小學(xué)STEM課程中的探究式學(xué)習(xí)

摘要：STEM課程是小學(xué)科學(xué)課程變革探索的新方向。探究式學(xué)習(xí)是一種經(jīng)歷科學(xué)探究的過程，以獲取科學(xué)知識、領(lǐng)悟科學(xué)思想、學(xué)習(xí)科學(xué)方法的學(xué)習(xí)方式。在STEM課程中引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究式學(xué)習(xí)的實(shí)施過程包括：發(fā)現(xiàn)和提出問題階段，明確“動(dòng)手做”任務(wù);獲取證據(jù)和形成解釋階段，突出整合學(xué)習(xí);交流反思與改進(jìn)完善階段，體現(xiàn)“迭代”思維。

關(guān)鍵詞：STEM探究式學(xué)習(xí)動(dòng)手做整合學(xué)習(xí)迭代思維

本文系泰州市教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃立項(xiàng)課題“基于STEM教育的小學(xué)科學(xué)校本課程建構(gòu)研究”（課題編號：tjkyblx2017/030）和泰州市中小學(xué)教學(xué)研究第十一期課題“小學(xué)STEM項(xiàng)目開發(fā)與實(shí)踐研究”（課題編號：TJYZD2017019）的階段性研究成果。

STEM課程作為一種倡導(dǎo)跨學(xué)科學(xué)習(xí)的課程組織形式，是小學(xué)科學(xué)課程變革探索的新方向。探究式學(xué)習(xí)是STEM課程常見的教學(xué)推動(dòng)手段。它是指從問題出發(fā)，基于證據(jù)得出結(jié)論并做出解釋，經(jīng)歷科學(xué)探究的過程，以獲取科學(xué)知識、領(lǐng)悟科學(xué)思想、學(xué)習(xí)科學(xué)方法的學(xué)習(xí)方式。它通常包含：提出問題、做出假設(shè)、制訂計(jì)劃、收集證據(jù)、處理信息、得出結(jié)論、表達(dá)交流、反思評價(jià)，在教學(xué)過程中可以根據(jù)需要和實(shí)際情況靈活整合處理。以下結(jié)合《做彈球》一課的教學(xué)實(shí)踐，說明問題、證據(jù)、解釋、交流四要素在小學(xué)STEM課程中的應(yīng)用。

一、發(fā)現(xiàn)和提出問題階段，明確“動(dòng)手做”任務(wù)

“動(dòng)手做”不是單純的操作性活動(dòng)，而是要與“動(dòng)腦”相結(jié)合，不僅要在“做中學(xué)”，更要在“學(xué)中思”。STEM課程中探究式學(xué)習(xí)任務(wù)的提出必須基于學(xué)生已有的認(rèn)知基礎(chǔ)，與學(xué)生的生活相聯(lián)系，創(chuàng)設(shè)真實(shí)的問題情境，以充分激發(fā)學(xué)生探究的熱情。彈球是一種十分常見且深受學(xué)生喜愛的玩具，用身邊熟悉的材料制作彈球玩具，對于學(xué)生來說，是一個(gè)極具吸引力的探究任務(wù)。

和科學(xué)探究的問題多為“是什么”“怎么樣”“為什么”不同， STEM課程中探究式學(xué)習(xí)的問題多為“做什么”“怎么做更好”，大多是可以通過設(shè)計(jì)來解決的問題，引導(dǎo)學(xué)生指向問題的解決去完成一個(gè)作品或設(shè)計(jì)一個(gè)方案。在制作彈球的過程中，學(xué)生會不斷地發(fā)現(xiàn)問題和提出問題。比如，膠水和硼砂溶液混合能做成彈球嗎？兩種原料怎樣配比？等等。然后通過討論、整合，明確“動(dòng)手做”的任務(wù)——制作一個(gè)彈得高的結(jié)實(shí)圓形彈球。

二、獲取證據(jù)和形成解釋階段，突出整合學(xué)習(xí)

多學(xué)科整合學(xué)習(xí)，是STEM課程的核心理念。從探究式學(xué)習(xí)的流程看，制訂計(jì)劃（方案）、收集證據(jù)、處理信息、得出結(jié)論是獲取證據(jù)和形成解釋階段的主要環(huán)節(jié)，整合學(xué)習(xí)的要求也體現(xiàn)在這些環(huán)節(jié)中。

在獲取證據(jù)階段，教師引導(dǎo)學(xué)生在掌握制作彈球的技術(shù)要領(lǐng)和基本流程的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出“驗(yàn)證彈球配方可行性”的實(shí)驗(yàn)方案。在展示交流實(shí)驗(yàn)方案后，教師引導(dǎo)學(xué)生收集證據(jù)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟嘗試制作彈球，驗(yàn)證硼砂溶液和透明膠水混合能不能做成彈球，并對自己制作的彈球的彈性進(jìn)行測量。

在形成解釋階段，學(xué)生展示自己制作的彈球，觀察各組硼砂溶液的加入量以及彈球反彈高度的平均值，最后得出結(jié)論：硼砂溶液和透明膠水混合能夠做成彈球，硼砂溶液和膠水的配比不同，得到的彈球的彈性不同——膠水一定，在一定范圍內(nèi)，硼砂溶液越多，彈球的彈性越強(qiáng)。配方相同，彈球的制作工藝不同，其反彈高度也存在差異。

