開展STEM教育出現(xiàn)的問題與對策

蔣波

2016年教育部出臺的《教育信息化“十三五”規(guī)劃》明確提出要探索STEM教育、創(chuàng)客教育等新教育模式，使學(xué)生具有較強(qiáng)的信息意識與創(chuàng)新意識。目前，STEM教育在小學(xué)校園中正如火如荼地開展，但具體開展時(shí)常常遇到許多問題，讓學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)和老師感到困惑甚至迷茫，這嚴(yán)重制約了STEM教育在小學(xué)的有效開展。

一、STEM教育存在的問題

（一）STEM教材內(nèi)容不適切

教材是STEM教育的靈魂。好的教材可以引導(dǎo)學(xué)生有效地進(jìn)行跨學(xué)科學(xué)習(xí)，提升綜合素養(yǎng)。目前小學(xué)開展的STEM教育沒有統(tǒng)一的教材，大多數(shù)學(xué)校不重視教材內(nèi)容的開發(fā)，為了圖省事，將STEM課程外包給某些公司或者機(jī)構(gòu)來開發(fā)。這些公司或機(jī)構(gòu)所開發(fā)的課程魚龍混雜，選擇的內(nèi)容并不適切。有的僅僅關(guān)注了小學(xué)科學(xué)課程的融合，有的只是關(guān)注了信息編程，并沒有關(guān)注STEM教育的核心理念，即綜合運(yùn)用多學(xué)科知識來解決實(shí)際問題。單調(diào)乏味的教材內(nèi)容，無法激發(fā)學(xué)生的探究興趣。

（二）STEM教學(xué)資源不充足

教學(xué)資源是STEM教育的重要組成。STEM教育在國內(nèi)興起不久，無論是線下資源還是線上資源都很欠缺。老師們想要用現(xiàn)成的教材與教學(xué)方法有一定的困難。除此之外，城市小學(xué)和農(nóng)村小學(xué)的STEM教育資源分布不均，例如城市小學(xué)學(xué)生為了解決一個(gè)問題，可以很方便地進(jìn)入當(dāng)?shù)乜萍拣^查閱相關(guān)資料，但遠(yuǎn)離城市的農(nóng)村孩子就沒有這樣的便利。資源不足以及資源的分布不均嚴(yán)重制約了STEM教育在小學(xué)的全面開展。

二、有效開展小學(xué)STEM教育的對策

（一）設(shè)計(jì)符合學(xué)生認(rèn)知的STEM校本課程

STEM教育強(qiáng)調(diào)問題的真實(shí)性，在設(shè)計(jì)STEM校本課程內(nèi)容時(shí)，一定要聚集問題的真實(shí)性，只有真實(shí)的問題，才能激發(fā)學(xué)生的共鳴，引發(fā)其探究的欲望。例如可以從家庭、學(xué)校、社區(qū)、社會(huì)四個(gè)方面發(fā)現(xiàn)真實(shí)問題，并將這些問題進(jìn)行梳理整合，編成學(xué)校STEM校本教材，利用社團(tuán)課或者興趣小組的時(shí)間開展項(xiàng)目式學(xué)習(xí)。例如關(guān)注家庭安全，發(fā)現(xiàn)媽媽經(jīng)常因?yàn)榕偻炼菇z被刨子劃傷流血而設(shè)計(jì)的STEM課程《為媽媽設(shè)計(jì)一個(gè)安全的刨土豆器》，就是從關(guān)注家庭安全的真實(shí)問題入手，并綜合運(yùn)用科學(xué)原理、技術(shù)手段、工程思維、數(shù)學(xué)思想，一起來研究并解決這個(gè)實(shí)際問題。又如關(guān)注校園安全，發(fā)現(xiàn)學(xué)校圍墻無法阻擋小貓、小狗隨意進(jìn)入校園，有對學(xué)生造成傷害的隱患而設(shè)計(jì)的STEM課程《智能防貓狗進(jìn)校園圍墻模型》，就是從關(guān)注校園安全的真實(shí)問題入手，綜合運(yùn)用多學(xué)科知識，一起來設(shè)計(jì)制作并解決實(shí)際問題。

關(guān)注社會(huì)熱點(diǎn)問題，是STEM教育在小學(xué)推進(jìn)的另一種方式。社會(huì)是一個(gè)龐大的機(jī)器，在運(yùn)行過程中多少會(huì)出現(xiàn)這樣那樣的問題。STEM教育倡導(dǎo)培養(yǎng)學(xué)生社會(huì)責(zé)任感，提倡運(yùn)用多學(xué)科知識解決社會(huì)熱點(diǎn)問題。例如在大江大河流域，經(jīng)常遇到河流沖擊導(dǎo)致沿線坍塌的情況?？梢葬槍@個(gè)社會(huì)熱點(diǎn)問題，制作相關(guān)河道模型，并用管道沖水形式模擬河流的沖擊，讓學(xué)生展開研究。首先利用思維導(dǎo)圖的形式，將需要研究的問題列出來，借助多媒體設(shè)備進(jìn)行在線搜索，然后進(jìn)行梳理，將自己不能解決的問題圈出來，借助小組合作和老師的指導(dǎo)，開始研究。針對不能解決的問題，在老師的引領(lǐng)下開展探究活動(dòng)。學(xué)生在一個(gè)個(gè)有針對性的探究活動(dòng)中開展跨學(xué)科學(xué)習(xí)，綜合運(yùn)用科學(xué)、數(shù)學(xué)、工程、技術(shù)知識和技能，最終解決了實(shí)際問題。

