楊穎

【摘 要】在STEAM理念的影響推動(dòng)下，各地紛紛開展了一系列的活動(dòng)和拓展性課程，但教師很少關(guān)注與STEAM理念要求的對(duì)接。近兩年來，“孔明鎖”作為我校科學(xué)拓展性課程，在課程開設(shè)過程中我們利用探索引導(dǎo)、自制創(chuàng)新、多元評(píng)價(jià)等方法，從孔明鎖的拆拼方法、創(chuàng)意玩法、參賽實(shí)踐三個(gè)方面來介紹孔明鎖，從而達(dá)到激發(fā)學(xué)生好奇心，驅(qū)動(dòng)內(nèi)驅(qū)力，同時(shí)提升學(xué)生的實(shí)踐能力，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神的目的。

【關(guān)鍵詞】STEAM；實(shí)踐創(chuàng)新；孔明鎖

【中圖分類號(hào)】G623.6【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】2095-3089（2018）24-0138-02

STEAM教育是一種集科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學(xué)多學(xué)科融合的綜合教育。STEAM是一種重實(shí)踐的超學(xué)科教育概念。任何事情的成功都不只依靠某一種能力的實(shí)現(xiàn)，而是需要借于多種能力，在新一輪的職業(yè)技能轉(zhuǎn)型中，人們發(fā)現(xiàn)科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學(xué)領(lǐng)域的聯(lián)系已經(jīng)越來越緊密，這些學(xué)科間不是孤立存在的，而是相互交叉融合發(fā)展的。所以單一技能的運(yùn)用已經(jīng)無法支撐未來人才的發(fā)展，未來我們需要的是多方面的綜合型人才，從而探索出STEAM教育理念。“孔明鎖”科學(xué)拓展性課程的設(shè)計(jì)就滲透了STEAM教育理念和2017版科學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)的要求?？酌麈i的教學(xué)始終遵循從易到難、從簡(jiǎn)到繁、從扶到放的規(guī)律進(jìn)行有序的教學(xué)。下面我以“孔明鎖”為載體，例談運(yùn)用STEAM理念開發(fā)、實(shí)踐《玩轉(zhuǎn)孔明鎖》課程的幾點(diǎn)策略。

一、玩中學(xué)——激發(fā)好奇心，驅(qū)動(dòng)內(nèi)驅(qū)力

小學(xué)科學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)指出：小學(xué)生對(duì)周圍世界具有強(qiáng)烈的好奇心和求知欲，這種好奇心和求知欲是推動(dòng)學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)的內(nèi)在動(dòng)力，對(duì)其終身發(fā)展具有重要的作用......我們知道小學(xué)階段好奇心對(duì)學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展能力的促進(jìn)、想象力的激發(fā)和探究欲望的滿足等方面都起到非常關(guān)鍵的作用。所以我們應(yīng)該要保護(hù)好孩子們的好奇心，在“孔明鎖”的教學(xué)中我們利用自主探索、適時(shí)引導(dǎo)、研讀圖紙、巧播視頻等多種方法來激發(fā)學(xué)生們的好奇心，驅(qū)動(dòng)內(nèi)驅(qū)力。

1.自主探索，找準(zhǔn)要點(diǎn)。

“靠探索學(xué)得知識(shí)的人與靠別人教授而學(xué)到知識(shí)的人相比，前者具有七倍的學(xué)習(xí)技巧。”我們知道小學(xué)4-6年級(jí)學(xué)生已經(jīng)具備一定程度的獨(dú)立思考以及與他人合作的能力。此階段孩子的自我意識(shí)不斷增強(qiáng)，沒有幼兒期那么依賴?yán)蠋?，遇到問題也不愿意積極主動(dòng)向老師求助，而更愿意自主探索。所以也是教師由“扶”到“放”的最佳時(shí)機(jī)。在社團(tuán)座位安排上，將學(xué)生按實(shí)踐動(dòng)手能強(qiáng)弱相間而坐。這樣方便“生生探討”從而達(dá)到“生生互助”目的。

