從個案看STEM課程的校本效應(yīng)

楊小莉

（南京師范大學(xué)附屬中學(xué)江寧分校小學(xué)部，江蘇南京 210038）

引 言

《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》首次提出中國版STEM，并對其做出了明確的定義：科學(xué)（science）、技術(shù)(technology)、工程（engineering）與數(shù)學(xué)（mathemetics），即STEM 是一種以項目學(xué)習(xí)、問題解決為導(dǎo)向的課程組合方式，它將科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)有機地融為一體，有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[1]。之后，越來越多的學(xué)校在學(xué)習(xí)與了解STEM 后，加入了藝術(shù)A（art），這樣就形成了STEAM 課程。

一、因奇而動，彰顯主動性

小學(xué)生對周圍世界具有強烈的好奇心和求知欲，這種好奇心和求知欲是推動學(xué)生進行STEM 學(xué)習(xí)的內(nèi)在動力，對其終身發(fā)展發(fā)揮著很重要的作用。例如，小學(xué)科學(xué)四年級上冊第一單元第一課《空氣的性質(zhì)》中有一個環(huán)節(jié)是讓學(xué)生探究壓縮空氣的力量，原本的教材設(shè)計是讓學(xué)生通過制作兩個噴氣氣球來模擬噴氣式飛機的飛行，來探究充氣量的多少與它跑的距離有什么關(guān)系。為了更好地研究壓縮空氣所產(chǎn)生的力量與哪些因素有關(guān)，筆者開設(shè)了一節(jié)STEM 課《空氣動力小車》，這一課旨在讓學(xué)生在小車動起來的過程中認(rèn)識到可以利用壓縮空氣產(chǎn)生彈力來作為小車運動的動力。這個過程中有三個挑戰(zhàn)需要學(xué)生完成，挑戰(zhàn)一：利用所給的材料安裝小車，讓小車在不用手推的情況下動起來；挑戰(zhàn)二：安裝好的小車能夠跑2 米遠；挑戰(zhàn)三：觀察小車，利用畫圖或文字說明的方法對小車進行改造設(shè)計，一步步激發(fā)學(xué)生的好奇心。最終，學(xué)生自己完成了對空氣動力小車的改造與展示，這樣就很好地激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)STEM 課程的興趣，進而使學(xué)生主動探究并根據(jù)自身的學(xué)習(xí)特點進行自我創(chuàng)造。學(xué)生的好奇心是他們天性使然，從很多的事例中可以發(fā)現(xiàn)，正是好奇心才有了創(chuàng)造力的產(chǎn)生。學(xué)生對自己所要認(rèn)識的事物產(chǎn)生了好奇，才能更加主動地去進行深入研究，才能有創(chuàng)造力的誕生[2]。

二、因合而教，培養(yǎng)認(rèn)知性

小學(xué)科學(xué)是一門融合了多方面知識的學(xué)科，需要各個學(xué)科之間相互支撐、相互補充，才能達到共同發(fā)展的目的。而STEM 教育正是滿足了小學(xué)科學(xué)這一要求，它讓學(xué)生在思想相互的碰撞中，實現(xiàn)了深層次的學(xué)習(xí)、理解性的學(xué)習(xí)，真正培養(yǎng)了學(xué)生各個方面的技能和認(rèn)識[3]。所以，在讓學(xué)生完成了空氣動力小車的制作后，學(xué)生利用數(shù)學(xué)與科學(xué)的知識，發(fā)現(xiàn)了空氣的彈力大小是和被壓縮的空氣多少有關(guān)的。在此基礎(chǔ)上，學(xué)生會想到利用工程與技術(shù)的結(jié)合，從結(jié)構(gòu)、動力、外觀等方面對小車進行改造與設(shè)計。課堂上的時間雖然有限，但學(xué)生可以與現(xiàn)實相結(jié)合，聯(lián)系自己曾經(jīng)玩過的小車進行改造。在課后，教師可以讓學(xué)生根據(jù)課堂上的一些思考與設(shè)計來完成自己的創(chuàng)意，這樣既滿足了學(xué)生的動手實踐的心愿，又能夠讓他們聯(lián)系自己的生活，從而在解決問題的過程中實現(xiàn)了各個學(xué)科之間的融合。