從真實(shí)問題入手，關(guān)注社會(huì)熱點(diǎn)。體現(xiàn)了STEM教育的真，呵護(hù)了學(xué)生的好奇心，激發(fā)了學(xué)生的探究欲望，并最終提升了他們的跨學(xué)科學(xué)習(xí)素養(yǎng)，體現(xiàn)了STEM教育的精髓。

（二）構(gòu)建豐富的STEM教學(xué)資源庫

多學(xué)科融合的學(xué)習(xí)方式，需要大量的教學(xué)資源支撐。目前線上線下關(guān)于STEM教育教學(xué)的相關(guān)書籍、案例、資源不充分，遠(yuǎn)離城市的鄉(xiāng)村學(xué)校更是無法便捷地利用城市科技館或者創(chuàng)客中心優(yōu)勢。這兩個(gè)問題成為STEM教育在小學(xué)推進(jìn)的攔路虎。針對這種情況，可以從兩個(gè)維度思考改進(jìn)。①自主開發(fā)資源 無論在哪所學(xué)校，只要緊緊圍繞STEM教育的核心，利用好身邊的材料，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注生活、關(guān)注校園、關(guān)注社會(huì)，就可以自主開發(fā)適合自己學(xué)校有生命力的STEM教學(xué)資源。例如，學(xué)?？梢远ㄆ谂e辦校園STEM工程挑戰(zhàn)賽，在校園的醒目處張貼一個(gè)大型白板，讓學(xué)生仔細(xì)關(guān)注校園內(nèi)的安全隱患，然后將發(fā)現(xiàn)的問題列出來，面向所有學(xué)生發(fā)出挑戰(zhàn)：我們?nèi)绾谓鉀Q這個(gè)工程問題？學(xué)生可以單獨(dú)挑戰(zhàn)，也可以組成小組進(jìn)行團(tuán)隊(duì)挑戰(zhàn)。例如針對校園內(nèi)花盆容易被破壞造成安全隱患的真實(shí)問題，請學(xué)生進(jìn)行工程挑戰(zhàn)，設(shè)計(jì)一種花盆保護(hù)器。學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi)對這個(gè)實(shí)際問題展開研究，并綜合運(yùn)用多學(xué)科知識，進(jìn)行項(xiàng)目研究，通過設(shè)計(jì)、制作、測試、再設(shè)計(jì)、再制作、再測試的環(huán)節(jié)，體驗(yàn)完整的工程設(shè)計(jì)過程，最終完成校園STEM工程挑戰(zhàn)賽，并形成完整的項(xiàng)目報(bào)告書。這樣的鮮活案例積少成多，經(jīng)過一段時(shí)間的大挑戰(zhàn)活動(dòng)，案例越積越多，而且是適合自己學(xué)校的，有生命力的，最終將這些案例按一定的邏輯關(guān)系進(jìn)行整理歸納，形成STEM教學(xué)資源庫。②利用虛擬資源 遠(yuǎn)離城市交通不便捷的鄉(xiāng)村小學(xué)，可以利用線上科技館、線上圖書館、虛擬實(shí)驗(yàn)室等虛擬資源進(jìn)行資料的查閱以及案例研究。虛擬資源可以在很大程度上解決地域的差異，使城鄉(xiāng)學(xué)生獲得同樣的學(xué)習(xí)資源。

總之，STEM教育倡導(dǎo)在真實(shí)環(huán)境中，融合科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)等學(xué)科的知識解決實(shí)際問題，并在教育過程中培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維、創(chuàng)造力、有效協(xié)作以及良好的溝通能力。在實(shí)施過程中一定會(huì)遇到各種各樣的難題。要想讓STEM教育真正落地學(xué)校，一定要學(xué)習(xí)STEM教育的精髓，轉(zhuǎn)變思想，培養(yǎng)跨學(xué)科專業(yè)老師，并對課程資源進(jìn)行優(yōu)化和重組，構(gòu)建個(gè)性化的STEM校本課程和豐富多樣的STEM教學(xué)資源庫，創(chuàng)新STEM課堂教學(xué)模式，通過一系列途徑有力地推進(jìn)STEM教育在小學(xué)的開展。