基于STEM教育的科學課堂課例開發(fā)策略研究

程英

這幾年，STEM的概念以迅雷不及掩耳之勢進入大家的視野，并且日益受到重視，優(yōu)勢凸顯。與此同時，STEM教育也日益受到重視并進入小學課堂。我們小學一線科學教師也在順應教育發(fā)展的需求，討論它、理解它、采納它、實踐它、發(fā)展它，也在不斷嘗試自主開發(fā)案例，在探索中積累了一些淺顯的課例開發(fā)策略。本文基于不斷嘗試自主開發(fā)案例的實踐經(jīng)驗，探討了有關(guān)主題來源、內(nèi)容設計、研究過程、綜合評價方面的案例開發(fā)策略。

一、主題來源：基于師生需求的自然發(fā)生

說起案例開發(fā)，我們最頭疼的問題往往是：我們研究什么？沒有一個好的主題就無從下手。如何才能從無從下手到才思泉涌、游刃有余？我覺得我們最應該關(guān)注的還是師生本身的需求。

蘇教版六年級上冊三單元《物質(zhì)在變化》第三課《變色花》中，學生通過酸堿指示劑認識了物質(zhì)的化學種類。尤其是在自制指示劑時，觀察到指示劑這種神奇物質(zhì)與不同酸堿性物質(zhì)相遇時產(chǎn)生的變化，學生流露出了濃厚的興趣。好奇的他們在課上忍不住問：除了紫甘藍，其他植物是不是也可以做酸堿指示劑？于是，老師抓住了這個問題，設計了《神奇的指示劑》一課。學生調(diào)查研究、設計測試后，提取了某些植物的花、莖、葉、根和果實的浸出液，并且還進一步學習造紙技術(shù)，制作成了pH試紙。這個STEM教育的案例只是科學課堂教學的一個延伸，卻能給學生一個自由探索的平臺。

因此，學生善于發(fā)現(xiàn)問題，教師善于記錄積累，也許能巧妙化解找不到合適主題的困難。學生對哪個點有疑惑，我們就給他們機會自主地查閱資料、分享、設計、研究。只有真正基于師生探索需求并且自然發(fā)生的問題才是真問題，才能更好地喚起求知欲望、掀起智力情緒。

二、內(nèi)容設計：基于真實情境的項目研究

說到真實情境，我想起了美國STEM概念首次提出的淵源。NASA于二戰(zhàn)后在發(fā)展科技競爭的同時，開展了大量的STEM式科學教育活動。在活動中，他們總是安排學生通過觀摩、體驗甚至直接參與項目，讓學生近距離接觸太空先進科技。這些機會非常寶貴，學生通過這一過程收獲了嶄新的自我，建立了突出的能力，形成了良性的成長，建構(gòu)了對未來從事科學的興趣性和志趣性意愿，并在未來有能力承擔更具科技高度復雜性的工作。正是NASA的不斷探索才使得美國將STEM的規(guī)律從相對模糊推進到了相對清晰。

當然，項目式的研究也同樣重要。利用綜合性的任務或者模仿綜合性的任務實施，對于后備人才的培養(yǎng)是具有顯著而突出的效應的。目前，多數(shù)學校的語文、數(shù)學、科學等課程通常是分開設置的。但生活中沒有單一的問題，《基礎(chǔ)教育課程改革綱要》早就提出，小學階段應以綜合課程為主。事實也證明，某一門課程或某一個領(lǐng)域中學到的知識與技能，將在其他課程或領(lǐng)域中助你一臂之力。

三、研究過程：基于思維能力的漸進發(fā)展

基于思維能力的漸進發(fā)展，我思考了STEM教育的課堂推進，也就是學生項目式研究的整個過程。我覺得這可以有相對固定的流程，即：發(fā)現(xiàn)問題、定義問題、創(chuàng)意設計、工程制作、測試改進，再發(fā)現(xiàn)新的問題、定義問題、創(chuàng)意設計……不斷循環(huán)，最后得到滿意產(chǎn)品。當然，不同的案例中，不同的授課老師，針對不同的學生，可以在流程環(huán)節(jié)上有不同的側(cè)重點。

