基于STEM教育理念培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力

王俊方

怎樣的素養(yǎng)？作為教育工作者非常值得深思，我們要培養(yǎng)怎樣的新時代的接班人。習近平總書記指出，當今孩子應(yīng)生發(fā)智慧，適應(yīng)未來，要擁有知識、擁有生存的能力、擁有創(chuàng)新的能力和發(fā)展的能力，來適應(yīng)未來時代的發(fā)展。近幾年STEM教育理念越來越被重視，STEM教育一個典型的特點就是，充分培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計能力和問題解決能力。它強調(diào)開展實踐活動，鼓勵動手做，在做中學(xué)習。基于STEM小學(xué)科學(xué)課程的重要地位逐漸顯現(xiàn)，小學(xué)階段培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、問題解決能力、創(chuàng)新能力已然得到國家重視。2017《小學(xué)科學(xué)標準》中也對小學(xué)科學(xué)的教學(xué)活動提出了新的建議，要讓學(xué)生動手動腦做科學(xué)，開展探究式學(xué)習，在學(xué)習過程中突出學(xué)生的主體地位?；谶@樣的大背景，小學(xué)科學(xué)教師要重視把STEM教育理念融進小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，培養(yǎng)新時代的創(chuàng)新人才。

我們不難發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在的小學(xué)生動手能力差，他們只會死讀書，讀死書，讀背寫是他們的全部生活。于是，課堂上老師一味地灌輸，學(xué)生一味地接受，機械地循環(huán)操作。雖然這些年一直在強調(diào)要以學(xué)生為本，要關(guān)注學(xué)生的學(xué)習興趣，要努力提升學(xué)生的探究能力，最后的結(jié)果都是差強人意，令我們感到失望。在實踐中發(fā)現(xiàn)，當前小學(xué)科學(xué)教學(xué)存在不少的問題，亟待我們?nèi)ソ鉀Q。

問題一：缺少趣味性

科學(xué)其實是一門趣味性很濃的學(xué)科，但是在實際的教學(xué)中，教師們并沒有重視對學(xué)生的趣味引領(lǐng)，只是把它當成普通的知識性傳輸?shù)膶W(xué)科，所以在教學(xué)的時候只關(guān)注孩子們是否把這些知識記住了，背熟練了，至于他們有沒有對科學(xué)這門學(xué)科產(chǎn)生興趣，老師們并不是很關(guān)心。“光說不練假把式?！笨茖W(xué)研究能力的培養(yǎng)不是靠口號喊出來的，需要實際去做，要在行動上落實下去。從上面的情況不難發(fā)現(xiàn)，在很多科學(xué)教學(xué)過程中，對于實踐操作是沒有實實在在地去做的。久而久之，學(xué)生變得麻木了，他們的求知欲望、探索精神被掩藏在反復(fù)的讀讀背背記記之下了。

問題二：脫離生活化

現(xiàn)在的學(xué)習生活節(jié)奏快，強度大，孩子們幾乎沒有多余的時間精力在課余去探究，他們的科學(xué)精神已經(jīng)被埋沒了。一個又一個的興趣班，不管是不是他們自己感興趣都必須參加，生活中有多少科學(xué)現(xiàn)象他們已經(jīng)無暇關(guān)注。脫離生活的小學(xué)科學(xué)學(xué)習怎么能夠培養(yǎng)學(xué)生的探究精神呢？反觀我們的科學(xué)課堂，老師們根據(jù)教材教書，為了應(yīng)付考試，這種唯成績論的現(xiàn)象造成了科學(xué)與生活嚴重脫節(jié)。

問題三：缺少思想上的重視

作為老師，要在思想上重視對學(xué)生探究能力的培養(yǎng)，要盡可能地發(fā)動一切力量給孩子們創(chuàng)設(shè)各種條件，開掘各種資源，讓孩子們的探究能力得到提升。往往在實際中，老師雖然知道這個道理，但是卻沒有真正放在心上，只是淡淡地對待它。有些老師完全憑借自己的興趣喜好辦事，沒有用心地關(guān)注這一問題，并努力去克服困難，達成目標。

問題四：缺少技術(shù)上的支持

要想真正地走進生活，結(jié)合STEM教育理念，讓學(xué)生動手探究實踐是一件比較困難的事情。除了觀念必須轉(zhuǎn)變以外，更大的困難在技術(shù)上。師資力量薄弱，特別是農(nóng)村，教科學(xué)的老師很多都是兼職的，專職的也有很多都是以前改行過來的，在技術(shù)操作指導(dǎo)上有一定的難度。

傳統(tǒng)的教育思想根深蒂固，在教學(xué)中怎樣轉(zhuǎn)變觀念，改變傳統(tǒng)教育模式，讓學(xué)生的探究能力得到培養(yǎng)是異常重要的工作。在STEM教育理念下，如何突破以知識內(nèi)容為取向，真正實現(xiàn)跨學(xué)科、綜合性、探究性，成為我國當前中小學(xué)科學(xué)教育亟待擺脫的困惑。

