在探究活動(dòng)中滲透STEM教育理念

陸婷

STEM教育理念能推進(jìn)跨學(xué)科知識(shí)的融合與應(yīng)用，幫助學(xué)生打好扎實(shí)的科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)方面的知識(shí)基礎(chǔ)，解決生活中的一些實(shí)際存在的問題，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神與動(dòng)手實(shí)踐能力。本文闡述了STEM教育理念在小學(xué)科學(xué)教育中的運(yùn)用，介紹了小學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究課程中的整合應(yīng)用，分析了STEM教育理念在小學(xué)科學(xué)低年級(jí)課堂教學(xué)中的思與用。

現(xiàn)在教育界很流行一個(gè)名詞：STEM。相信大家并不陌生，它強(qiáng)調(diào)將多個(gè)學(xué)科進(jìn)行交叉式融合。STEM教育對(duì)于筆者這樣一位一線科學(xué)老師也很有吸引力?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)和科學(xué)觀察是檢驗(yàn)科學(xué)假說、形成科學(xué)理論的實(shí)踐基礎(chǔ)。如何將STEM教育理念和實(shí)驗(yàn)探究融合優(yōu)化，使得STEM教育理念與科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究融會(huì)貫通，是值得深入探討的。下面，筆者結(jié)合自己的實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)例，具體談?wù)勅绾巫孲TEM教育理念在小學(xué)科學(xué)低年級(jí)的課堂中大放異彩。

一、以生活中的科學(xué)為抓手，為起跑加足動(dòng)力

在STEM教育中通常會(huì)創(chuàng)設(shè)一個(gè)與生活相關(guān)的真實(shí)情境，將問題鑲嵌在生活情境中。在筆者和學(xué)習(xí)者共同合作完成的項(xiàng)目研究過程中，從生活的經(jīng)驗(yàn)和社會(huì)的需求出發(fā)，一般采用基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)模式，以實(shí)踐性項(xiàng)目的完成為核心。在教師以扶為主的指導(dǎo)下，學(xué)生按照自己的設(shè)計(jì)思路，采用科學(xué)的方法完成項(xiàng)目或者作品的設(shè)計(jì)。

項(xiàng)目作品的設(shè)計(jì)是整個(gè)學(xué)習(xí)貫穿的主動(dòng)脈。學(xué)生在完成項(xiàng)目作品的學(xué)習(xí)過程中，將會(huì)進(jìn)行設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)、觀察、修改、討論、整理數(shù)據(jù)等活動(dòng)，解決一個(gè)或多個(gè)問題，從而獲得策略。下面是一年級(jí)《做一個(gè)測(cè)量紙帶》一課的教學(xué)案例。

師：上節(jié)課，老師讓大家利用橡皮、小棒、回形針來測(cè)量了桌面的長(zhǎng)度、桌子的高度和書本的長(zhǎng)度，今天上課前，陸老師帶來了一袋子的小木塊，請(qǐng)你們利用這袋小木塊來測(cè)量一下書本的長(zhǎng)度。書本的長(zhǎng)度是哪里到哪里？接下來，每?jī)晌粚W(xué)生一袋，我們開始測(cè)量。

（生測(cè)量，師巡視）

師：為什么大家測(cè)出來的結(jié)果不一樣呢？

生：兩個(gè)木塊沒有一個(gè)接一個(gè)，半個(gè)的我們一個(gè)接一個(gè)。

師：首尾相連幾個(gè)半呢？我們都是掌握了技術(shù)的小測(cè)量員，不錯(cuò)！

設(shè)置障礙問題：

師：老師今天遇到一難題，一個(gè)小朋友拎著它的小桶來問我：老師啊，我這個(gè)桶的桶口一圈是多少個(gè)小木塊呢？這可把陸老師難倒了。你們可以小組兩個(gè)人討論一下。

生1：在桶上繞一圈，準(zhǔn)確嗎？

師：用一根線，在桶口圍一圈，我們1班的小朋友真是足智多謀，想到了做個(gè)標(biāo)記，展開拉直，再用小木塊一個(gè)一個(gè)擺好，將小木塊粘起來！

生2：還可以用紙帶來量。

師：如果要測(cè)這個(gè)心形鐵盒呢？這個(gè)五角星的禮物盒呢？每次都要用紙帶量，量完再用小木塊擺，好像很麻煩，有沒有什么辦法讓紙帶和小木塊結(jié)合在一起，測(cè)量東西又快又準(zhǔn)確？

通過這樣的導(dǎo)入，設(shè)置學(xué)生抬手夠得著的問題，適當(dāng)?shù)碾y度有利于激發(fā)學(xué)生解決問題的欲望，讓學(xué)生調(diào)動(dòng)自己的前概念知識(shí)，盡可能地多去討論、多去動(dòng)腦，找出解決問題的途徑。

從學(xué)生本位出發(fā)，選擇將項(xiàng)目進(jìn)行結(jié)構(gòu)化、合理化的設(shè)計(jì)，讓學(xué)生自主完成，從而通過學(xué)習(xí)獲得蘊(yùn)含在項(xiàng)目之中的多學(xué)科的知識(shí)與技能。

