利用STEM整合小學(xué)起始階段科學(xué)專題課程的實(shí)施策略

李英明

（廣東省中山市西區(qū)昌平小學(xué) 廣東·中山 528400）

1 問題的提出

構(gòu)建基于STEM教育的跨學(xué)科學(xué)習(xí)模式是新時(shí)代培養(yǎng)實(shí)踐型與創(chuàng)新型人才的需要，通過跨界思考、動(dòng)手實(shí)踐、多元化學(xué)習(xí)與評(píng)價(jià)，為小學(xué)科學(xué)課程的學(xué)習(xí)提供了新的思路?？茖W(xué)專題課程是在單元教學(xué)的基礎(chǔ)上以知識(shí)點(diǎn)為教育專題，對(duì)課程內(nèi)容、課程目標(biāo)有計(jì)劃、有內(nèi)容、有難度、有方法地進(jìn)行整合而開展的綜合性學(xué)習(xí)。將STEM教育融入專題課程的學(xué)習(xí)，以項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的形式開展實(shí)踐探究，促進(jìn)學(xué)科之間的交叉融合,提高專題課程學(xué)習(xí)的深度與廣度，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力,促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。起始階段小學(xué)科學(xué)課作為科學(xué)教學(xué)的初始階段，以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力和科學(xué)素養(yǎng)為目標(biāo)，包括科學(xué)學(xué)習(xí)興趣、問題意識(shí)、實(shí)踐能力等，發(fā)揮著科學(xué)啟蒙的作用。STEM教育作為一種有效的跨學(xué)科理念，如何將其融入起始階段科學(xué)教學(xué)中開發(fā)合適的專題課程，從而形成課堂與實(shí)踐的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，這個(gè)問題尤為重要。

2 起始階段STEM專題課程實(shí)施概述

起始階段的科學(xué)課從2017年9月開始設(shè)置，課程資源相對(duì)缺乏，不同的教學(xué)模式尚處于探索階段。STEM教育根據(jù)學(xué)生年齡特征設(shè)計(jì)跨學(xué)科項(xiàng)目，采用PBL教學(xué)法，讓學(xué)生們從實(shí)際問題出發(fā)，通過調(diào)查討論、探索優(yōu)化、動(dòng)手實(shí)踐等，綜合學(xué)習(xí)各學(xué)科知識(shí)，提出解決方案并加以實(shí)施。筆者在教學(xué)中積極探索將STEM理念融入起始階段科學(xué)專題課程設(shè)計(jì)，歸納了兩類專題模式。

（1）基于探究性學(xué)習(xí)的STEM課程。依據(jù)小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)的核心概念與課程目標(biāo)，從單元學(xué)習(xí)內(nèi)容中的某一知識(shí)點(diǎn)出發(fā)，設(shè)計(jì)以調(diào)查、觀察、探究、制作等結(jié)構(gòu)化活動(dòng)為主的STEM課程。以《多樣的生命》為例，選題于粵教科技版二年級(jí)上冊(cè)第1單元《身邊的植物》，課程設(shè)計(jì)基于校園植物，充分考慮到起始階段學(xué)生以直觀形象思維為主的特點(diǎn)，課程導(dǎo)入從具體情境出發(fā)，并提出需要解決的問題。通過考察校園植物、收集并觀察樹葉、測(cè)量葉子的周長(zhǎng)、拓印樹葉創(chuàng)作葉子畫等活動(dòng)，從宏觀的校園植物到具體一棵植物、一片樹葉，認(rèn)識(shí)到生命的多樣性。課程設(shè)計(jì)融合科學(xué)、數(shù)學(xué)、藝術(shù)等學(xué)科，在實(shí)踐中深化對(duì)植物的認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

