基于STEM理念的“橋文化”課程開(kāi)發(fā)與實(shí)施

王彬

目前，大多數(shù)學(xué)校還沒(méi)有完整的成體系的STEM教材，學(xué)校也缺少專(zhuān)職的STEM教師，因此在學(xué)校想要開(kāi)展STEM教育活動(dòng)往往顯得有心無(wú)力。在這樣的背景下，需要我們教師依據(jù)實(shí)情，大膽嘗試，根據(jù)自身的實(shí)際開(kāi)發(fā)出適合自己學(xué)校的STEM校本課程。

一、根據(jù)校情，選擇課題

（一）天然地理?xiàng)l件

我校瀕臨長(zhǎng)江，緊靠著名的南京長(zhǎng)江大橋，學(xué)生在大橋下長(zhǎng)大，日日枕著江濤聲，時(shí)時(shí)能欣賞橋的英姿，對(duì)長(zhǎng)江和大橋有著天然的親近感和自豪感。他們用童眼看大橋，妙筆寫(xiě)大橋，五色繪大橋，盡情抒發(fā)著對(duì)江橋的熱愛(ài)和贊美。大江、大橋，是我們的教育資源，也是我們的科創(chuàng)動(dòng)力。依據(jù)校情，以橋文化為主題的STEM課程應(yīng)運(yùn)而生。

（二）開(kāi)展社團(tuán)活動(dòng)

我校在這樣的天然條件下又開(kāi)設(shè)了橋文化眾創(chuàng)空間社團(tuán)，利用周三興趣小組的時(shí)間將一批對(duì)橋梁建設(shè)有興趣的學(xué)生聚在一起，大家在眾創(chuàng)空間里觀摩世界著名橋梁，學(xué)習(xí)基本的橋梁結(jié)構(gòu)知識(shí)，充分發(fā)揮自己的創(chuàng)造力和想象力，用各種材料完成不同任務(wù)要求的橋梁搭建。

（三）學(xué)校文化活動(dòng)

我校每學(xué)期開(kāi)展“橋文化”月活動(dòng)，在全校范圍內(nèi)掀起一股橋梁熱潮，“橋梁小博士”“妙筆生花繪大橋”“小小橋梁工程師挑戰(zhàn)賽”等豐富多彩的項(xiàng)目，讓全校師生共同參與，各展所長(zhǎng)。

二、摸清學(xué)情，設(shè)計(jì)教案

在備課中，“備學(xué)生”是必不可少的環(huán)節(jié)。在學(xué)習(xí)新知識(shí)之前，我們要對(duì)學(xué)生的前概念有一定的了解，這樣更有利于我們教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成。

STEM項(xiàng)目課程秉持面向真實(shí)世界的理念，將學(xué)生置于真實(shí)的情境中是STEM項(xiàng)目課程的基本要求。那么本節(jié)課我們的核心是要解決什么實(shí)際問(wèn)題呢？創(chuàng)設(shè)一個(gè)怎樣的情境呢？如何通過(guò)搭建不同的形狀結(jié)構(gòu)來(lái)提高橋梁的承載力呢？我們將常規(guī)課堂模擬成了一場(chǎng)招標(biāo)會(huì)：在城市的某條河流上有這樣一座平板橋，它承載力不夠，大車(chē)通過(guò)時(shí)很危險(xiǎn)。由政府出資，學(xué)生每個(gè)小組就是一個(gè)競(jìng)標(biāo)團(tuán)隊(duì)，誰(shuí)能給出最滿(mǎn)意的方案，完成要求，誰(shuí)就中標(biāo)。同時(shí)我們強(qiáng)調(diào)學(xué)生作為工程師、設(shè)計(jì)師的角色的轉(zhuǎn)換，就連教師也成了招標(biāo)會(huì)的政府部門(mén)的負(fù)責(zé)人。

三、依據(jù)課情，反思改進(jìn)

（一）課堂暴露問(wèn)題

上課，我先播放了一段小視頻，模擬這樣一座橋梁，大車(chē)通過(guò)時(shí)由于承載力不行，導(dǎo)致大橋坍塌，進(jìn)而直接拋出問(wèn)題：如何改進(jìn)平板橋，提高它的承載力。當(dāng)我將課堂創(chuàng)設(shè)成一個(gè)招標(biāo)現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，學(xué)生的情緒一下被調(diào)動(dòng)起來(lái)了，顯得很興奮。顯然，原有的學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，讓學(xué)生覺(jué)得很新穎。學(xué)者黃明燕、趙建華曾指出“項(xiàng)目學(xué)習(xí)的一個(gè)重要著眼點(diǎn)就是通過(guò)改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力”。

