STEM課程更關(guān)注真實問題

蔣波

摘要STEM教育提倡從生活中的實際工程問題出發(fā)，開展一系列探究實踐活動，培養(yǎng)學生解決實際問題的能力。但工程問題一定要建立在真實基礎(chǔ)上的，為了讓STEM教育中的工程問題更具有真實性，更符合學生的認知，筆者認為需要從兩個方面思考：一是要關(guān)注社會中存在的真實問題，將它們轉(zhuǎn)化為學生可以研究的、有意義的課題；二是當實際問題過于困難、不利于學生研究時，教師可選取部分學生可以理解的問題進行研究。

關(guān)鍵詞 STEM 實際工程問題 探究實踐活動

中圖分類號：G424文獻標識碼：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.30.039

STEM Courses Focus More on Real Issues

JIANG Bo

（Yangzhou Weiyang Experimental Primary School， Yangzhou， Jiangsu 225001）

Abstract： STEM education advocates starting from the actual engineering problems in life， carrying out a se？ ries of inquiry and practice activities， and cultivating students’ ability to solve practical problems. However， engi？ neering problems must be based on reality. In order to make engineering problems in STEM education more au？ thentic and more in line with students’ cognition， the author believes that we need to think from two aspects： first， we should pay attention to the real problems existing in society and turn them into meaningful topics that students can study； Second， when the practical problems are too difficult for students to study， teachers can choose some problems that students can understand for research.

Keywords： STEM； actual engineering problems； inquiry practice

STEM教育提倡從生活中的實際工程問題出發(fā)，開展一系列探究實踐活動，培養(yǎng)學生解決實際問題的能力。但我發(fā)現(xiàn)，有些STEM活動提出的問題不夠真實，有的甚至是一些假問題，這明顯與STEM教育的核心理念相違背。

為何會出現(xiàn)以上的情況呢？我想可能有兩個方面的原因：第一，可能是教師并未真正了解STEM教育的內(nèi)涵，忽略了問題的真實性；第二，可能是教師覺得真實的問題過于困難，不適合學生解決，所以設(shè)計一些簡單的、可行的問題讓學生思考并解決。

但工程問題一定要建立在真實基礎(chǔ)上的，失去了真實性，工程問題就如空中樓閣，看上去美好無比，其實沒有意義。為了讓STEM教育中的工程問題更具有真實性，更符合學生的認知，我認為需要從兩個方面思考：一是要關(guān)注社會中存在的真實問題，將它們轉(zhuǎn)化為學生可以研究的、有意義的課題；二是當實際問題過于困難、不利于學生研究時，教師可選取部分學生可以理解的問題進行研究。

將熱點問題轉(zhuǎn)化為有意義的STEM課題

社會包羅萬象，里面有許多紛繁復雜的問題。教學時應(yīng)該選擇其中具有意義的問題加以研究，這就需要教師在課前進行大量的積累和篩選。

比如關(guān)注西北的治沙問題時，教師先在操場中布置一個小型的沙堆，在高功率吹風機的吹動下，風沙四起，讓學生感受風沙吹打在皮膚上的疼痛感。接著，教師播放視頻，讓學生了解“第五次全國荒漠化和沙化土地監(jiān)測”情況：全國荒漠化土地面積為261.16萬平方公里，占國土面積的27.20%；沙化土地面積為172.12萬平方公里，占國土面積的17.93%。教師接著追問：如果我們在大西北，無盡的風沙刮起時，我們是怎樣的感覺呢？學生立刻感受到了西北治沙的重要性和迫切性。然后，教師提出研究的課題：如何防治風沙？在教師的引導下學生經(jīng)歷如下探究過程：設(shè)計方案—交流討論—修改方案—測試方案—評價。最后，教師播放視頻，展示目前比較有效的防沙治沙方案，開拓學生的視野。

又如關(guān)注現(xiàn)實生活中的水土流失問題，教師先播放黃土高原水土流失的視頻，讓學生了解問題的嚴重性。教師提出問題：我們面對這樣的情況，應(yīng)該怎樣去做？進而介紹侵蝕的多種形式：水力侵蝕、風力侵蝕、凍融、崩塌、滑坡，接著教師提出研究的課題：如何保持水土不流失？有了研究課題后，學生先利用平板電腦搜索保持水土不流失的方案，接著小組內(nèi)進行討論和梳理，選擇適合自己小組的方案。然后選擇材料，進行方案測試。經(jīng)過一系列測試，學生發(fā)現(xiàn)土地有草皮和沒有草皮的水土保持力是不一樣的，認為植樹造林是可以防止水土流失的。再經(jīng)過多輪的建構(gòu)和測試，他們找到了有效地防止水土流失的方案。

又如安全帽是施工的安全保障，安全帽是否合格直接關(guān)系著工人的生命安全。上課時，教師播放一段名為“5元‘脆皮’安全帽一按一個坑，一線工人‘頭頂安全’誰來保護”的視頻后，提出問題：如何使工人的安全帽更加安全？學生分小組先仔細觀察安全帽實物，接著開始設(shè)計實驗尋找安全帽哪個部位最薄弱，然后針對薄弱點設(shè)計方案進行加固，最后通過一次次的設(shè)計與檢驗，得出合理的方案。