（2）基于設(shè)計(jì)與制作的STEM課程。在把握STEM理念的基礎(chǔ)上，將科學(xué)教材中的涉及技術(shù)與工程領(lǐng)域的內(nèi)容進(jìn)行整合，以某一個(gè)原理或知識(shí)點(diǎn)為中心，設(shè)計(jì)以探究、設(shè)計(jì)、制作為主的STEM課程，突出設(shè)計(jì)思維與工程思維。以《有趣的磁鐵玩具》為例，選題于粵教科技版二年級(jí)上冊(cè)第3單元《磁鐵玩具》，課程設(shè)計(jì)基于磁鐵的性質(zhì)，以問題“怎么制作磁鐵玩具？”導(dǎo)入，通過設(shè)計(jì)探究、制作等結(jié)構(gòu)化活動(dòng)，帶領(lǐng)孩子們一起通過試驗(yàn)來理解和掌握磁鐵、磁性、磁力、磁極等概念，并動(dòng)手設(shè)計(jì)制作磁鐵玩具。在成果展示環(huán)節(jié)，學(xué)生歷經(jīng)調(diào)試、展示、評(píng)比等活動(dòng)。將單元內(nèi)容化零為整，過程完整，在“做中學(xué)”中解決了實(shí)際問題，學(xué)生參與積極性高。

結(jié)合課程的實(shí)施與推進(jìn)，筆者總結(jié)了起始階段STEM專題課程開發(fā)與實(shí)施過程中的不足之處，主要表現(xiàn)為：

（1）選題的局限性。主題的選擇主要來源于科學(xué)學(xué)科內(nèi)容，資源有限，部分內(nèi)容脫離生活實(shí)際，操作性不強(qiáng)。學(xué)科之間的聯(lián)系不突出，部分活動(dòng)的設(shè)計(jì)在于學(xué)科的堆積，未能真正從真實(shí)生活情境中提煉主題。

（2）活動(dòng)設(shè)計(jì)僵化，設(shè)計(jì)思維與工程思維不突出。沒有突破傳統(tǒng)的科學(xué)探究模式，注重問題的探究，物化環(huán)節(jié)對(duì)學(xué)生的設(shè)計(jì)與制作的引導(dǎo)不強(qiáng)，在問題的解決過程中未能引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)有效的解決方案，缺乏設(shè)計(jì)思維與工程思維。

（3）學(xué)生自主性不強(qiáng)。起始階段學(xué)生由于認(rèn)知尚淺，學(xué)生在活動(dòng)設(shè)計(jì)中參與不足，而教師在教學(xué)中手段單一，學(xué)生被老師“牽著鼻子走”的現(xiàn)象頻現(xiàn)，這與STEM教育倡導(dǎo)的“讓學(xué)生自己面對(duì)挑戰(zhàn)”的理念背道而馳。

（4）缺乏教學(xué)評(píng)價(jià)。STEM課程標(biāo)準(zhǔn)與課程目標(biāo)的缺位，各年段教與學(xué)的深度缺乏具體指導(dǎo)，而工程與技術(shù)領(lǐng)域歷來重視程度不高，且起始階段的工程與技術(shù)方面更是空白，導(dǎo)致STEM課程缺乏科學(xué)完善的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

3 基于STEM教育的課程開發(fā)與實(shí)施策略

起始階段STEM專題課程的開發(fā)與實(shí)施有助于學(xué)生在科學(xué)啟蒙階段樹立問題解決的意識(shí)，將所學(xué)知識(shí)在實(shí)踐中應(yīng)用，以解決實(shí)際問題。因此，筆者結(jié)合科學(xué)教學(xué)實(shí)踐以及學(xué)習(xí)感悟，提出了以下基于STEM教育的起始階段科學(xué)專題課程開發(fā)與實(shí)施的策略。

（1）選題緊貼生活方向，喚起學(xué)生對(duì)情境的認(rèn)同感。起始階段學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)尚且不足，選題范圍不可過大，難度要適宜。在把握起始階段學(xué)生心理及思維特征的基礎(chǔ)上，選取生活中常見的素材，將生活作為專題課程的情境來源。結(jié)合書本內(nèi)容及課程標(biāo)準(zhǔn)提取核心概念，設(shè)計(jì)符合“最近發(fā)展區(qū)”的STEM項(xiàng)目，解決教材與生活中的問題。在喚起學(xué)生對(duì)情境認(rèn)同中培養(yǎng)學(xué)生探究學(xué)習(xí)的興趣，注意知識(shí)的呈現(xiàn)具有探究性與啟發(fā)性，案例設(shè)計(jì)具有生動(dòng)性與趣味性。起始階段科學(xué)課程內(nèi)容大多源于生活，如身邊的植物、動(dòng)物、水果與蔬菜、書本及玩具等，教師可立足科學(xué)教材，并聯(lián)系學(xué)生的學(xué)習(xí)與生活實(shí)際，從具體情境問題出發(fā)，轉(zhuǎn)換問題模式，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)化活動(dòng)課程。