學(xué)生積極地開(kāi)始討論，氣氛顯得很熱烈，有的學(xué)生開(kāi)始著手畫(huà)圖，我秉持著開(kāi)放性原則，沒(méi)有過(guò)多地去干預(yù)他們的想法，防止束縛住了他們的思想。時(shí)間一分一秒過(guò)去，已經(jīng)超了預(yù)期的時(shí)間，但我想的是，讓孩子充分思考和討論，又放了幾分鐘，然而效果還是不理想。在我的一再催促下，大家終于勉強(qiáng)完成了，再看每組的設(shè)計(jì)圖，學(xué)生的思想真的是天馬行空，絲毫不受束縛，想怎么畫(huà)就怎么畫(huà)，沒(méi)有任何的可操作性，完全不考慮待會(huì)兒我們能不能用雪糕棒去實(shí)現(xiàn)它。

我想讓學(xué)生在接下來(lái)的搭建過(guò)程中去發(fā)現(xiàn)自己的問(wèn)題。在每組介紹完之后，我就把材料交給他們，同樣一個(gè)個(gè)忙得熱火朝天，積極得不得了。結(jié)果，學(xué)生在做的過(guò)程中基本都是把圖紙拋諸腦后，做一步粘一步，我問(wèn)：跟圖紙一樣嗎？他們說(shuō)正在改圖紙，我說(shuō)圖紙可以改動(dòng)嗎？他們默不作答。

（二）反思找出問(wèn)題

面對(duì)這樣的結(jié)果，我明白了很多。我開(kāi)始回憶反思課堂中的每一個(gè)細(xì)節(jié)，反問(wèn)自己為什么時(shí)間會(huì)不夠，是學(xué)生的能力沒(méi)有達(dá)到還是我講解得太少了？講多了不是浪費(fèi)學(xué)生很多思考和動(dòng)手的時(shí)間嗎？為什么學(xué)生設(shè)計(jì)圖畫(huà)得沒(méi)有章法？為什么最后都沒(méi)能按照設(shè)計(jì)圖施工？是我沒(méi)有強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)圖的重要性，還是學(xué)生缺少畫(huà)設(shè)計(jì)圖的基本技能？小組畫(huà)圖的過(guò)程大家都參與了嗎？種種問(wèn)題縈繞在我的腦海。

（三）改進(jìn)解決問(wèn)題

再試，再總結(jié)。慢慢地我在課程設(shè)計(jì)上做了很多改變。我明白，雖然《建橋梁》是五年級(jí)下冊(cè)的課程，但在此基礎(chǔ)上引申出的STEM課程對(duì)學(xué)生的能力要求拔高了很多，有些技能學(xué)生沒(méi)有掌握或者不熟練。比如膠槍的使用，每個(gè)小組四個(gè)人用一把膠槍?zhuān)瑢W(xué)生掌握還不熟練，粘連的時(shí)候有很多溢膠。于是在課前，我專(zhuān)門(mén)找了一節(jié)課，去讓學(xué)生練習(xí)使用膠槍?zhuān)フ尺B一些木棒。最后，在很多學(xué)生能熟練使用的情況下，我給每個(gè)小組配備了兩把膠槍。這樣不但增加了小組間的互動(dòng)性，也節(jié)約了很多時(shí)間。再比如設(shè)計(jì)圖的繪制，我也單獨(dú)利用時(shí)間給學(xué)生看些簡(jiǎn)單的房屋、書(shū)桌等設(shè)計(jì)圖，再次向?qū)W生明確：在實(shí)際的工程中，設(shè)計(jì)師畫(huà)的圖交給施工隊(duì)，別人要能看得懂;同時(shí)圖是什么樣，就按照?qǐng)D來(lái)建設(shè)。

同時(shí)，當(dāng)小組合作畫(huà)圖時(shí)，表面看起來(lái)熱火朝天，但當(dāng)你真正深入到每一組時(shí)就會(huì)發(fā)現(xiàn)，畫(huà)圖的就那么一兩個(gè)學(xué)生，另外兩個(gè)學(xué)生絲毫未能融入其中，自己在開(kāi)小差，那么后面的整個(gè)過(guò)程他們也都會(huì)顯得無(wú)從下手，也不會(huì)提問(wèn)，不會(huì)去和小組一起討論，這樣就造成小組內(nèi)部的勞動(dòng)力流失，于他們自己而言只是打了兩節(jié)課醬油，也逐漸對(duì)科學(xué)課失去興趣。為了關(guān)注到每一個(gè)學(xué)生，提高每一個(gè)學(xué)生的參與度，我改成每組四個(gè)人每人都發(fā)一張?jiān)O(shè)計(jì)圖，大家先自己畫(huà)自己的，最后小組同學(xué)把自己的設(shè)計(jì)圖與同組其他人一起交流;這樣每個(gè)人都經(jīng)過(guò)思考，都有自己的想法，就會(huì)形成思想的碰撞。

在一次次磨課試上的反思改進(jìn)中，我們從材料到教學(xué)設(shè)計(jì)做了反反復(fù)復(fù)的嘗試與改進(jìn)，對(duì)我們所任教的學(xué)生也更加了解。我們的課程逐漸成熟，學(xué)生更能置身于這樣的情境，開(kāi)展充分的小組合作，最終完成了任務(wù)，體驗(yàn)了一次小小工程師、設(shè)計(jì)師、施工隊(duì)的角色，完成了此次的招標(biāo)活動(dòng)。