STEM教育助推小學(xué)科學(xué)課堂高效學(xué)習(xí)

朱穎泉

近年來(lái)，STEM教育實(shí)踐在中國(guó)如火如荼地開展。從客觀方面，緣于國(guó)家層面的積極推動(dòng)，如中國(guó)教育科學(xué)研究院發(fā)布《中國(guó)STEM教育白皮書》，2017 年教育部公布的《小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》也倡導(dǎo)跨學(xué)科學(xué)習(xí)等。從另一方面講，STEM教育本身基于其項(xiàng)目學(xué)習(xí)、技術(shù)工程實(shí)踐探究以及跨學(xué)科整合等特點(diǎn)，能更好地促進(jìn)學(xué)生的思維發(fā)展，提高課堂學(xué)習(xí)效率。接下來(lái)，我結(jié)合自己的實(shí)踐，主要談?wù)凷TEM教育在小學(xué)科學(xué)課程中如何提高課堂的學(xué)習(xí)效率。

一、基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情

科學(xué)課堂，應(yīng)該是富有探究性、趣味性、學(xué)生積極投入的課堂。但是在教學(xué)中，我們有時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對(duì)于科學(xué)課堂缺乏熱情，在課上提不起精神。學(xué)生的學(xué)習(xí)的熱情也許在之前一節(jié)節(jié)沉悶的科學(xué)課中消磨殆盡。而STEM教育，能極大地改善這樣的情況。STEM教育比較突出的一個(gè)特征是基于項(xiàng)目、問(wèn)題的學(xué)習(xí)。項(xiàng)目、問(wèn)題的學(xué)習(xí)最早在應(yīng)用于大學(xué)的醫(yī)療課程教授，在某種程度上，能極大地促進(jìn)學(xué)生將已有知識(shí)相結(jié)合，以創(chuàng)造性的思維去解決問(wèn)題。教師以“明確的結(jié)果”為目標(biāo)導(dǎo)向，以“模糊的任務(wù)”為過(guò)程驅(qū)動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生自主去嘗試解決問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

在項(xiàng)目的設(shè)立方面，我們應(yīng)從生活方面、學(xué)生的知識(shí)層面、解決的難度方面等進(jìn)行考慮。在自編課程《橋梁工程師》中，我這樣引導(dǎo)學(xué)生確立明晰要學(xué)習(xí)的項(xiàng)目?jī)?nèi)容，“在生活中，我們經(jīng)常會(huì)見到各種各樣的橋梁，如果讓你來(lái)做一個(gè)橋梁工程師，你會(huì)設(shè)計(jì)怎樣的橋梁呢，請(qǐng)同學(xué)們先查閱關(guān)于橋的相關(guān)知識(shí)，然后小組合作，現(xiàn)在設(shè)計(jì)單上設(shè)計(jì)出你們想制作的橋梁”。當(dāng)聽到設(shè)計(jì)制作橋梁時(shí)，每一位學(xué)生都給予了足夠的關(guān)注度，做一回“橋梁工程師”讓學(xué)生感受到新穎，設(shè)計(jì)制作橋梁，讓學(xué)生覺得學(xué)習(xí)內(nèi)容很有挑戰(zhàn)性。

以生活中常見的橋梁作為學(xué)習(xí)的項(xiàng)目，貼近學(xué)生的生活，易于學(xué)生開展學(xué)習(xí);通過(guò)先前對(duì)橋梁知識(shí)的查閱了解，讓學(xué)生在生活經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上加深對(duì)橋梁的認(rèn)知，避免了學(xué)生閉門造車、天馬行空的胡亂設(shè)計(jì);設(shè)計(jì)制作心目中的橋梁，這個(gè)項(xiàng)目的學(xué)習(xí)難度對(duì)于小學(xué)高年級(jí)段的學(xué)生來(lái)說(shuō)，也是比較適中。最主要的是，以項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，學(xué)生在科學(xué)課堂的學(xué)習(xí)熱情能很好地激發(fā)，對(duì)于學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)效率，有很大的促進(jìn)作用。

二、融合工程實(shí)踐，提高學(xué)生探究能力

在現(xiàn)實(shí)生活中，項(xiàng)目的學(xué)習(xí)、問(wèn)題的解決都是比較困難的，需要學(xué)生用知識(shí)和動(dòng)手實(shí)踐相結(jié)合去解決。如何引導(dǎo)學(xué)生有效地將知識(shí)和動(dòng)手能力整合？將工程實(shí)踐融合進(jìn)小學(xué)的科學(xué)教學(xué)，我覺得是不錯(cuò)的方法。工程實(shí)踐的主要特征是運(yùn)用多種技術(shù)和數(shù)學(xué)方法，形成系統(tǒng)化的解決方案。將工程實(shí)踐的理念應(yīng)用到小學(xué)科學(xué)的教學(xué)，能幫助學(xué)生建立系統(tǒng)化解決問(wèn)題的思路，能極大地提高學(xué)生解決問(wèn)題和探究的能力。我將課堂中的工程實(shí)踐分為幾個(gè)步驟：確立項(xiàng)目——設(shè)計(jì)方案——制作嘗試——交流改進(jìn)——總結(jié)分享等。在這幾個(gè)環(huán)節(jié)中，都需要學(xué)生投入時(shí)間去探究研究，在小組協(xié)作努力下，學(xué)生主動(dòng)探究，積極行動(dòng)，在環(huán)節(jié)突破中不斷提高自己的探究能力。

