STEM教育理念下的科學(xué)活動(dòng)教學(xué)策略探究

陳銘

STEM教育是美國(guó)在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力下降背景下推出的一項(xiàng)教育行動(dòng);STEM教育是把科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)四大學(xué)科融合起來，旨在培養(yǎng)學(xué)生的STEM素養(yǎng);知識(shí)融合是其主要特征，創(chuàng)新素質(zhì)是其核心素養(yǎng)。在近20年的STEM教育推行過程中，許多國(guó)家都參與到該項(xiàng)目的探索和實(shí)踐中，海納百川的中國(guó)毫不例外地將這一先進(jìn)教育理念引進(jìn)國(guó)門，許多中國(guó)教師積極嘗試將其滲透到學(xué)科教育教學(xué)之中。在諸多學(xué)科之中，科學(xué)學(xué)科是實(shí)施STEM教育最為合適的載體，尤其是科學(xué)活動(dòng)課程更有利于STEM教育活動(dòng)的開展。現(xiàn)結(jié)合小學(xué)科學(xué)教學(xué)實(shí)際，談?wù)凷TEM教育理念指引下的小學(xué)科學(xué)活動(dòng)教學(xué)策略。

一、基于核心概念整合科學(xué)課程資源

古語有云：“兵馬未到糧草先行”。課程資源是課程實(shí)施的載體，是教師開展課堂教學(xué)活動(dòng)的糧草，若離開課程資源的支持，再優(yōu)秀的教師也將無法開展好課堂教學(xué)。因此，建構(gòu)科學(xué)活動(dòng)課程資源是科學(xué)教師的先期任務(wù)。

STEM教育理念指引下的小學(xué)科學(xué)活動(dòng)課程既要突出科學(xué)學(xué)科的性質(zhì)，又要彰顯STEM教育的特色，在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的同時(shí)，兼顧STEM素養(yǎng)的發(fā)展?？茖W(xué)是啟蒙學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的課程，為有效培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，我們?cè)诮?gòu)科學(xué)活動(dòng)課程資源時(shí)要以科學(xué)核心概念為基點(diǎn)，圍繞核心概念去整合編排課程資源，從中生發(fā)出相應(yīng)的STEM教育活動(dòng)主題，以確保科學(xué)教學(xué)不偏離科學(xué)核心素養(yǎng)培養(yǎng)的目標(biāo)?；赟TEM教育理念的小學(xué)科學(xué)活動(dòng)課程以科學(xué)核心概念為統(tǒng)領(lǐng)，以學(xué)生自主探究為核心，相機(jī)融入工程、技術(shù)、數(shù)學(xué)等元素，將科學(xué)核心素養(yǎng)培養(yǎng)滲透在科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)個(gè)環(huán)節(jié)，以達(dá)到知識(shí)的獲取、技術(shù)方法的運(yùn)用、工程實(shí)踐的有機(jī)統(tǒng)一。例如，在教學(xué)了《形狀與結(jié)構(gòu)》單元后，我結(jié)合家鄉(xiāng)多水多橋的特點(diǎn)，挖掘生活中的資源，將本單元的各知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行有機(jī)整合，開發(fā)了“多姿多彩的橋”科學(xué)活動(dòng)，豐富了科學(xué)活動(dòng)教學(xué)資源。我引導(dǎo)學(xué)生欣賞家鄉(xiāng)千姿百態(tài)的橋，感受橋的造型美，讓學(xué)生設(shè)計(jì)繪畫小橋，借助卡紙、塑料、木板等材料制作小橋，組織學(xué)生對(duì)小橋進(jìn)行承受力試驗(yàn)。該活動(dòng)設(shè)計(jì)基于“力”這一核心概念，把不同形狀的抗彎曲力、承壓力、穩(wěn)定性等科學(xué)概念糅合到一起，指向形狀結(jié)構(gòu)里的科學(xué)道理探究，整個(gè)活動(dòng)使學(xué)生手腦聯(lián)動(dòng)，利用多學(xué)科知識(shí)去解決具體的現(xiàn)實(shí)問題。

二、基于學(xué)生視域設(shè)計(jì)科學(xué)活動(dòng)方式

隨著新課程改革的深入推進(jìn)，教育理念也在更新迭代，教師們紛紛從傳統(tǒng)的“師本教學(xué)”轉(zhuǎn)向“生本教學(xué)”。本著“一切為了學(xué)生”的原則，教師處處為學(xué)生著想，無論是教學(xué)設(shè)計(jì)還是課堂教學(xué)活動(dòng)的開展，都基于學(xué)生的立場(chǎng)，以有效的學(xué)為前提，教學(xué)中考慮學(xué)生的實(shí)際需要，引導(dǎo)學(xué)生開展自主性探究。

實(shí)踐性是科學(xué)活動(dòng)課程的顯著特點(diǎn)，也是STEM教育的重要標(biāo)志。設(shè)計(jì)富有濃厚實(shí)踐色彩的探究活動(dòng)，是STEM教育理念輝映下的科學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)的基本要求，是讓科學(xué)活動(dòng)成為科學(xué)素養(yǎng)與STEM素養(yǎng)孕育的土壤。STEM教育理念引領(lǐng)下的科學(xué)活動(dòng)方式，有別于一般的科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，不僅實(shí)踐操作性強(qiáng)，而且具有綜合化性質(zhì)，將多學(xué)科知識(shí)融合到一個(gè)探究主題之中，賦予科學(xué)活動(dòng)以STEM的元素，凸顯了科學(xué)活動(dòng)的實(shí)踐性與綜合性。

