林彥杰

摘要：為了更好地培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，提升學(xué)生解決問題的能力，我們將STEM理念融入科技活動(dòng)中，設(shè)計(jì)活動(dòng)主題，重組活動(dòng)內(nèi)容，以豐富的活動(dòng)形式開展科技活動(dòng)；提高科技活動(dòng)效能，讓學(xué)生在活動(dòng)中綜合運(yùn)用學(xué)科知識(shí)，解決實(shí)際問題。

主題詞：STEM理念科技活動(dòng)核心素養(yǎng)

一、背景分析

1.中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)的提出

2016年9月，教育部發(fā)布了《中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》研究成果。核心素養(yǎng)以培養(yǎng)“全面發(fā)展的人”為核心，分為文化基礎(chǔ)、自主發(fā)展、社會(huì)參與3個(gè)方面，綜合表現(xiàn)為人文底蘊(yùn)、科學(xué)精神、學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)、健康生活、責(zé)任擔(dān)當(dāng)、實(shí)踐創(chuàng)新6大素養(yǎng)。核心素養(yǎng)的提出不僅對(duì)現(xiàn)代人才培養(yǎng)提出了新目標(biāo)，更對(duì)基礎(chǔ)教育工作的開展提出了新要求。需要教育工作者更新教育觀念，對(duì)以往的教學(xué)活動(dòng)進(jìn)行回顧與思考，針對(duì)其中存在的不足和問題，找到原因，探索新途徑，不斷優(yōu)化調(diào)整。同時(shí)在開展教育教學(xué)活動(dòng)中，更加注重提升學(xué)生的核心素養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。

2.STEM理念的發(fā)展

2006年，美國前總統(tǒng)布什在《美國競(jìng)爭(zhēng)力計(jì)劃》中提出知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代教育目標(biāo)之一是培養(yǎng)具有STEM素養(yǎng)的人才，并稱其為全球競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵。希望加強(qiáng)科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）和數(shù)學(xué)（Mathematics）教育，以培養(yǎng)高科技人才，提高國家競(jìng)爭(zhēng)力。自此，STEM理念逐步進(jìn)入了大眾視野。2016年，我國教育部出臺(tái)了《教育信息化“十三五”規(guī)劃》，明確提出了將STEM理念融入教育教學(xué)之中，實(shí)現(xiàn)多學(xué)科整合解決實(shí)際問題，從而全面提升學(xué)生的知識(shí)、能力和情意方面的核心素養(yǎng)。STEM理念的提出為中國教育增加了一個(gè)新的教學(xué)模式，它打破了學(xué)科之間的壁壘，強(qiáng)調(diào)學(xué)科間知識(shí)的整合，給學(xué)生搭建一個(gè)立體豐滿的學(xué)習(xí)系統(tǒng)。

3.傳統(tǒng)科技活動(dòng)中的一些問題

在我校以往開展的科技活動(dòng)中，一般以學(xué)生參與度、制作速度和作品質(zhì)量為評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)意設(shè)計(jì)關(guān)注較少，不太重視引導(dǎo)學(xué)生自主運(yùn)用學(xué)科知識(shí)解決活動(dòng)中的問題，往往是“授之以魚”而非“授之以漁”，學(xué)生的知識(shí)遷移能力較差。這些都是我們?cè)陂_展科技活動(dòng)中需要反思調(diào)整的地方，都需要我們不斷探索，豐富科技活動(dòng)內(nèi)涵，讓學(xué)生在科技活動(dòng)中不僅收獲知識(shí)、加強(qiáng)技能，更在創(chuàng)新設(shè)計(jì)和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)方面都能有所提升，全面提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)。

4.學(xué)生的基本情況

處于初中階段的學(xué)生已經(jīng)有了一定的知識(shí)儲(chǔ)備，掌握了一定的木工、金工及電子技術(shù)的操作技能。處于13～15歲年齡段的孩子好奇心強(qiáng)、思維活躍、喜歡探索，在參與學(xué)?；顒?dòng)中，喜歡做一些與眾不同的事情，引起別人的注意，從而獲得滿足感。這個(gè)階段的孩子知識(shí)體系還不夠完整，缺少自主將各個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)整合成新的知識(shí)體系的能力，需要教師在日常教學(xué)中多加引導(dǎo)。