一、從科學(xué)課走向拓展課

STEM教育強調(diào)“做中學(xué)”，鼓勵學(xué)習者自主地探究發(fā)現(xiàn)學(xué)習內(nèi)容，因而要讓學(xué)生從書本學(xué)習中走出來，走向生活。于是我們借助拓展課，教師為學(xué)生創(chuàng)設(shè)各種問題情境，開設(shè)項目式活動，讓學(xué)生運用已有知識經(jīng)驗提出合理規(guī)劃，然后通過各種探究活動發(fā)現(xiàn)依據(jù)，從而解決問題。

為了讓孩子們對科學(xué)學(xué)習產(chǎn)生濃厚的興趣，科學(xué)組特地借助學(xué)校的拓展課，開設(shè)了《生活中的科學(xué)》這門課程。讓孩子們從書本走向生活，從科學(xué)課走進拓展課，激發(fā)學(xué)習興趣，逐步培養(yǎng)他們的探究能力。

（一）基于課本拓展項目

拓展教學(xué)不能完全脫離書本，小學(xué)科學(xué)教材是最好的參照范例，拓展課的實施要基于課本，對課文的內(nèi)容進行選擇、梳理，挖掘出一些可操作的項目基點，進行有效的拓展延伸。比如，三上“材料在水中的沉浮”，教學(xué)過程中設(shè)定拓展的活動項目為“揚帆破浪”，在實驗操作中學(xué)會選擇合適的材料制作精美的小船;四上“探索尺子音高變化”，設(shè)定拓展活動項目為“樂器小制作”，目的在于把科學(xué)與音樂緊密結(jié)合起來，帶領(lǐng)學(xué)生探究聲音的奧秘;五上“設(shè)計制作小賽車”，設(shè)計“賽車ING”，通過賽車比賽讓學(xué)生開動腦筋，選擇各種材料讓車子動起來，美起來。只要老師能夠用心開發(fā)，像這樣基于課本的項目活動還可以有更多。

（二）基于生活開展活動

科學(xué)課程標準指出：科學(xué)課程要引導(dǎo)學(xué)生利用廣泛存在于學(xué)校、家庭、社會、大自然中的多種資源進行科學(xué)學(xué)習，將學(xué)生的科學(xué)學(xué)習置于廣闊的背景之中，幫助他們不斷擴展對周圍世界科學(xué)現(xiàn)象的體驗，并豐富他們的學(xué)習經(jīng)歷。

努力挖掘生活中的科學(xué)資源，選取貼近學(xué)生生活又容易引起學(xué)生探究興趣的內(nèi)容，讓學(xué)生在充滿探究欲望的前提下開展活動，從而激發(fā)學(xué)生主動去揭示現(xiàn)象的本質(zhì)。既獲得了知識，又增強了對科學(xué)學(xué)習的濃厚興趣，培養(yǎng)了自主探究能力。

我們可以以“看不見的空氣”為主題，開展多項目活動?！懊阅阈娙薄疤鴤氵\動員”“轉(zhuǎn)動的風車”，帶領(lǐng)學(xué)生探究空氣流通帶來的各種變化，讓學(xué)生在實踐操作過程中對空氣有個全新的認識。

二、從個人探究走向團體協(xié)作

我國現(xiàn)代兒童教育家陳鶴琴認為，小孩子是愿意和其他伙伴一起玩的，他們喜歡合群，喜歡與伙伴們一起探索自然。STEM教育理念指出，要培養(yǎng)孩子們的協(xié)作能力。孩子們在項目操作的過程中并不是單打獨斗的，他們應(yīng)該是處于一個團隊中，要依靠所有成員共同努力才能出成果。在科學(xué)探究活動中，教師要把重點落在團隊上，要求孩子們能夠分配好隊員的任務(wù)，合力把整個項目做好。

比如，組織教學(xué)“我是橋梁設(shè)計師”這一課，這個項目的任務(wù)是探索梁橋和索橋的不同特點，并設(shè)計一座50cm的（紙）橋梁。教師把目標定位在三個方面，一是知識概念，二是探究能力，三是人文素養(yǎng)。在研究能力方面，關(guān)注學(xué)生能夠與組員討論提出感興趣的問題，通過小組討論設(shè)計方案，并學(xué)會合理規(guī)劃，能記錄相關(guān)信息，在操作的過程中要不斷反思，組員討論對任務(wù)的過程進行展示與小結(jié)。在人文素養(yǎng)方面也提出了要具有團隊合作意識，懂得尊重他人，學(xué)會謙讓?？梢娊處焸円呀?jīng)知道要轉(zhuǎn)變觀念，引導(dǎo)學(xué)生從個人的探究活動變成團隊合作完成項目。下面是這個項目活動的探究過程。