例如《喂鳥器》一課中，學生可以先對本地鳥類的生存狀況做一個充分的調(diào)查，提升信息整合能力。基于調(diào)查學生提出問題：城市里鳥兒的食物有些匱乏，能否做一個給它們提供食物的器具呢？接下來定義問題：當?shù)爻Ｒ姷氖悄男┓N類的鳥類呢？它們的身體構(gòu)造和生活環(huán)境怎么樣？怎樣吸引它們過來吃食？為什么不同種類的鳥需要不同大小的喂鳥器？為什么喂鳥器的入口有大小之分，食物與基座的距離有長短之分？為什么喂鳥器距離地面的高度也很重要？你設計的喂鳥器是給一種鳥還是多種鳥使用的？這樣細致的思考后再設計和制作。完成后也應反思：我掌握了什么新的技術(shù)？我還有什么新的想法？測試改進環(huán)節(jié)再想一想，作品實際測試的效果與預期效果一樣嗎？不一樣在哪兒？為什么會這樣？還存在什么缺陷？還可以做什么改進？這就是發(fā)現(xiàn)新的問題了，可以繼續(xù)循環(huán)往復，最后完成一個滿意的喂鳥器。

四、綜合評價：指向核心素養(yǎng)的全面培養(yǎng)

在建構(gòu)主義學習觀下，課堂教學任務和評價任務是同一個硬幣的兩個方面。由此，評價的重要性不言而喻。整個STEM案例實施過程是復雜的，因此對應的評價也是全面綜合的。評價的綜合性除了體現(xiàn)在常說的自評、互評和師評以外，還體現(xiàn)在以下方面。

（一）評價貫穿教學的整個過程

日常學科教學的評價往往是在課后，而STEM教育的評價是可以貫穿于整個教學過程的。我們可以評價設計圖紙，簡潔易懂、所有結(jié)構(gòu)有標簽、尺寸標注準確的設計圖紙是我們喜歡的。我們可以評價信息收集方面，信息往往要來自多個出處，并經(jīng)過系統(tǒng)的整理。我們可以評價學科知識，所有小組成員在陳述中都要能清晰準確地說明作品涉及的科學原理。我們可以評價作品功能，作品應能很好地實現(xiàn)設計想法。

（二）評價激發(fā)推進的后續(xù)活力

在日常教學中，我們發(fā)現(xiàn)學生互評環(huán)節(jié)，學生往往習慣性給他人較多的批評，這大大地打擊了被評價者后續(xù)深入研究的積極性。為了激發(fā)學生推進研究的后續(xù)活力，推薦一種評價方法——三明治點評法，在多次課堂實踐中，這種評價方法切實給了學生更多的鼓勵和支持，對學生長足發(fā)展具有良好的價值。

三明治點評法，顧名思義正如一個三明治一樣，第一層面包：狂風暴雨式的贊美。第二層夾心：和風細雨式的建議。建議是非常重要的價值輸出部分，指出哪里不足，為什么，提出具體明確可改善的建議。第三層面包：狂風暴雨式的贊美。對被評價者多鼓勵，提出希望，增強信心。

要特別注意的是，評價需要具體化，不能是概括性的“好”“棒極了”等。

（三）評價關(guān)注學生的關(guān)鍵能力

評價還應關(guān)注學生能力的提升。合作能力、演講水平、科學態(tài)度等都可以是我們評價的關(guān)注點。對合作的評價可以關(guān)注互相尊重、分工合理、工作效率。對交流的評價可以關(guān)注語言表達、給予肯定、接受建議等。

STEM研究之路無止境，貴在堅持。作為一線教師，要積極思考與探索案例開發(fā)的策略，為小學STEM教育的實施與發(fā)展發(fā)光發(fā)熱。最終受益的也還是我們的學生，使他們能在STEM教育的浸潤下，獲得最為扎實、最為有效、最為豐厚的成長。

【作者單位：常州市龍城小學??江蘇】