二、探索實(shí)踐

STEM教育過程提倡學(xué)科之間的整合與融合，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的個(gè)性化和創(chuàng)造力的發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，而核心素養(yǎng)以培養(yǎng)“全面發(fā)展的人”為核心，二者都有高度的綜合性，需要通過實(shí)踐進(jìn)行探索，并融入學(xué)生的真情實(shí)感，創(chuàng)造富有個(gè)性的新事物，從而獲得能力的提升和素養(yǎng)的完善。

1.創(chuàng)設(shè)主題情境，激發(fā)活動(dòng)興趣，引發(fā)學(xué)生的探究欲望

在以往開展科技活動(dòng)時(shí)，我們更重視學(xué)生在活動(dòng)中的完成情況，沒有關(guān)注學(xué)生在實(shí)踐活動(dòng)中的感受。學(xué)生在參與活動(dòng)時(shí)，有時(shí)候會(huì)感到單調(diào)，活動(dòng)興趣度較低。例如我校常規(guī)科技活動(dòng)“建筑模型制作”。以往的活動(dòng)中，我們先開展模型制作的培訓(xùn)活動(dòng)。利用科學(xué)課堂和社團(tuán)活動(dòng)時(shí)間，由科學(xué)教師帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)模型制作的方法，感受制作工序，解決制作中的難點(diǎn)。再利用年級(jí)統(tǒng)一的科技活動(dòng)時(shí)間進(jìn)行集體實(shí)踐活動(dòng)。以模型制作得最快、最好為評(píng)價(jià)要點(diǎn)，對(duì)表現(xiàn)突出的學(xué)生進(jìn)行表彰。學(xué)生在初次參與科技活動(dòng)時(shí)興趣很高，但是再次制作同樣的模型時(shí)參與興趣就大打折扣了。為了更好地激發(fā)學(xué)生的活動(dòng)興趣，我們結(jié)合STEM教育理念，在設(shè)計(jì)模型制作活動(dòng)時(shí)創(chuàng)設(shè)情境，設(shè)置一個(gè)活動(dòng)主題，比如魅力校園、未來城市、美麗家園等，讓學(xué)生不僅僅是制作一個(gè)模型，還要發(fā)揮自己的主觀想象，根據(jù)主題情境進(jìn)行制作。圖1左為以往的學(xué)生作品，右為創(chuàng)設(shè)情境后的模型作品。

通過STEM理念的啟發(fā)，我們?cè)谀Ｐ椭谱骰顒?dòng)中增加主題、創(chuàng)設(shè)情境，為學(xué)生活動(dòng)增加了很多樂趣，學(xué)生的活動(dòng)興趣得到了很大的提升。他們不僅根據(jù)自己的想象，使用各種材料制作模型的情境，還創(chuàng)造了很多新模型，加入了許多創(chuàng)意新元素，豐富自己的模型作品。加入主題元素的活動(dòng)，讓學(xué)生不僅再度激發(fā)出制作模型的興趣，還讓他們更加深刻地體會(huì)到了制作模型的樂趣。感受創(chuàng)新制作的成就感與滿足感。而這成就感和滿足感又大大激發(fā)了他們深入探究的欲望，引導(dǎo)他們繼續(xù)努力，激發(fā)出更多的靈感。

2.關(guān)注自主創(chuàng)意，鼓勵(lì)創(chuàng)新設(shè)計(jì)，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維

為了更好地讓學(xué)生在科技活動(dòng)中發(fā)揮創(chuàng)造力，自主進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，我們?cè)谠O(shè)計(jì)活動(dòng)方案時(shí)進(jìn)行了改革。受到STEM教育理念中的“關(guān)注設(shè)計(jì)，注重創(chuàng)意”的啟發(fā)，我們?cè)谠O(shè)計(jì)活動(dòng)方案中，從關(guān)注活動(dòng)限定使用材料轉(zhuǎn)移到限定活動(dòng)主題；從關(guān)注加工工藝轉(zhuǎn)移到是否實(shí)現(xiàn)功能；從關(guān)注完成情況轉(zhuǎn)移到創(chuàng)意精巧設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)活動(dòng)方案時(shí)，我們著重關(guān)注學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，增強(qiáng)學(xué)生的活動(dòng)自主性，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。鼓勵(lì)學(xué)生敢想敢干，敢于創(chuàng)新，做不一樣的自己。