在《三通》較簡(jiǎn)單的孔明鎖教學(xué)中，先讓學(xué)生仔細(xì)觀察各部分構(gòu)造進(jìn)行自主探索。學(xué)生拿到孔明鎖后有些會(huì)先研究起來，看看各部位構(gòu)造，再試圖用“推”或“抽”等方法進(jìn)行嘗試，這部分同學(xué)往往容易先成功。而拿到材料就拆的同學(xué)往往不得要領(lǐng)，費(fèi)力地拉扯企圖將各個(gè)部件拉開。當(dāng)有一部分同學(xué)已經(jīng)成功時(shí)，這時(shí)會(huì)激發(fā)起其它學(xué)生的好奇心，有些學(xué)生就會(huì)去其它組“偷師”，在保證課堂紀(jì)律的情況下，老師不應(yīng)該制止孩子的這種行為，因?yàn)檫@在一定程度上反應(yīng)了孩子會(huì)相互借鑒，而不是一味地“閉門造車”。偷師是思維的啟迪和碰撞，等同于組間的交流。孩子們?cè)谟^察的同時(shí)也在反思自己沒有找到關(guān)鍵的要點(diǎn)，自主探索地同時(shí)結(jié)合組間的交流，能更快地找準(zhǔn)要點(diǎn)，只要找準(zhǔn)關(guān)鍵點(diǎn)，孔明鎖就容易拆散。而且生生之間的互動(dòng)也大大提高了課堂效率。

2.適時(shí)引導(dǎo)，突破難點(diǎn)。

在新課改中，教師的角色重新被定義為學(xué)生學(xué)習(xí)的合作者和引導(dǎo)者，學(xué)習(xí)活動(dòng)的參與者。學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中和教師地位是平等的地位，但從知識(shí)層面來講教師仍然是學(xué)生的指導(dǎo)者，學(xué)生的主觀能動(dòng)性需要教師適時(shí)地進(jìn)行科學(xué)引導(dǎo)，這樣才能使學(xué)生提高學(xué)習(xí)能力，增強(qiáng)知識(shí)。下面以《六片拼》為例，突出教師的引導(dǎo)作用。

《六片拼》教學(xué)片段：

師：將拆散的孔明鎖進(jìn)行比較，你是怎么做的？你發(fā)現(xiàn)了什么？

生1：我們組將六塊木片依次排開，其中五塊木片一樣，另外一塊邊緣邊有個(gè)小缺口。

師：觀察得很仔細(xì)，除了這個(gè)，同學(xué)們對(duì)另外五塊木片還有其他發(fā)現(xiàn)嗎？

生2：剩下的五片也不完全一樣，其中一片內(nèi)部凹槽短一點(diǎn)。

師：你也很會(huì)觀察，我們發(fā)現(xiàn)四塊是一樣，兩塊不一樣，一塊有凸出，一塊有凹進(jìn)去，凸出部分叫榫；凹進(jìn)部分叫卯，兩個(gè)組合在一起就能做到嚴(yán)絲密合。

通過提問的方式引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)排序觀察歸類，找出規(guī)律認(rèn)識(shí)榫和卯，將孔明鎖按一定的順序進(jìn)行排序來降低拼裝難度（如圖1、圖2），先將前面四塊一樣的木片做成“#”字形，最后將多出的一塊對(duì)準(zhǔn)小凹槽，有必要的話還可以進(jìn)行親身示范，放慢速度讓孩子跟著學(xué)做一遍來加深印象。

3.研讀圖紙，構(gòu)建空間。

隨著新課程改革的不斷推進(jìn)，小學(xué)科學(xué)課程目標(biāo)中明確指出要發(fā)展學(xué)生的思維能力，且空間與圖形的建構(gòu)也被加入到小學(xué)的數(shù)學(xué)教程中，由于小學(xué)生的抽象思維能力還沒有成熟，需要在老師的引導(dǎo)下，根據(jù)自身已經(jīng)產(chǎn)生的生活經(jīng)驗(yàn)，對(duì)空間幾何有一個(gè)大致的了解，了解一些基礎(chǔ)的幾何圖形。因此在教學(xué)過程中培養(yǎng)學(xué)生對(duì)圖形結(jié)構(gòu)的認(rèn)知和研讀能力顯得尤為重要。