在上述過程中，學(xué)生綜合運(yùn)用各學(xué)科知識、技能進(jìn)行整合學(xué)習(xí)?？茖W(xué)方面，驗(yàn)證知道硼砂溶液和含聚乙烯醇的膠水混合可以得到一種具有黏性的彈性物質(zhì);知道原料配比不同、制作工藝不同，混合后所得物品的特性（黏性、可塑性、彈性等）不同。數(shù)學(xué)方面，通過確定和控制變量，進(jìn)行原料用量和比例的換算，統(tǒng)計(jì)每次彈球反彈高度的數(shù)據(jù)，并分析和解釋，發(fā)現(xiàn)原料配比不同、工藝不同的彈球反彈高度的數(shù)據(jù)變化規(guī)律。技術(shù)方面，知道制作彈球的基本工序和塑形工藝，能夠制作彈球并測量其反彈高度，并不斷地改進(jìn)技術(shù)。工程學(xué)方面，應(yīng)用工程設(shè)計(jì)思維，通過選擇不同的原料配比、制作工藝等實(shí)驗(yàn)方案，解決如何使彈球彈得更高的問題。

三、交流反思和改進(jìn)完善階段，體現(xiàn)“迭代”思維

工程設(shè)計(jì)取向是STEM課程的主要特征。工程師們解決問題的思路大致是：提出問題、界定問題、制訂合理的解決方案、落實(shí)方案、在落實(shí)方案的過程中發(fā)現(xiàn)新問題、再次界定問題、制訂新方案，直到完全解決問題。這是一個(gè)多次循環(huán)的過程，稱為“工程迭代”。STEM課程中的探究式學(xué)習(xí)，并不刻意追求研究的結(jié)果，而更加重視反思和改進(jìn)——通過學(xué)生生成的完整作品或方案來考量他們對所涉及的各個(gè)學(xué)科主要概念的掌握，并通過反思和評價(jià)，進(jìn)一步完善作品或方案，滲透工程技術(shù)“迭代”思維。

在上述獲取證據(jù)、形成解釋的探究基礎(chǔ)上，教師引導(dǎo)學(xué)生思考：怎樣改進(jìn)才能將讓彈球的彈性更強(qiáng)、外形更加美觀？學(xué)生通過交流反思，共同研究改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案，調(diào)整原料配方，優(yōu)化制作工藝，嘗試做出彈性更高、外形更加美觀的彈球，并通過測量檢驗(yàn)彈球反彈的高度，不斷探究硼砂溶液和膠水的最佳配比，充分經(jīng)歷“迭代”過程，培養(yǎng)思維的嚴(yán)謹(jǐn)性和持之以恒的態(tài)度，發(fā)展綜合素養(yǎng)和解決問題的能力。

（王東，江蘇省泰州市姜堰區(qū)教師發(fā)展中心綜合教研部主任。）2019年第1期教育研究與評論人物人物教育研究與評論2019年第1期【策劃人語】 “小小石榴花，深深一片情”，這是顧美云老師在贈(zèng)給我的著作《石榴花開》上所寫的贈(zèng)言。樸素真摯的話語，飽含著她對教育、對學(xué)生的深情，也傳遞著她對教育生命常青的追求。

顧美云老師是江蘇省首批特級教師，是其中最年輕的一位。那一輩教師為江蘇的小學(xué)語文教學(xué)研究做出了卓越貢獻(xiàn)，澤被至今。我敬重他們，敬重顧老師，想起她，就想起由文字復(fù)現(xiàn)的她的生動(dòng)課堂，就想起她溫和暖煦的笑容。教育人，需要這樣的“想念”和“記憶”。

——周益民

顧美云1943年出生，江蘇省首批特級教師，中學(xué)高級教師。1961年從江蘇省無錫師范學(xué)校畢業(yè)，分配至無錫市崇寧路中心小學(xué)從事語文教學(xué)工作38年。退休后受邀在無錫市僑誼實(shí)驗(yàn)小學(xué)專家組工作至今。

從教五十多年，熱愛學(xué)生，熱愛語文課堂，潛心研究小學(xué)語文教學(xué)。曾參加全國漢語拼音基本式研究和低年級聽說訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)，從20世紀(jì)80年代起，著重進(jìn)行“發(fā)揮電教功能，優(yōu)化教學(xué)過程”的研究;主持無錫市12所學(xué)校協(xié)作研究國家級課題“科學(xué)教育”子課題“科學(xué)認(rèn)讀，發(fā)展語言與思維”等的研究。

把培養(yǎng)青年教師視作己任。4年間，承擔(dān)了兩期有40多位學(xué)員的“（原）崇安區(qū)顧美云教法學(xué)習(xí)班”的培訓(xùn)工作。在崇寧路小學(xué)“名師伴我成長”小組工作6年，指導(dǎo)10多位年輕教師。在原崇安區(qū)、原南長區(qū)教育局舉辦的“特級教師工作室”，指導(dǎo)18位研修教師。兩次接受江南大學(xué)的委托，在“無錫市學(xué)科帶頭人高層次研修班”指導(dǎo)多名學(xué)員。

曾當(dāng)選為全國青聯(lián)委員，兼任江蘇省電教研究會副理事長、江蘇省小語會副理事長、無錫市小語會理事長、無錫市教育學(xué)會副會長。無錫市第九、第十、第十一屆人大常委會委員。曾獲全國三八紅旗手、全國優(yōu)秀教師，江蘇省有突出貢獻(xiàn)的中青年專家等稱號，獲評江蘇省小學(xué)、幼兒園“紅杉樹”園丁獎(jiǎng)金獎(jiǎng)?！ご碜鳌?/p>