黃凱

STEM教育源于美國(guó)，STEM是科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)四門(mén)學(xué)科的簡(jiǎn)稱。STEM教育并不是科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)教育的簡(jiǎn)單疊加，而是強(qiáng)調(diào)多學(xué)科的交叉融合，將四門(mén)學(xué)科內(nèi)容組合形成有機(jī)整體，以更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力。

近年來(lái)，我國(guó)STEM教育也是遍地開(kāi)花，很多地方開(kāi)始嘗試進(jìn)行STEM教學(xué)，他們的嘗試給我們科學(xué)教育工作者積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。作為一名小學(xué)科學(xué)教師，筆者也在自己的小學(xué)科學(xué)教學(xué)中進(jìn)行了STEM教育的嘗試，實(shí)際教學(xué)中我深深感到STEM教育在課程選擇、材料準(zhǔn)備、教學(xué)方式等方面較以往的傳統(tǒng)科學(xué)教學(xué)有很大的改變，對(duì)于提升孩子的科學(xué)素養(yǎng)居功至偉。

一、課程綜合化，選擇多樣化

在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，我們將技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)知識(shí)整合到小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，實(shí)現(xiàn)課程綜合化，同時(shí)給學(xué)生自由選擇權(quán)，選取自己感興趣的內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)。

1.課程綜合化

課程綜合化是指在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，有機(jī)整合技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)知識(shí)，并在教學(xué)中發(fā)展學(xué)生的數(shù)學(xué)、語(yǔ)言、技術(shù)等方面能力。以《小小建筑師》這一STEM方案為例，就整合了技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)等方面知識(shí)，學(xué)生可以在輕松愉悅的學(xué)習(xí)中收獲知識(shí)，發(fā)展能力。

《小小建筑師》教學(xué)內(nèi)容是讓學(xué)生探究不同結(jié)構(gòu)建筑材料的特點(diǎn)，圍繞如何使結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)固開(kāi)展設(shè)計(jì)與技術(shù)的教學(xué)活動(dòng)。這是一個(gè)科學(xué)和技術(shù)交織在一起的案例，結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性中既有科學(xué)原理，又蘊(yùn)含著工程設(shè)計(jì)和操作技術(shù)。在活動(dòng)中，學(xué)生首先探索三角形和正方形的特點(diǎn)，嘗試加固正方體和立方體，了解結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性和穩(wěn)定性，理解三角形是一種穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，理解結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性與結(jié)構(gòu)的形狀、所用材料的材質(zhì)、連接的方式等有關(guān)。最后通過(guò)設(shè)計(jì)和制作搭建建筑，運(yùn)用三角形的穩(wěn)定性，探索建筑物的穩(wěn)固性。結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性是一條有效的線索，它連接著與穩(wěn)固性和結(jié)構(gòu)相關(guān)的科學(xué)原理和工程技術(shù)。在這一活動(dòng)中，學(xué)生不僅學(xué)習(xí)了數(shù)學(xué)方面關(guān)于幾何形狀的有關(guān)知識(shí)，還學(xué)習(xí)了工程方面的關(guān)于結(jié)構(gòu)材質(zhì)、連接方式等知識(shí)，最重要的是，學(xué)生最終建立了自己的“城堡”，學(xué)習(xí)變得如此的快樂(lè)。

2.選擇多樣化

在STEM課程選擇上，教師應(yīng)該給予學(xué)生更多的選擇權(quán)，同時(shí)教師也應(yīng)該從生活中遴選最恰當(dāng)?shù)淖钸m合兒童探究的活動(dòng)主題。有的STEM項(xiàng)目還把教育內(nèi)容游戲化，將基于探索和目標(biāo)導(dǎo)向的學(xué)習(xí)嵌入游戲中。比如，《搭紙橋》的活動(dòng)中，學(xué)生就好像在游戲中完成學(xué)習(xí)任務(wù)。在游戲開(kāi)始，學(xué)生可以擁有更多的自主選擇權(quán)，他們可以選擇自己的合作伙伴，可以選擇合適的材料，甚至可以選擇自己喜歡的橋的樣式。正因?yàn)楹⒆訐碛辛四敲炊噙x擇權(quán)，學(xué)生在探究中才更投入，活動(dòng)效果才會(huì)更佳。

二、材料準(zhǔn)備生活化、專業(yè)化

在STEM教育中常常需要大量的材料，如何恰當(dāng)、科學(xué)地準(zhǔn)備材料也是科學(xué)教師必須要考慮的問(wèn)題。

1.材料選擇生活化

選擇生活化探究材料作為STEM活動(dòng)材料，主要是因?yàn)檫@些材料取材方便，來(lái)源廣泛，種類豐富，在彌補(bǔ)現(xiàn)有材料不足、豐富探究活動(dòng)、把活動(dòng)拓展到課外方面，能發(fā)揮積極作用。同時(shí)材料的收集可以讓學(xué)生來(lái)參與完成。學(xué)生在收集材料的過(guò)程中，會(huì)提前進(jìn)入相關(guān)思維活動(dòng)，提高參與活動(dòng)的積極性。