三、因思而做，實現(xiàn)創(chuàng)新性

在進行STEM 教育的過程中，很多教師容易把科學(xué)課上成勞技課或者手工課，因為他們只是注重了培養(yǎng)學(xué)生的動手實踐能力，但是，動手實踐能力的提升并不是學(xué)生創(chuàng)造力的提升。《空氣動力小車》原來的設(shè)計是需要學(xué)生自己組裝完成一輛小車的，非常注重鍛煉學(xué)生的動手實踐能力，但這樣就會使課堂更偏向于勞技課。所以，筆者先讓學(xué)生完成了小車車身的組裝，讓學(xué)生在組裝過程中觀察小車的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，這更符合本節(jié)課的教學(xué)重點，即讓學(xué)生進行空氣動力的研究。因此，教師要利用現(xiàn)有的STEM 課程進行自主的二次創(chuàng)新教學(xué)，教師有了創(chuàng)新意識，學(xué)生才能有更多可以創(chuàng)新的機會。STEM 教育是一種基于創(chuàng)新意識的課程，有利于真正喚醒學(xué)生與生俱來的創(chuàng)造潛能。

四、因合而長，形成導(dǎo)向性

學(xué)生僅憑一己之力創(chuàng)造出一個新事物的情況是極少出現(xiàn)的，所以在研究空氣小車跑的距離遠近與空氣壓縮空間是否有關(guān)的實驗中，筆者就組織學(xué)生進行了小組合作學(xué)習(xí)，各組成員分工合作，明確操作員、記錄員、測量員、監(jiān)督員，這樣就不是一個學(xué)生在做研究，而是一個群體在進行探究。在這個群體性的探究過程中，同伴之間的交流是非常有必要的，學(xué)生思維火花的碰撞往往能夠帶來一些創(chuàng)新性的改進。特別是在動手過程中，學(xué)生之間相互配合，能讓他們更容易創(chuàng)造出新的物品，從而有利于延續(xù)這種創(chuàng)造的樂趣與生命力。

五、因美而生，重視藝術(shù)性

STEM 課程中加入A，變成STEAM 課程，這是一次升級，在原來的科學(xué)、數(shù)學(xué)、工程與技術(shù)中加入藝術(shù)，充分體現(xiàn)了對美的追求[4]。的確，學(xué)生在完成了相應(yīng)的設(shè)計與制作后，最終形成的物品是讓他們滿意的，但是美的事物更能讓人喜愛，而且每個人都有追求美的本能。學(xué)生在進行小車改造的過程中會以生活經(jīng)驗為基礎(chǔ)，不僅會考慮到快慢、遠近等問題，還會根據(jù)自己的喜好進行藝術(shù)方面的改造，這樣能發(fā)展學(xué)生的空間觀念和對藝術(shù)的敏銳能力。藝術(shù)來源于生活并高于生活，學(xué)生通過對生活經(jīng)驗的回憶、動手操作等途徑，能夠更好地培養(yǎng)自己藝術(shù)方面的能力。

結(jié) 語

綜上所述，本文中的STEM 課程教學(xué)案例不是簡單地讓學(xué)生認(rèn)識空氣的相關(guān)性質(zhì)，而是給他們提供一個可以根據(jù)自己個性特點來學(xué)習(xí)的機會。當(dāng)前，學(xué)校在STEM 課程的構(gòu)建方面既有學(xué)科教師的參與，也有相關(guān)人員的專業(yè)化指導(dǎo)，而這些都是為了一個共同的目標(biāo)，即讓STEM 教學(xué)更能激發(fā)學(xué)生的興趣。當(dāng)學(xué)生對學(xué)習(xí)產(chǎn)生濃厚的興趣時，學(xué)習(xí)就會成為他們的一種自愿的行為，會成為他們的一種樂趣。因此，STEM 課程的設(shè)計和開展要以學(xué)習(xí)興趣為出發(fā)點，要讓學(xué)生樂于接受，這樣學(xué)生才能在學(xué)習(xí)過程中獲得全面的發(fā)展。