在STEM教育中學(xué)生科學(xué)概念的形成與自主發(fā)展的研究

郭小敏

【摘要】STEM教育的推廣，必須立足于科學(xué)課堂，這樣才能從根本上保證師生學(xué)習(xí)的時(shí)間，才能讓學(xué)生深刻地體驗(yàn)到“閱讀——思考——探索——總結(jié)——?jiǎng)?chuàng)新”的樂(lè)趣，才能真正地幫助學(xué)生形成正確的科學(xué)概念，同時(shí)更切實(shí)有效地實(shí)現(xiàn)學(xué)生的自主發(fā)展。在素質(zhì)教育普遍開展的今天，我校也積極地在科學(xué)教育中引入了STEM教育。我們立足于課堂，以教科版的《科學(xué)》課本作為載體，切切實(shí)實(shí)地將這種行之有效的教學(xué)方法貫穿于日常的教學(xué)行為當(dāng)中去，并且取得了一定的成效。本文主要根據(jù)《用紙?jiān)煲蛔鶚颉窞槔?，談?wù)勎业木唧w操作方法，得出一些關(guān)于我們?nèi)绾卧赟TEM教育中幫助學(xué)生形成科學(xué)概念和實(shí)現(xiàn)學(xué)生自主發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)。

【關(guān)鍵詞】項(xiàng)目研究 ?科學(xué)概念 ?自主發(fā)展 ?閱讀

【中圖分類號(hào)】G623.6 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2019）16-0044-01

“STEM是科學(xué)（Science），技術(shù)（Technology），工程（Engineering），數(shù)學(xué)（Mathematics）四門學(xué)科英文首字母的縮寫，其中科學(xué)在于認(rèn)識(shí)世界、解釋自然界的客觀規(guī)律;技術(shù)和工程則是在尊重自然規(guī)律的基礎(chǔ)上改造世界、實(shí)現(xiàn)對(duì)自然界的控制和利用、解決社會(huì)發(fā)展過(guò)程中遇到的難題;數(shù)學(xué)則作為技術(shù)與工程學(xué)科的基礎(chǔ)工具?！边@是我們對(duì)于STEM的理解，由此可見，生活中發(fā)生的大多數(shù)問(wèn)題需要應(yīng)用多種學(xué)科的知識(shí)來(lái)共同解決。

以《用紙?jiān)煲蛔鶚颉芬徽n為例，我們先來(lái)對(duì)學(xué)生的學(xué)情作一個(gè)分析：

學(xué)生在進(jìn)入科學(xué)課堂前，他們對(duì)橋梁已經(jīng)有了一定程度的認(rèn)識(shí)，但是他們認(rèn)識(shí)的橋梁并不多，甚至有些同學(xué)會(huì)為了內(nèi)環(huán)路算不算橋梁而爭(zhēng)論不休。他們不知道橋梁的種類，也不知道跟橋梁有關(guān)的許多知識(shí)，因此，他們對(duì)橋梁的概念其實(shí)是非常模糊的，學(xué)生們最初對(duì)橋梁的印象，可以稱為科學(xué)前概念。學(xué)生們的認(rèn)知并不是完全正確的，甚至是很不正確的。于是我們的科學(xué)課就要履行起幫助學(xué)生修正不正確的、不準(zhǔn)確的科學(xué)前概念，讓他們通過(guò)經(jīng)歷一定情境的科學(xué)探究活動(dòng)的過(guò)程，來(lái)了解事物的本來(lái)面目，揭開其中的奧秘。也就是形成科學(xué)概念，實(shí)現(xiàn)我們的教學(xué)目標(biāo)。