我通過讓小組自由選擇研究對(duì)象，力求體現(xiàn)以“學(xué)生為本，學(xué)為中心”的一個(gè)最基本的理念，學(xué)生在探討過程中無法拆散的復(fù)雜孔明鎖，可以申請(qǐng)看圖紙，面對(duì)中高段學(xué)生，對(duì)學(xué)有難度的小組給予適當(dāng)?shù)膱D片輔助，可以更好地幫助他們建構(gòu)空間。（如圖3、圖4）。圖紙主要由兩部分組成，第一部分為每根孔明鎖的立體圖形和排列順序，第二部分為具體拼裝的步驟?？炊畧D紙建立在仔細(xì)觀察每根孔明鎖的構(gòu)造上，它融入了數(shù)學(xué)的空間想象能力和建模知識(shí)，因?yàn)槲覀兲峁┑氖墙M裝圖示，所以拆的過程中學(xué)生還要學(xué)會(huì)逆向思維，只要取出最后一根孔明鎖那么整個(gè)孔明鎖將不攻自破，自動(dòng)散架。所以學(xué)會(huì)研讀圖紙來拼裝孔明鎖對(duì)于網(wǎng)絡(luò)電腦和智能手機(jī)還未完全普及的半山區(qū)孩子來說起著關(guān)鍵的輔助作用。

4.巧播視頻，激發(fā)興趣。

多媒體微視頻教學(xué)具有形象直觀、重復(fù)再現(xiàn)、遠(yuǎn)近、大小、快慢、動(dòng)靜都可調(diào)節(jié)的作用。采用多媒體視頻教學(xué)，學(xué)生們能看到想看而看不到的現(xiàn)象，以此激發(fā)學(xué)生興趣，提高課堂效率?？酌麈i視頻教學(xué)將要傳授給學(xué)生的關(guān)鍵技能、知識(shí)要點(diǎn)等內(nèi)容提前制作成視頻的形式，來輔助現(xiàn)代化多媒體教學(xué)。它能夠更加形象生動(dòng)的展現(xiàn)出在課堂上無法現(xiàn)場(chǎng)操作的內(nèi)容，同時(shí)又真實(shí)的記錄了教學(xué)的內(nèi)容，方便學(xué)生能夠隨時(shí)隨地反復(fù)學(xué)習(xí)和鞏固，是我們現(xiàn)代化教學(xué)中必不可少的輔助工具。視頻教學(xué)在很大程度上培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，學(xué)生往往在主動(dòng)的觀看教學(xué)視頻時(shí)，潛移默化地增強(qiáng)了自主學(xué)習(xí)的能力。根據(jù)孩子實(shí)際的年齡和遺忘規(guī)律，結(jié)合孩子的空間認(rèn)知能力，學(xué)生看一遍就能操作的概率非常小，所以在操作過程中采用視頻循環(huán)播放的方式，讓學(xué)生可以反復(fù)看，反復(fù)模擬練習(xí)，獲得最大的教學(xué)效果，這些都是現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)所無法達(dá)到的效果。

二、學(xué)中創(chuàng)——提升實(shí)踐能力，培養(yǎng)創(chuàng)新精神

實(shí)踐創(chuàng)新主要包括勞動(dòng)意識(shí)，問題解決和技術(shù)應(yīng)用三個(gè)方面。即理解技術(shù)與人類文明的有機(jī)聯(lián)系，具有掌握技術(shù)的興趣和意愿，具有工程思維能將創(chuàng)意和方案轉(zhuǎn)化為有形物品或者對(duì)已有物品進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化。在孔明鎖的拼裝過程中，隨著熟練程度地不斷增加，孩子們已經(jīng)不甘于這種重復(fù)機(jī)械地練習(xí)，他們?cè)趯?shí)踐的過程中開始進(jìn)行創(chuàng)新玩法，玩出了自己的創(chuàng)意和智慧，淋漓盡致地詮釋了“玩中學(xué)”“玩中創(chuàng)”的理念，這一過程中也提升了學(xué)生的實(shí)踐能力，培養(yǎng)了創(chuàng)新精神。