二、整合學(xué)科中的概念，將素養(yǎng)培養(yǎng)融入課堂

STEM教育理念就是學(xué)科整合，將各個(gè)學(xué)科的基本概念、學(xué)科之間的連接點(diǎn)整合起來。所以項(xiàng)目探究活動(dòng)的設(shè)計(jì)、解決實(shí)際問題的策略以及對(duì)探究中獲得數(shù)據(jù)的分析便是探究項(xiàng)目的核心。我在設(shè)計(jì)活動(dòng)二的時(shí)候做了如下調(diào)整：制作一根可以測(cè)量的紙帶。

思考：我們?cè)撛鯓幼鲆桓梢杂脕頊y(cè)量的紙帶？（學(xué)生自由說，說到關(guān)鍵步驟時(shí)，教師進(jìn)行提煉出示。）

畫小格子。利用鴻合投影儀投影。

沿虛線剪。用A4紙打印好小格子，沿虛線剪下來，出示大框紙，然后剪下豎條內(nèi)的每一條格子，注意每一列的前端要留出位置進(jìn)行粘貼。

粘貼紙帶。將幾列格子首尾相接，粘貼好。

PPT出示粘貼時(shí)的三個(gè)要點(diǎn)：首尾相連、兩端對(duì)齊、連成直線。

標(biāo)上標(biāo)記。參照直尺上的標(biāo)法，依次在紙帶上用鉛筆標(biāo)上數(shù)字。

利用提前錄好的視頻，再次播放。

回顧在制作的過程中有什么需要注意的地方。

組長(zhǎng)上前領(lǐng)取制作紙帶的材料，以小組為單位制作測(cè)量紙帶。

學(xué)生利用自己制作的紙帶來測(cè)量科學(xué)書的長(zhǎng)度、水桶一圈的長(zhǎng)度。

學(xué)生預(yù)測(cè)科學(xué)書的長(zhǎng)度和下發(fā)的小桶底部一圈長(zhǎng)度，然后開始測(cè)量。

通過一步步設(shè)置學(xué)生夠得著的問題，引導(dǎo)學(xué)生去思考，提高學(xué)生的思維能動(dòng)力，一步步地解決了問題。這樣螺旋式上升的方法提高了學(xué)生與他人的交際能力、解決實(shí)際問題的能力以及語言表達(dá)能力，從而提高了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

三、以教學(xué)中的評(píng)價(jià)為重點(diǎn)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力

STEM教育評(píng)價(jià)更側(cè)重于學(xué)習(xí)者解決實(shí)際問題的能力，比傳統(tǒng)的紙筆測(cè)試性的評(píng)價(jià)更加靈活多樣，非常關(guān)注學(xué)習(xí)者的真實(shí)能力。例如，SIEM教學(xué)評(píng)價(jià)可以對(duì)小組合作完成的作品或者項(xiàng)目學(xué)習(xí)結(jié)果，按照事先制定的更細(xì)化的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，由老師或小組間進(jìn)行評(píng)價(jià)。將形成性評(píng)價(jià)以及總結(jié)性評(píng)價(jià)用于服務(wù)不同目的的評(píng)價(jià)，如，能力的評(píng)價(jià)、數(shù)據(jù)分析的評(píng)價(jià)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)等等。

現(xiàn)今的科學(xué)教學(xué)往往比較注重學(xué)生自主探究的過程，導(dǎo)致忽視成果。STEM教育理念強(qiáng)調(diào)對(duì)項(xiàng)目成果的展示與運(yùn)用，提出不是讓學(xué)生單單理解一個(gè)科學(xué)的概念，而是通過系列的研究和改進(jìn)，能夠做出一個(gè)產(chǎn)品或者通過研究可以去解決生活中的一些問題。這一理念對(duì)我們小學(xué)科學(xué)教育有很大的啟發(fā)。在設(shè)計(jì)活動(dòng)三的時(shí)候，筆者進(jìn)行了第二個(gè)難題設(shè)置：測(cè)量手指上的戒指。

師：我在網(wǎng)上看中了一個(gè)非常好看的戒指，店家要我自己測(cè)量一下食指一圈有多少厘米。我想了半天，這要怎么測(cè)呢？你們能幫我想想辦法嗎？同桌互相討論一下。

生：用一根繩子，繞手指一圈，然后用直尺測(cè)量繩長(zhǎng)。

師：那請(qǐng)你來幫我量一下，好嗎？能不能做一個(gè)類似的紙，帶回家試試看。

綜上所述，STEM教育理念對(duì)于小學(xué)低年級(jí)科學(xué)課堂有著重要影響，能給予學(xué)生足夠的內(nèi)驅(qū)力，讓學(xué)生制定出到達(dá)目的地的策略路徑，在不斷試錯(cuò)的過程中，到達(dá)目的地，攀登上高峰，在攀登的過程中，鍛煉多維度的能力，從而不斷提升科學(xué)素養(yǎng)。