我們開展的“隔熱保護(hù)墊的設(shè)計(jì)與制作”活動(dòng)，首先讓學(xué)生自主觀察并收集日常生活中的隔熱保護(hù)墊的材質(zhì)、形狀、使用對(duì)象等信息，再讓學(xué)生從提供的眾多不同規(guī)格的木工加工材料中自主選擇適合自己的材料，適量取用，進(jìn)行隔熱保護(hù)墊的設(shè)計(jì)與制作。這次活動(dòng)，教師打破了以往統(tǒng)一材料種類和數(shù)量的規(guī)則，而是盡可能多地為學(xué)生提供材料，引導(dǎo)學(xué)生自主選擇材料種類與數(shù)量，發(fā)揮學(xué)生的自主性。而在活動(dòng)中，教師將學(xué)生適量取用材料作為一個(gè)重要指標(biāo)進(jìn)行考核，通過另一種方式監(jiān)督材料使用情況，防止材料的浪費(fèi)。同時(shí)，教師引導(dǎo)學(xué)生注重隔熱保護(hù)墊的設(shè)計(jì)工作，要多創(chuàng)意、多設(shè)計(jì)，敢于表達(dá)自己的想法，給予學(xué)生自主設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)和空間，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。經(jīng)過觀察討論、設(shè)計(jì)制作、調(diào)整美化之后，學(xué)生制作的隔熱保護(hù)墊各具特色，不僅保證了隔熱功能，在結(jié)構(gòu)和使用對(duì)象等方面都生發(fā)了很多新點(diǎn)子，制作出了很多創(chuàng)意作品，如圖2所示。

3.注重學(xué)科整合，豐富活動(dòng)內(nèi)容，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力

STEM教育理念中強(qiáng)調(diào)多學(xué)科整合，通過主題活動(dòng)讓學(xué)生打破學(xué)科壁壘，引導(dǎo)學(xué)生綜合各學(xué)科的知識(shí)，解決實(shí)際問題。為了幫助學(xué)生建構(gòu)更立體的知識(shí)體系，在設(shè)計(jì)科技活動(dòng)的時(shí)候，教師要明確每個(gè)活動(dòng)環(huán)節(jié)需要學(xué)生掌握哪些知識(shí)，還需要考慮各個(gè)環(huán)節(jié)之間的聯(lián)系，如何借助之前環(huán)節(jié)的信息完成下一個(gè)活動(dòng)。當(dāng)學(xué)生通過學(xué)習(xí)具備了相關(guān)的知識(shí)和技能，完成了各個(gè)環(huán)節(jié)的任務(wù)之后，也就達(dá)到了此次活動(dòng)的總目標(biāo)。在活動(dòng)設(shè)計(jì)中，教師要關(guān)注活動(dòng)中各個(gè)環(huán)節(jié)的邏輯與層次，逐層深入，不斷豐富，讓學(xué)生逐步完成。

借助我?！笆⑷A會(huì)”活動(dòng)平臺(tái)，我們開展了“‘英雄聯(lián)盟展才能，攜手共創(chuàng)闖難關(guān)”實(shí)踐活動(dòng)?；顒?dòng)以當(dāng)今的國際形勢(shì)為背景，加深學(xué)生對(duì)我國政治及世界軍事政治形勢(shì)的認(rèn)知；滲透政治意識(shí)，通過設(shè)計(jì)人質(zhì)營(yíng)救任務(wù)，激發(fā)學(xué)生的愛國情懷及參與活動(dòng)的動(dòng)力，增強(qiáng)保衛(wèi)祖國的意識(shí)。