在STEM課程《橋梁工程師》中，學(xué)生查閱資料后，小組進(jìn)行合作，一起設(shè)計(jì)橋梁。通過(guò)一節(jié)課的時(shí)間，每個(gè)小組都設(shè)計(jì)好了自己小組的橋梁，有斜拉式的橋，有梁氏橋，還有拱橋等。每個(gè)學(xué)生都將自己的想法分享給組員，提出了自己的合理建議。每個(gè)小組根據(jù)自己組的橋梁設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行制作，組內(nèi)分工明確：有的同學(xué)進(jìn)行打結(jié)，有的同學(xué)進(jìn)行協(xié)助，有的同學(xué)進(jìn)行材料準(zhǔn)備，大家都是全身心地投入其中，在小組的共同努力下，同學(xué)們完成橋梁的制作。完成橋梁的制作后，我引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行全班交流，“大家覺得可以從哪些方面對(duì)我們制作的橋梁進(jìn)行評(píng)價(jià)呢”。學(xué)生提出可以從：制作難度、實(shí)用性、材料成本以及美觀性等方面。我將準(zhǔn)備好的評(píng)價(jià)表下發(fā)給各組，讓學(xué)生對(duì)其他小組的橋梁進(jìn)行評(píng)價(jià)。

在小組設(shè)計(jì)過(guò)程中，學(xué)生的設(shè)計(jì)能力得到發(fā)展;在制作環(huán)節(jié)，小組的合作能力、學(xué)生的動(dòng)手能力得到鍛煉;在交流評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)，學(xué)生的表達(dá)交流、評(píng)價(jià)能力得到促進(jìn)。在一系列的活動(dòng)中，學(xué)生像科學(xué)家一般去思考和行動(dòng)，主動(dòng)性明顯提高，大大地促進(jìn)了探究能力的發(fā)展。

三、跨學(xué)科整合學(xué)習(xí)，促進(jìn)學(xué)生知識(shí)掌握

作為教育者，我們都有這樣的感受，“不管是何種教育，很大程度上是為幫助學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握，提高他們運(yùn)用知識(shí)去解決問(wèn)題的能力”。但是我們?cè)诤芏喾矫姘l(fā)現(xiàn)，學(xué)生知識(shí)的掌握與在社會(huì)中的應(yīng)用發(fā)生了一個(gè)很大的脫節(jié)。如何將課堂學(xué)習(xí)到的知識(shí)運(yùn)用于生活問(wèn)題的解決，幫助學(xué)生更好地掌握所學(xué)知識(shí)呢？STEM教育給我們很好的啟示。

STEM教育的另一個(gè)明顯特征就是跨學(xué)科整合學(xué)習(xí)?？鐚W(xué)科不是簡(jiǎn)單地將“科學(xué)”“技術(shù)”“工程”“數(shù)學(xué)”等知識(shí)放在一起教授給學(xué)生。項(xiàng)目解決包含的不同方面知識(shí)需求，這時(shí)就需要教師將多個(gè)學(xué)科的知識(shí)進(jìn)行整合，進(jìn)而催生出了跨學(xué)科整合學(xué)習(xí)。在科學(xué)課堂中，跨學(xué)科整合不僅僅是科學(xué)方面的知識(shí)，還可能包括數(shù)學(xué)知識(shí)、人文環(huán)境、藝術(shù)等方面的知識(shí)。就是在解決問(wèn)題、工程實(shí)踐的過(guò)程中，學(xué)生主動(dòng)運(yùn)用多個(gè)方面的知識(shí)來(lái)幫助自己達(dá)成目標(biāo)。

在《橋梁工程師》課程中，科學(xué)、數(shù)學(xué)、藝術(shù)等方面的知識(shí)得到有效整合運(yùn)用。如在設(shè)計(jì)橋梁時(shí)，需要呈現(xiàn)出來(lái)的是完整的設(shè)計(jì)稿，學(xué)生需要考慮橋梁的科學(xué)性和美觀性，這時(shí)科學(xué)和藝術(shù)的相關(guān)知識(shí)就能得到運(yùn)用;在制作橋梁時(shí)，需要計(jì)算所用的材料數(shù)量、長(zhǎng)度等，這時(shí)學(xué)生就會(huì)運(yùn)用到數(shù)學(xué)相關(guān)知識(shí)。通過(guò)項(xiàng)目的學(xué)習(xí)、工程的實(shí)踐，學(xué)生自主運(yùn)用知識(shí)去解決問(wèn)題，就是在用的過(guò)程中，學(xué)生在意識(shí)層面就加深對(duì)知識(shí)的理解和掌握。

小結(jié)

在《橋梁工程師》課程中，我利用三節(jié)課的時(shí)間，和學(xué)生完整地體驗(yàn)了一回“橋梁工程師”。在時(shí)間安排上面：第一節(jié)課，主要是“項(xiàng)目確立”和“設(shè)計(jì)橋梁”;第二節(jié)主要是引導(dǎo)學(xué)生利用材料“制作橋梁”，完成作品;第三節(jié)課是“交流改進(jìn)”和“總結(jié)分享”環(huán)節(jié)。在這三節(jié)課中，始終以“橋梁”為項(xiàng)目導(dǎo)向，通過(guò)工程實(shí)踐進(jìn)行探究，以有效的知識(shí)整合來(lái)幫促進(jìn)學(xué)生知識(shí)掌握。在整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生學(xué)習(xí)熱情高，主動(dòng)探究意識(shí)強(qiáng)，合作精神佳，知識(shí)掌握好，學(xué)習(xí)效率大大提高。所以將STEM教育融入小學(xué)科學(xué)教學(xué)是非常值得實(shí)踐的。

【作者單位：蘇州工業(yè)園區(qū)婁葑實(shí)驗(yàn)小學(xué)? 江蘇】