1.融入色彩，降低難度。

我們知道小學(xué)階段學(xué)生最喜歡借助五彩斑斕的色彩，來描繪自己眼中的世界。因此在教學(xué)中要著力培養(yǎng)學(xué)生對(duì)色彩的審視能力和對(duì)色彩的敏感性。小學(xué)生活潑好動(dòng)，描繪色彩是他們的興趣所在，在孔明鎖教學(xué)中融入色彩，既可以發(fā)揮興趣的魔力，又可以使學(xué)生在孔明鎖學(xué)習(xí)中提高學(xué)習(xí)效率。

在孔明鎖的《創(chuàng)意玩法》一課中，我融入了色彩的教學(xué)，與美術(shù)課程完美融合，將一個(gè)原木色的孔明球（圖5）按照一定的規(guī)律進(jìn)行著色，例如將內(nèi)部構(gòu)造一樣的弧形木片涂上同一種色彩（圖6），或者六個(gè)弧形木片每個(gè)都著不一樣的色彩，這樣大大提高了孔明球各個(gè)部位的辨識(shí)度，從而降低拼裝的難度。每個(gè)孩子做出來的作品都是孤品，都是唯一。這在很大程度上激發(fā)了他們創(chuàng)作的興趣和靈感。小學(xué)生對(duì)顏色很敏感，最是喜歡色彩斑斕的世界，給孔明鎖著色融入了美術(shù)課程給孩子枯燥機(jī)械的練習(xí)增加了很多的樂趣，激發(fā)了孩子繪畫的興趣，同時(shí)還降低了拼裝的難度，一舉兩得。

2.翻轉(zhuǎn)角度，衍生花式。

空間想象力是人們對(duì)客觀事物的空間形式（空間幾何形體）進(jìn)行觀察、分析、認(rèn)知的抽象思維能力，它包含的內(nèi)容較廣泛，孔明鎖教學(xué)中的翻轉(zhuǎn)角度實(shí)質(zhì)是對(duì)頭腦中已有的空間幾何形體進(jìn)行分解、組合，產(chǎn)生新的空間幾何形體，并正確分析其位置關(guān)系和數(shù)量關(guān)系。雖然培養(yǎng)學(xué)生的空間想象力是中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的主要任務(wù)和難點(diǎn)，但小學(xué)數(shù)學(xué)和小學(xué)科學(xué)階段學(xué)生均已經(jīng)接觸過立體幾何，所以不算超綱學(xué)習(xí)。

同樣以“孔明球”為例，學(xué)生在拼裝的過程中，除了能熟練的將“孔明球”按規(guī)定的模型拼裝好后，還會(huì)在此基礎(chǔ)上進(jìn)行角度翻轉(zhuǎn)。如下圖7是正規(guī)版，圖8、圖9均為學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新后的新型孔明鎖。其中圖8只翻轉(zhuǎn)下面一根的半圓孔明鎖180°，很像哆啦A夢(mèng)，于是將它命名為“機(jī)器貓”，圖9將所有的半圓全部向外翻轉(zhuǎn)180°，乍看像一團(tuán)熊熊燃燒的火球，于是把它取名為“火球”。雖然只是一個(gè)小小的舉動(dòng)和改變，但是最后呈現(xiàn)出來的作品和他們賦予作品新的名字，新的活力和生命，不得不讓我們感慨孩子的創(chuàng)意無限。

3.另辟溪路，齊達(dá)終點(diǎn)。

俗話說：“條條道路通羅馬?！北疽馐侵缸龀梢患碌姆椒ú恢灰环N，換而言之要達(dá)到同一目的可以有多種不同的方法和途徑。同樣它也適用在孔明鎖的拼裝上，隨著孩子們不斷地研究發(fā)現(xiàn)每種孔明鎖都有多種的拼裝方法。在用多種方法來拼裝孔明鎖的同時(shí)實(shí)質(zhì)上也是孩子思維發(fā)散的過程。