例如，在教學(xué)教科版小學(xué)科學(xué)六年級(jí)上冊(cè)《工具與機(jī)械》單元時(shí)，我設(shè)計(jì)了STEM活動(dòng)，利用簡(jiǎn)單機(jī)械制作一個(gè)玩具。所需器材全部由學(xué)生完成。活動(dòng)中，學(xué)生帶來(lái)了豐富多樣的材料：有家里拆舊下來(lái)的軸承，有自己玩的樂(lè)高玩具里的齒輪，還有自己用瓶蓋制作的滑輪等等，學(xué)生利用這些材料設(shè)計(jì)出多種多樣的玩具，對(duì)簡(jiǎn)單機(jī)械的性質(zhì)作用有了更深入的了解。

2.材料選擇專業(yè)化

STEM教育活動(dòng)中往往會(huì)用到一些專業(yè)化的工具和材料，如目前廣受關(guān)注的3D打印機(jī)、開(kāi)源電路板等，還需要一些用來(lái)支持或指引擴(kuò)充思維過(guò)程的認(rèn)知工具，如Scratch可視化程序設(shè)計(jì)工具、概念圖工具、SPSS數(shù)據(jù)分析工具、網(wǎng)絡(luò)溝通工具、三維建模工具等。這些專業(yè)工具材料以及軟件的使用對(duì)于廣大科學(xué)教師來(lái)說(shuō)既是挑戰(zhàn)，又是福音，它意味著科學(xué)教師既可以運(yùn)用這些新技術(shù)工具，又要不斷地學(xué)習(xí)使用新工具，掌握這些新的技術(shù)手段。

另外，為了適應(yīng)人們對(duì)STEM教育的需要，許多教具生產(chǎn)廠家也推出了一系列的STEM課程材料包，教學(xué)時(shí)，教師也可以選擇合適的材料包使用，這樣可以節(jié)省出大量時(shí)間運(yùn)用到教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)上，確保有好的教學(xué)成效。

三、教學(xué)方式學(xué)生中心化，評(píng)價(jià)多元化

1.教學(xué)方式學(xué)生中心化

STEM提供了學(xué)生動(dòng)手做的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，學(xué)生應(yīng)用所學(xué)的數(shù)學(xué)和科學(xué)知識(shí)應(yīng)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界問(wèn)題，創(chuàng)造、設(shè)計(jì)、建構(gòu)、發(fā)現(xiàn)、合作并解決問(wèn)題。因此，STEM教育必須以學(xué)生為中心，注重學(xué)生的體驗(yàn)，讓學(xué)生在參與、體驗(yàn)中不僅獲得結(jié)果性知識(shí)，還習(xí)得蘊(yùn)含在項(xiàng)目問(wèn)題解決過(guò)程中的過(guò)程性知識(shí)。這種在參與、體驗(yàn)中習(xí)得知識(shí)的方式對(duì)學(xué)生今后的工作和生活的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展會(huì)產(chǎn)生深刻影響。

當(dāng)然STEM教育重視學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)主體地位的同時(shí)，也不能忽視教師的指導(dǎo)作用。STEM教師既需要保持對(duì)各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)的控制、管理、幫助和指導(dǎo)，又需要從課堂主角變?yōu)槟缓髮?dǎo)演，成為學(xué)生意義建構(gòu)的幫助者、促進(jìn)者。

2.評(píng)價(jià)方式多元化

STEM教育的評(píng)價(jià)過(guò)程應(yīng)該改變以往單一的評(píng)價(jià)方式，強(qiáng)調(diào)多元評(píng)價(jià)主體、形成性評(píng)價(jià)、面向?qū)W習(xí)過(guò)程的評(píng)價(jià)。

為了在STEM教育活動(dòng)過(guò)程中更好地達(dá)到教學(xué)目標(biāo)，教師要注重評(píng)價(jià)方式的多元化，需要在教學(xué)過(guò)程中不斷進(jìn)行形成性評(píng)價(jià)。通過(guò)使用量表、行為觀察和知識(shí)測(cè)驗(yàn)等形式了解學(xué)生階段性的教學(xué)成果和存在問(wèn)題，及時(shí)對(duì)STEM活動(dòng)方案進(jìn)行修改、完善。在活動(dòng)關(guān)鍵階段或者活動(dòng)完成時(shí)，我們也可以采用總結(jié)性評(píng)價(jià)以檢驗(yàn)學(xué)習(xí)效果是否達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)。STEM教學(xué)側(cè)重于培養(yǎng)學(xué)習(xí)者解決實(shí)際問(wèn)題的能力，比傳統(tǒng)的紙筆測(cè)試更加靈活多樣，并關(guān)注學(xué)習(xí)者的真實(shí)能力。

應(yīng)該說(shuō)，對(duì)于STEM教育我只是個(gè)“小學(xué)生”，所做的只是一般性的嘗試，要真正發(fā)揮STEM教育的長(zhǎng)處，科學(xué)教師還應(yīng)該多下功夫把科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)這四種彩線，交織在一起，融合在一起，才能織出絢麗的畫(huà)卷。

【作者單位： 淮安市實(shí)驗(yàn)小學(xué) 江蘇】