活動(dòng)采用了闖關(guān)模式，在每個(gè)關(guān)卡中都引導(dǎo)學(xué)生綜合各學(xué)科知識(shí)解決問題。設(shè)置的3個(gè)關(guān)卡相互聯(lián)系，環(huán)環(huán)相扣。第1個(gè)關(guān)卡考查學(xué)生的地理、歷史、英語、美術(shù)、幾何知識(shí)，并且通過索取線索的數(shù)量，決定給予第3關(guān)的道具數(shù)量。學(xué)生需要將地理、歷史及日常積累的生活常識(shí)相結(jié)合，通過文字描述、形狀、意義等提示條件，判斷出營(yíng)救地點(diǎn)的具體位置。線索的描述也是根據(jù)難度層次進(jìn)行劃分的，實(shí)現(xiàn)分層激勵(lì)。第2個(gè)關(guān)卡結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)對(duì)學(xué)生進(jìn)行考查。一方面希望學(xué)生能夠意識(shí)到了解一個(gè)建筑或者結(jié)構(gòu)可以通過尺寸、數(shù)學(xué)推理等方式進(jìn)行。另一方面也希望學(xué)生能夠根據(jù)給出的條件進(jìn)行數(shù)學(xué)計(jì)算，得出建筑物的高度。這道題的設(shè)計(jì)難度并不大，主要是要讓學(xué)生有立體結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)，通過數(shù)學(xué)計(jì)算得出想要的數(shù)據(jù)，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維和技術(shù)素養(yǎng)。第3個(gè)關(guān)卡為合作實(shí)踐活動(dòng)。學(xué)生根據(jù)前2關(guān)累計(jì)的道具（撲克牌），在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)搭建云梯，達(dá)到指定的高度。這是對(duì)學(xué)生創(chuàng)新思維、合作能力的培養(yǎng)，也是讓學(xué)生通過實(shí)踐體驗(yàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，利用有限的材料解決實(shí)際問題。

整個(gè)活動(dòng)設(shè)計(jì)了明暗兩條學(xué)習(xí)線索，一條以營(yíng)救人質(zhì)的任務(wù)活動(dòng)為線索，另一條以數(shù)學(xué)知識(shí)運(yùn)用為暗線。每個(gè)題目中都暗含著與三角形、三角結(jié)構(gòu)有關(guān)的內(nèi)容，希望學(xué)生在完成活動(dòng)后，對(duì)三角形、正四棱錐結(jié)構(gòu)有新的認(rèn)知?；顒?dòng)中，學(xué)生不僅能夠?qū)⒏鱾€(gè)學(xué)科的知識(shí)進(jìn)行綜合使用，提高能力，還在營(yíng)救人質(zhì)的背景中，感受到濃濃的愛國情懷，利用各種知識(shí)與創(chuàng)意形式完成各個(gè)任務(wù)，增強(qiáng)愉悅感。

4.建立小組，強(qiáng)調(diào)分工合作，加強(qiáng)學(xué)生的協(xié)作能力

STEM教育理念十分重視小組合作，強(qiáng)調(diào)學(xué)生在活動(dòng)中要相互溝通，相互幫助，共同努力，完成小組任務(wù)；積極開展交流討論，針對(duì)存在的問題共同想辦法解決，分享收獲的喜悅。在我們?cè)O(shè)計(jì)活動(dòng)方案的過程中，注重小組合作，將活動(dòng)設(shè)置為以小組形式開展，幫助學(xué)生加強(qiáng)合作能力。

“瘋狂過山車”創(chuàng)意設(shè)計(jì)活動(dòng)（如圖3）和“瘋狂多米諾”實(shí)踐活動(dòng)，都是提高學(xué)生合作能力，以小組為單位開展的科技活動(dòng)。通過這些團(tuán)隊(duì)活動(dòng)，很好地提高了學(xué)生的交往能力和合作能力，讓他們能深刻感受到集體的力量。