通過以上事例，我們不難發(fā)現(xiàn)，只要我們用心發(fā)現(xiàn)生活的問題，進行有效的梳理與選擇，我們就能將這些問題轉(zhuǎn)化為有意義的研究課題。

將難點問題轉(zhuǎn)化為可研究的STEM課題

生活中的問題很多，難易程度不一。有些問題看上去好像非常棘手，許多教師容易放棄，覺得學生無法完成這樣的任務(wù)。殊不知，學生有了一定的閱讀面和生活經(jīng)歷，可能已經(jīng)具備了解決問題的初步能力。只需教師將這些看似困難的問題加以簡化，就可以轉(zhuǎn)變?yōu)閷W生可研究的STEM課題。

影響全球生態(tài)的問題——酸雨，看似這個問題學生了解少，在課堂上也難以解決，許多教師就不去觸碰它。其實，酸雨的危害越來越嚴重，是一個非?，F(xiàn)實的問題，如何將這個問題轉(zhuǎn)化為學生可研究的課題呢？有一位教師對問題進行簡化，去掉了復雜的化學問題。

教師先讓學生認識他們熟悉的二氧化碳氣體，使用pH試紙測水的酸堿性和溶解了二氧化碳氣體的溶液的酸堿性。學生對比發(fā)現(xiàn)，溶解了二氧化碳氣體的溶液呈酸性，從而明白二氧化碳氣體是產(chǎn)生酸雨的一個因素。教師介紹二氧化碳主要來自化石燃料的大量燃燒，讓學生明白以后要減少化石燃料的燃燒。教師出示二氧化硫氣體，讓學生觀察其特點，再將這種氣體溶于水，讓學生測量溶液的pH。學生通過測量發(fā)現(xiàn)溶解了二氧化硫氣體的溶液也顯酸性，得出結(jié)論：二氧化硫氣體也是造成酸雨的元兇之一。學生習得了這種方法后，開始對其他氣體進行研究，最終發(fā)現(xiàn)了多種氣體可能導致酸雨的形成，并知道了通過減少化石燃料的燃燒減少酸雨產(chǎn)生的方法。

通過關(guān)注生活中的真實問題，以及將其轉(zhuǎn)換成學生可以研究的問題，讓學生與真實問題相遇，在真實情境中探究、創(chuàng)造，最終成為一個具備質(zhì)疑精神、探究能力、科學素養(yǎng)、工程思維、技術(shù)水準的STEM人才。

●課程標準解讀

評價要著眼學生發(fā)展

評價對學生的學習具有導向作用，教師的評價理念和評價手段會對學生學習科學產(chǎn)生不可低估的影響，科學教師要樹立正確的評價觀念，學習先進的評價技術(shù)，為促進學生的發(fā)展而采取合適的評價手段。

評價應(yīng)該致力于促進全體學生的學習，充分考慮學生在學習風格、性別、年齡、民族、背景以及社會環(huán)境方面的差異。評價主體的多元化、評價內(nèi)容的全面化、評價方法的多樣化、評價時機的全程化是科學課程教學評價所提倡的要求。

課堂教學評價屬于過程性評價的一種。教師應(yīng)該時刻關(guān)注學生在課堂上的表現(xiàn)，以給予鼓勵性評價為主。過程性評價的另一個方面是教師可以根據(jù)對學生行為的觀察進行敘事性記錄。這些記錄可以附在學生記錄的后面，更好地呈現(xiàn)學生的一般或特殊表現(xiàn)。同時，教師還可以通過學生制作的作品、刊物、寫作、概念圖、科學繪畫等對學生進行表現(xiàn)性評價。

終結(jié)性評價一般是指最終的評價。特別是在考試評價中，教師要把握好命題的方向性，把握好試題的內(nèi)容，避免出現(xiàn)死記硬背的題目。要注重評價學生對科學概念的理解和應(yīng)用，盡量將其融合在分析和解決實際問題的情境中。對語言和表達能力的發(fā)展，可通過課堂教學中的討論、交流、記錄和展示等多個環(huán)節(jié)對學生的語言和表達能力的發(fā)展狀況進行觀察、記錄和分析。對探究能力的評價，可結(jié)合學生的科學學習過程，對比學生學習前后探究能力的變化，依據(jù)內(nèi)容標準考查學生各方面探究能力的發(fā)展。

不管是過程性評價還是終結(jié)性評價，都必須對評價結(jié)果進行及時分析和反饋，要關(guān)注學生的自身發(fā)展和進步，并以此增進學生學習科學的自信心和興趣，培養(yǎng)學生的元認知。

（內(nèi)容來源：義務(wù)教育小學科學課程標準解讀/劉恩山主編；義務(wù)教育小學科學課程標準修訂組編寫.—北京：高等教育出版社，2017.12，有刪減。）