不同年齡階段的學(xué)生在知識(shí)水平、思維能力、動(dòng)手能力等方面存在不同的差異。因此，我們?cè)谠O(shè)計(jì)科學(xué)探究活動(dòng)時(shí)，不能千篇一律，要兼顧到他們的學(xué)習(xí)特點(diǎn)和認(rèn)知特征，要基于學(xué)生視域去設(shè)計(jì)科學(xué)活動(dòng)方式?；顒?dòng)的難度、方式等要適應(yīng)不同學(xué)段學(xué)生的特點(diǎn)，我們要認(rèn)真研讀和把握不同學(xué)段的科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)，尤其是對(duì)工程、技術(shù)和數(shù)學(xué)的要求，不能任意拔高要求，要基于學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)，根據(jù)學(xué)生的年齡特征、思維水平、知識(shí)經(jīng)驗(yàn)等方面去設(shè)計(jì)活動(dòng)方式。例如，高段的學(xué)生已經(jīng)具備一定的科學(xué)知識(shí)基礎(chǔ)和動(dòng)手操作能力，我們可以設(shè)計(jì)一些難度適中、偏向理性的科學(xué)活動(dòng)方式，在激趣的同時(shí)更關(guān)注啟思探秘。低段學(xué)生注意力、自控力、操作力等都比較薄弱，我們?cè)O(shè)計(jì)的科學(xué)活動(dòng)方式要活潑新穎、簡(jiǎn)單易做，以游戲類的科學(xué)活動(dòng)為主。如在教學(xué)《我們都是科學(xué)家》時(shí)，我先組織學(xué)生玩紙鸚鵡和不倒翁，在玩耍中激發(fā)學(xué)習(xí)興趣后，引導(dǎo)他們猜想物體不倒的原因，探究其中的奧秘，接著，我讓學(xué)生動(dòng)手制作紙鸚鵡和不倒翁，在親手制作中驗(yàn)證科學(xué)原理。紙鸚鵡和不倒翁的原理和制作都比較簡(jiǎn)單，游戲類的活動(dòng)方式適合低段學(xué)生開展。總之，我們要根據(jù)不同學(xué)段學(xué)生的特征去分層設(shè)置科學(xué)活動(dòng)方式，使所設(shè)計(jì)的科學(xué)活動(dòng)既具有較強(qiáng)的操作性，又符合相應(yīng)學(xué)段的學(xué)生學(xué)習(xí)定位。

三、基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)推進(jìn)創(chuàng)意科學(xué)探究

阿西莫夫說過：“創(chuàng)新是科學(xué)房屋的生命力?！眲?chuàng)新是學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)中的重要構(gòu)成要素， STEM教育理念觀照下的小學(xué)科學(xué)活動(dòng)教學(xué)不僅要突出實(shí)踐性，更要彰顯創(chuàng)新性，實(shí)踐活動(dòng)與創(chuàng)新活動(dòng)是科學(xué)活動(dòng)課程的兩駕馬車。

項(xiàng)目學(xué)習(xí)是一種新型的探究式學(xué)習(xí)，是指學(xué)生接觸各個(gè)學(xué)科領(lǐng)域，利用不同學(xué)科之間的聯(lián)系和相互支持，以實(shí)現(xiàn)特定目標(biāo)的多項(xiàng)相關(guān)任務(wù)的學(xué)習(xí)掌握。我在科學(xué)活動(dòng)教學(xué)中，基于項(xiàng)目式學(xué)習(xí)推進(jìn)創(chuàng)意科學(xué)探究，基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)是由某個(gè)科學(xué)問題引發(fā)學(xué)生的探究活動(dòng)，學(xué)生針對(duì)作品制作展開科學(xué)猜想、創(chuàng)意設(shè)計(jì)、實(shí)踐制作、展示交流，整個(gè)活動(dòng)過程中學(xué)生綜合運(yùn)用多種學(xué)科知識(shí)來理解、分析、操作，開展創(chuàng)造性活動(dòng)。例如，在《探索宇宙》單元教學(xué)結(jié)束之后，我設(shè)計(jì)了“星際移民計(jì)劃”項(xiàng)目化研究，讓學(xué)生充當(dāng)星際移民項(xiàng)目總工程師，探尋適合人類居住的星球環(huán)境，設(shè)計(jì)制作太空屋，整個(gè)教學(xué)過程以學(xué)生為中心，以小組合作為方式，學(xué)生在自主活動(dòng)中運(yùn)用數(shù)學(xué)、工程等方面的知識(shí)，創(chuàng)造性地解決問題，他們創(chuàng)新思路，創(chuàng)意設(shè)計(jì)，精心繪制圖稿，融入現(xiàn)代科技元素，制作出新穎獨(dú)特的星球模型。項(xiàng)目學(xué)習(xí)活動(dòng)為學(xué)生提供了實(shí)踐的機(jī)會(huì)，搭建了創(chuàng)新活動(dòng)的舞臺(tái)，較好地培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)與創(chuàng)新能力。

不是任何科學(xué)活動(dòng)都可以作為STEM教育的素材，讓我們?cè)诳茖W(xué)活動(dòng)教學(xué)中精心構(gòu)思，精選活動(dòng)內(nèi)容，精設(shè)活動(dòng)方式，讓科學(xué)活動(dòng)教學(xué)綻放STEM教育的光芒。

【作者單位：張家港市南豐小學(xué)? 江蘇】