5.完善環(huán)節(jié)，增加文字記錄，強(qiáng)化學(xué)生的科學(xué)表達(dá)能力

通過多年組織科技活動(dòng)積累的經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生在參與科技活動(dòng)中更喜歡動(dòng)手實(shí)操，而忽視了梳理活動(dòng)過程、記錄活動(dòng)要點(diǎn)與活動(dòng)心得，比如繪制設(shè)計(jì)圖紙、記錄活動(dòng)數(shù)據(jù)、分析總結(jié)活動(dòng)難點(diǎn)等，更不用說用規(guī)范術(shù)語進(jìn)行記錄和表達(dá)了。為了提高學(xué)生的文字表達(dá)能力，幫助學(xué)生反思記錄活動(dòng)中的問題和要點(diǎn)，教師在設(shè)計(jì)活動(dòng)中，應(yīng)以實(shí)驗(yàn)報(bào)告、學(xué)習(xí)單等輔助材料引導(dǎo)學(xué)生注意文字材料的積累。在填寫技術(shù)報(bào)告中，注意科學(xué)表達(dá)。

三、總結(jié)反思

為了更好地掌握學(xué)生情況，了解學(xué)生需求，我們?cè)趯W(xué)期末初對(duì)學(xué)生展開了“我校科技活動(dòng)開展情況”的問卷調(diào)查，請(qǐng)全體學(xué)生參與調(diào)查，寫出自己最真實(shí)的感受。通過調(diào)查，我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生十分喜歡“新面貌”的科技活動(dòng)。通過問卷數(shù)據(jù)可以看出，在科技活動(dòng)中融入STEM教育理念，重新燃起學(xué)生對(duì)科技活動(dòng)的熱情，激發(fā)了學(xué)生的參與興趣和探究欲望。在設(shè)計(jì)活動(dòng)內(nèi)容時(shí)，教師要更加關(guān)注創(chuàng)設(shè)情境，鼓勵(lì)創(chuàng)新設(shè)計(jì)，融入多學(xué)科知識(shí)，加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)合作，強(qiáng)化活動(dòng)記錄，引導(dǎo)學(xué)生不斷豐富自己的知識(shí)，提升各項(xiàng)技能，在不斷學(xué)習(xí)、不斷實(shí)踐和不斷交流的過程中，形成自己的思維模式，學(xué)會(huì)利用圖樣、文字、語言進(jìn)行表達(dá)，能夠有意識(shí)地利用技術(shù)解決問題。同時(shí)，在開展科技活動(dòng)的過程中，教師應(yīng)該在活動(dòng)中通過講解、指導(dǎo)學(xué)生實(shí)踐、加強(qiáng)學(xué)生體驗(yàn)、反思感悟滲透學(xué)生科學(xué)技術(shù)理想信念與技術(shù)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。點(diǎn)評(píng)

作者依托《中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》相關(guān)研究成果，嘗試將STEM教育理念與其所在學(xué)校學(xué)生科技活動(dòng)的實(shí)踐相結(jié)合，從創(chuàng)設(shè)主題情境，激發(fā)活動(dòng)興趣，引發(fā)學(xué)生的探究欲望；關(guān)注自主創(chuàng)意，鼓勵(lì)創(chuàng)新設(shè)計(jì)，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維；注重學(xué)科整合，豐富活動(dòng)內(nèi)容，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力；建立小組，強(qiáng)調(diào)分工合作，加強(qiáng)學(xué)生的協(xié)作能力；完善環(huán)節(jié)，增加文字記錄，強(qiáng)化學(xué)生的科學(xué)表達(dá)能力等諸方面總結(jié)出具有一定示范性的科技教育實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)廣大科技輔導(dǎo)員具有較好的參考價(jià)值和借鑒作用。

如果作者在所介紹的理論依據(jù)中，能夠更確切地界定學(xué)生核心素養(yǎng)、學(xué)生綜合素養(yǎng)和學(xué)科核心素養(yǎng)等不同概念，以及深入挖掘STEM教育理念的核心內(nèi)涵，則會(huì)使本文的科學(xué)性和教育性更為明顯。

——翟立原（中國青少年科技輔導(dǎo)員協(xié)會(huì)理論工作委員會(huì)副主任委員，第25屆全國青少年科技輔導(dǎo)員論文征集活動(dòng)評(píng)審委員會(huì)主任委員）