例如《神龍擺尾》的教學(xué)中，讓孩子先仔細(xì)觀察孔明鎖沒拆開時(shí)的特點(diǎn)，然后分別觀察兩端孔明鎖組合的方式，一端是333組合，一端是323組合，一開始全班挑戰(zhàn)323這端，從一開始對(duì)同一種方法的反復(fù)模仿（圖10），枯燥機(jī)械的練習(xí)從生疏到熟練，再到后來自由探索，另辟溪路，無疑給乏味的練習(xí)中添加了無限的生機(jī)，當(dāng)333這端挑戰(zhàn)成功探索出新方法（圖11）時(shí)再也掩飾不住孩子臉上的笑靨和欣喜若狂的心情，真是“山窮水復(fù)疑無路，柳暗花明又一村”！在這一過程中孩子們的思維得到了進(jìn)一步發(fā)展，創(chuàng)新能力也在不斷提升。

4.自制加工，迸發(fā)創(chuàng)意。

校外課程資源包含了鄉(xiāng)土資源、家庭資源等。我們知道隨著課程資源發(fā)展趨勢(shì)的改變，學(xué)生所處的社會(huì)環(huán)境和自然環(huán)境都可以成為學(xué)習(xí)探究的對(duì)象，成為學(xué)習(xí)的“課堂”。自制孔明鎖的增設(shè)，是根據(jù)括蒼鎮(zhèn)特殊的企業(yè)結(jié)構(gòu)結(jié)合學(xué)校周邊實(shí)際情況，發(fā)現(xiàn)周邊有不少鋸木加工廠，甚至部分學(xué)生家里就以加工木材和竹子為生計(jì)的，利用這一特有資源，以培養(yǎng)使用簡(jiǎn)單的工具為目的，來制作三根或者六根簡(jiǎn)單的孔明鎖。此活動(dòng)中我們?cè)黾恿斯こ膛c技術(shù)的環(huán)節(jié)，讓學(xué)生自己像工程師一樣利用（STEM）科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)領(lǐng)域中的知識(shí)，經(jīng)歷觀察、測(cè)量、畫圖、計(jì)算、使用簡(jiǎn)單工具動(dòng)手操作，再修改，再操作的過程。

下面以自制《三根孔明鎖》為例，一般包括以下幾個(gè)步驟：

（1）畫線：材料準(zhǔn)備：尺子、橡皮、鉛筆，要求：精確。

（2）鋸：材料準(zhǔn)備：鋸子、固定夾，要求：貼近線的內(nèi)側(cè)鋸，保留線，鋸片保持要垂直。

（3）鑿：材料準(zhǔn)備：鑿刀、小鐵錘，要求：把鋸好木板的中間部分鑿去，鑿時(shí)鑿刀保持垂直。

（4）銼：材料準(zhǔn)備：不同型號(hào)的銼刀，要求：將鑿好的凹槽部位進(jìn)行修改，可將方形的凹槽打磨成圓形。

（5）組合：根據(jù)示意圖按步驟進(jìn)行組裝，如果某些部位卡住不能組合，則繼續(xù)銼繼續(xù)打磨，再組合直至能剛好拼裝為止。

將上述的操作過程用流程圖概括如下：

兩年來，“孔明鎖”作為我?？茖W(xué)拓展性課程，一方面豐富了學(xué)生的課程內(nèi)容和課余生活，一定程度上減少了與手機(jī)、電腦等電子產(chǎn)品接觸的頻率。另一方面在教學(xué)中通過探索引導(dǎo)拼裝孔明鎖來激發(fā)學(xué)生好奇心，驅(qū)動(dòng)內(nèi)驅(qū)力使學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)，通過自制創(chuàng)新孔明鎖來培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，通過參賽實(shí)踐來提升學(xué)生的實(shí)踐能力，從而達(dá)到玩中學(xué)，學(xué)中創(chuàng)的目的。我們堅(jiān)信，隨著新課程改革的深入及越來越多學(xué)生的參與，孔明鎖的這種益智玩具將會(huì)在科學(xué)拓展課程上陪伴越來越多孩子的童年。

參考文獻(xiàn)

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