個具有STEM元素的活動，學(xué)生一旦經(jīng)歷了這樣的活動，其綜合素養(yǎng)都會得到提升。

二、在材料選擇時實施工程教育

在科學(xué)教學(xué)中，材料的準備是至關(guān)重要的，可以說沒有“材料”就沒有“經(jīng)歷”，就沒有“發(fā)現(xiàn)”。那我們應(yīng)該給學(xué)生提供怎樣的活動材料呢？無疑，有結(jié)構(gòu)的材料是上上之選。因為“有結(jié)構(gòu)的材料”往往更便于學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，以獲取新知。我們在平常的科學(xué)教學(xué)中，經(jīng)常會采用材料超市的方式給學(xué)生提供材料，這些材料往往是經(jīng)過我們精選的有結(jié)構(gòu)的材料，期望學(xué)生利用這些材料通過實驗探究輕松地獲得結(jié)論。不容置疑，這些有結(jié)構(gòu)的材料對于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力的確起到了不可或缺的作用，但對于學(xué)生其他素養(yǎng)的提升卻收效甚微。于是，我在想，要是精選材料的事情不是由教師包辦代替，而是由學(xué)生自己完成，不就可以讓學(xué)生通過材料的選擇，接受工程方面的教育嗎？所以在本課中，我設(shè)置了一個特殊材料超市，在這個材料超市中物品有的是有結(jié)構(gòu)的材料、有的卻不是。我讓學(xué)生根據(jù)自己的設(shè)計，自行選擇需要的材料，再進行制作。學(xué)生們在經(jīng)過了幾次材料的選擇和嘗試后終于選出了合適的材料，然后通過不斷嘗試改進，終于制作出一個盡可能飛得遠的空氣火箭，不知不覺中，學(xué)生們接受了工程教育的洗禮。

三、在改進工藝時感知技術(shù)教育

一個設(shè)計要變成現(xiàn)實，就必須有好的原材料，然而有了好的原材料，沒有相應(yīng)的技術(shù)支持也還是不行的。在科學(xué)教學(xué)中，有很多時候，我們常常會讓學(xué)生利用一些由教師預(yù)先準備好的活動器材來進行某些探究，以便學(xué)生能輕松地完成科學(xué)探究活動。但是這樣的話，學(xué)生只做了一件沒有技術(shù)含量的活動，只是去模仿教師實驗或者被教師牽著鼻子進行探究，毫無創(chuàng)新精神可言。其實，如果我們在學(xué)生進行科學(xué)探究前，只提供一些最初始的原材料，讓學(xué)生根據(jù)自己的設(shè)計，親自制作科學(xué)探究活動所需要的活動器材，就能讓學(xué)生在制作過程中通過不斷地改進制作工藝，從而完善實驗器材，使學(xué)生能更有效地完成科學(xué)探究活動。本課，在探究“空氣火箭發(fā)射遠近與哪些因素有關(guān)”環(huán)節(jié)，我沒有直接提供給學(xué)生預(yù)先制作好可做對比實驗的空氣火箭，而是提供了眾多制作空氣火箭的原材料，我讓學(xué)生親自選材、制作，然后不斷嘗試，最后通過對比實驗明白：在其他因素不變的情況下，制作工藝差（漏氣）的空氣火箭飛得近，而制作精良（不漏氣）的空氣火箭飛得遠。學(xué)生們通過做了一些“技術(shù)”活，不僅動手能力得到提升，也深深地感受到了工藝改進對于科學(xué)研究的重要性。

四、在測量計算時踐行數(shù)學(xué)教育

眾所周知：科學(xué)課強調(diào)對事物不僅有在質(zhì)上的認識，更要從量上的分析得出結(jié)論。定量分析會使學(xué)生的頭腦更精確化、更科學(xué)化，只有能用數(shù)據(jù)來描述事物時，才算達到了對事物性質(zhì)的真正了解。那么數(shù)據(jù)從何而來呢？顯然，收集數(shù)據(jù)應(yīng)該由學(xué)生來完成，因為這樣不僅能讓學(xué)生獲得第一手資料，為解決科學(xué)探究問題打下基礎(chǔ)，還能培養(yǎng)他們的數(shù)學(xué)技能。本課中，我讓學(xué)生在自行玩空氣火箭的時候，讓他們利用量角器來測量火箭發(fā)射角度，使每次發(fā)射角度都保持一致，以避免角度因素對空氣火箭發(fā)射遠近產(chǎn)生影響，從而使學(xué)生能獲取更為精確的數(shù)據(jù);我讓學(xué)生用卷尺測量自己組的空氣火箭發(fā)射的距離，最后再計算平均數(shù)，以消除偶然數(shù)據(jù)的影響。這樣，學(xué)生通過在活動中測量、計算，不僅解決了怎樣的空氣火箭飛得更遠這個終極問題，還提升了自己的數(shù)學(xué)素養(yǎng)。

以上是筆者在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中踐行STEM教育的點滴體會，事實證明，只要我們善于挖掘科學(xué)活動中的STEM元素，就一定能設(shè)計出精彩的STEM活動;只要我們不斷探索、不斷實踐，就一定能開發(fā)出更多基于科學(xué)探究、可行而有效的STEM課程，從而不斷提升學(xué)生綜合素養(yǎng)。

（責編：韋淑紅）