（一）提出任務(wù)

教師出示任務(wù)：能讓遙控小汽車從一張桌子到達另一張桌子，桌子間的距離是50cm。

引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注橋梁的組成部分。

出示材料：A4紙吸管、透明膠帶、冰棒等。

播放意大利熱那亞路坍塌新聞，讓學(xué)生關(guān)注坍塌原因。

板書：自重

（二）執(zhí)行任務(wù)

小組討論設(shè)計橋梁。

出示小組任務(wù)評價標準。

小組討論：橋梁設(shè)計方面的問題。

明確任務(wù)，分工操作。

制作橋梁。

調(diào)試反思改進。

（三）考查任務(wù)

測試遙控小汽車過橋

（四）評價任務(wù)

自我反思：圍繞項目從開始的設(shè)計到測試結(jié)束后的整個過程中反映出來的問題。

評價（互評，師評）。

這次活動從課始到結(jié)束都充分體現(xiàn)了他們的團隊精神，孩子們在通力合作的過程中學(xué)會提出問題，學(xué)會思考，學(xué)會探究，這是可喜的成果。

三、從零碎化走向系統(tǒng)化

STEM 理念指出，要解決真實生活中的實際問題，強調(diào)開展貼近日常生活的實踐活動，鼓勵開展“動手做”，重視“做中學(xué)”。如今STEM教育在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中已經(jīng)逐漸展開，但是在前期的工作中，科學(xué)老師們設(shè)定的活動比較隨意，沒有實地考察學(xué)校、家庭的條件，沒有很好地調(diào)查學(xué)生的學(xué)習現(xiàn)狀，因此實效性有待提高。小學(xué)科學(xué)老師要改變零碎化的教學(xué)思路，加強自身素養(yǎng)的提升，系統(tǒng)化地推進活動項目。

（一）確定活動主題

根據(jù)年級段學(xué)生的不同發(fā)展水平選擇活動主題，活動內(nèi)容的梳理整編在上文已有闡述，結(jié)合課內(nèi)和課外的資源，老師把這些資源整理成課程。主題活動可以分成大活動和小活動，每個班級根據(jù)自己的需要合理安排。

我們組教四年級的老師對本班學(xué)生分析之后，在四年級上冊確立了一個大主題活動：走進聲音世界。把這個主題活動拆分成幾個小主題：探究聲音密碼、會唱歌的易拉罐、簡易麥克風、水中音樂會。在開學(xué)的時候就把任務(wù)布置下去，讓學(xué)生去了解，去探究，去記錄自己的發(fā)現(xiàn)，在組內(nèi)交流整理，老師對他們探究過程中提出的問題進行指導(dǎo)。所有的工作都在開始階段部署，做到心中有數(shù)、操作有序。

（二）規(guī)定活動時間

對教材進行梳理后，確立了一定的活動項目，教師們要抽出時間開展活動。根據(jù)科學(xué)老師的教學(xué)時間等情況，可以每兩周安排一節(jié)拓展課對孩子們進行項目活動的啟動、操作、交流等方面的教學(xué)工作。為了能夠保證課余時間的實效，規(guī)定每人每兩天探究科學(xué)主題項目活動不少于25分鐘，并且要求全組成員集中探討的活動必須每周一次。

（三）定期反饋展評

學(xué)生的積極性需要不斷地強化，因此要定期進行反饋、展示和評價，具體分兩個方面：一是學(xué)生的自我匯報，學(xué)生把自己記錄、作品定期展示匯報，老師從中了解信息;二是教師要跟蹤學(xué)生的活動進程，定期對學(xué)生的活動情況進行實時評價，關(guān)注他們在實際操作過程中呈現(xiàn)出來的各項能力，考量學(xué)生提出問題、解決問題的能力。

陶行知指出，要解放兒童的眼睛，解放兒童的頭腦，解放兒童的雙手，解放兒童的嘴巴，解放兒童的空間和時間，培養(yǎng)兒童獨立生活、獨立思考和創(chuàng)新能力。小學(xué)科學(xué)教育是一門奇妙的學(xué)科，它能夠有效地激發(fā)小學(xué)生與生俱來的對世界充滿好奇心的探索興趣，讓他們徜徉在科學(xué)世界，在實踐中體驗世界。STEM教育已經(jīng)如春風一樣吹進小學(xué)教師們的世界，作為STEM教育理念里的重要學(xué)科——科學(xué)是不能落后的，乘著春風去改革去探索。在實踐活動中，讓學(xué)生習得跨越學(xué)科界限的知識內(nèi)容，培養(yǎng)科學(xué)探究能力、問題解決能力和小組協(xié)作能力等，讓我們小學(xué)科學(xué)煥發(fā)出生機。

【作者單位：臺州市黃巖區(qū)北洋鎮(zhèn)中心小學(xué)? 浙江】