在布置學(xué)生用紙?jiān)煲粭l橋之前，我結(jié)合學(xué)校的大閱讀活動(dòng)，讓學(xué)生先大量閱讀了許多與橋梁相關(guān)的資料。孩子們的潛力真是無(wú)限的，他們查閱書籍，利用電腦、IPAD、手機(jī)去查閱網(wǎng)絡(luò)，許多同學(xué)還到科學(xué)中心去看橋梁模型，或者親身到各地的名橋去參觀，實(shí)地考察。通過(guò)前期的學(xué)習(xí)，學(xué)生基本上知道了什么是橋梁，了解了橋梁的種類和許多跟橋梁有關(guān)的力學(xué)知識(shí)、文化歷史知識(shí)。通過(guò)前期學(xué)習(xí)，學(xué)生們對(duì)研究橋梁的熱情空前高漲。特別是近期，港珠澳大橋的落成、通車，習(xí)主席的親自視察，更提升了學(xué)生們要好好學(xué)習(xí)橋梁知識(shí)的情懷。

初步的概念形成了，我就引導(dǎo)學(xué)生們分小組學(xué)習(xí)，針對(duì)古今中外不同的名橋，選擇一座自己最感興趣的橋來(lái)進(jìn)行研究，并且根據(jù)研究，作出自己小組的設(shè)計(jì)圖。然后根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求來(lái)進(jìn)行橋梁的制作。

制作的過(guò)程，最能體現(xiàn)學(xué)生的思維能力、動(dòng)手能力和合作能力了。STEM教育里對(duì)工程和技術(shù)的教學(xué)理念也充分得到了展現(xiàn)。學(xué)生們通過(guò)對(duì)A4紙的剪裁，測(cè)量橋面高度、寬度等，充分展現(xiàn)了他們的數(shù)學(xué)能力。經(jīng)過(guò)一番實(shí)驗(yàn)，孩子們體驗(yàn)到，三角支架橋的制作相對(duì)比較簡(jiǎn)單，拱形橋分單拱和復(fù)合拱，吊橋的支架制作很重要……值得一提的是，有個(gè)小組研究的是港珠澳大橋，他們研究了該橋的七大世界之最，本來(lái)雄心壯志想模仿著做一條橋，可是根本能力有限，操作上實(shí)現(xiàn)不了，但是這樣的挫折不僅沒(méi)有磨滅他們的意志，反而讓他們更加熱情，更加踏實(shí)，最后他們選擇了研究港珠澳大橋中國(guó)結(jié)這一段，造出了一座斜拉索橋！還有一個(gè)小組，他們用三角支架作為橋墩，制作了一條橋，并且給這條橋取名為“廣漢橋”。為了取這個(gè)名字，改組的孩子大量查閱了廣府文化知識(shí)和南越王朝的知識(shí)，大量的廣州的歷史事件……最后他們才給自己的模型取了這么一個(gè)名字。

什么是橋梁？如今再問(wèn)孩子們這個(gè)問(wèn)題，他們都能侃侃而談了。他們會(huì)告訴你橋梁的組成，橋梁的種類，橋梁的制作，橋梁的文化……這是多么讓人驚喜的轉(zhuǎn)變和收獲！科學(xué)概念的形成，是學(xué)生的認(rèn)識(shí)從感性階段上升到理性階段，是他們?cè)诳茖W(xué)實(shí)踐中逐步形成和發(fā)展起來(lái)的，是經(jīng)過(guò)反復(fù)思考驗(yàn)證逐步形成的概念，是反映事物本質(zhì)的思維形式，是科學(xué)認(rèn)識(shí)的支點(diǎn)。

STEM教育的推廣，必須立足于科學(xué)課堂，這樣才能從根本上保證師生學(xué)習(xí)的時(shí)間，才能讓學(xué)生深刻地體驗(yàn)到“閱讀——思考——探索——總結(jié)——?jiǎng)?chuàng)新”的樂(lè)趣，才能真正地幫助學(xué)生形成正確的科學(xué)概念，同時(shí)更切實(shí)有效地實(shí)現(xiàn)學(xué)生的自主發(fā)展！

參考文獻(xiàn)：

[1]《科學(xué)教師教學(xué)用書》，郁波，2013.05，教育科學(xué)出版社.