（2）把握學(xué)科橫向聯(lián)系，開發(fā)跨學(xué)科學(xué)習(xí)項(xiàng)目。單一的學(xué)科在解決問題中存在明顯的局限性，STEM教育倡導(dǎo)跨學(xué)科學(xué)習(xí)以解決生活中的真實(shí)問題，是一種綜合性學(xué)習(xí)理念?？茖W(xué)專題課程以科學(xué)學(xué)科為中心，在把握學(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上開發(fā)主題活動(dòng)，根據(jù)各學(xué)科學(xué)習(xí)進(jìn)度，設(shè)計(jì)合理的跨學(xué)科項(xiàng)目。因此，課程設(shè)計(jì)要聯(lián)合各學(xué)科合作開發(fā)，創(chuàng)建多學(xué)科組成的 STEM 項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)。立足學(xué)科之間的橫向聯(lián)系確定課程內(nèi)容，開發(fā)有邏輯、有順序、有結(jié)構(gòu)的活動(dòng)環(huán)節(jié)，而不是簡(jiǎn)單的學(xué)科拼湊。例如在二年級(jí)下冊(cè)《種蔬菜》專題中，筆者在教學(xué)活動(dòng)中布置了讓學(xué)生種植蔬菜的任務(wù)，并設(shè)計(jì)了觀察記錄單，要求學(xué)生每天定量澆水，定時(shí)觀察蔬菜生長(zhǎng)的情況，并測(cè)量生長(zhǎng)高度。學(xué)生在種植蔬菜的過程中歷經(jīng)了科學(xué)觀察與數(shù)學(xué)測(cè)量，初步接觸跨學(xué)科學(xué)習(xí)。

（3）踐行“做中學(xué)”，在動(dòng)手動(dòng)腦中探究科學(xué)知識(shí)。起始階段學(xué)生由于知識(shí)與實(shí)踐的積累尚不足，綜合解決問題的能力較弱，因此起始階段課程的設(shè)計(jì)應(yīng)倡導(dǎo)并踐行“做中學(xué)”的理念，設(shè)計(jì)以單一的實(shí)踐活動(dòng)——小制作、小實(shí)驗(yàn)為主，融入材料知識(shí)與工具的使用知識(shí)。在設(shè)計(jì)與制作中初步利用橫向跨學(xué)科知識(shí)解決問題，逐步滲透設(shè)計(jì)思維與工程思維，并通過實(shí)踐活動(dòng)學(xué)習(xí)相關(guān)學(xué)科知識(shí)。例如，在《常見的尺子》一課中，以制作一頂合適的生日帽為主題，可融合科學(xué)的材料探究、數(shù)學(xué)的測(cè)量應(yīng)用、美術(shù)的手工制作等內(nèi)容。將學(xué)科知識(shí)進(jìn)行結(jié)構(gòu)化的活動(dòng)設(shè)計(jì)，促進(jìn)了知識(shí)在實(shí)踐中的應(yīng)用。

（4）搭建學(xué)習(xí)支架，鼓勵(lì)自主探究。起始階段學(xué)生自主性缺乏往往是因?yàn)槿狈τ行У闹笇?dǎo)，學(xué)生沒有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)可循，因此應(yīng)提供豐富的學(xué)習(xí)支架，用支架支持學(xué)生的自主探究。STEM課程中教師可根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)需要，綜合運(yùn)用多種類型的學(xué)習(xí)支架。在課堂教學(xué)參與環(huán)節(jié)，教師通過提問、展示圖片和視頻等多媒體素材的形式為學(xué)生提供情境型支架，幫助學(xué)生引發(fā)思考促進(jìn)新舊知識(shí)的碰撞快速進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)；在探究實(shí)踐環(huán)節(jié)，教師可提供學(xué)習(xí)資源與解決對(duì)策支架，協(xié)助學(xué)生展開探究學(xué)習(xí)，并解決實(shí)際問題；在知識(shí)的拓展與遷移環(huán)節(jié)，教師可提供交流型支架，協(xié)助學(xué)生交流并將所學(xué)知識(shí)予以應(yīng)用遷移等。豐富的學(xué)習(xí)支架讓學(xué)生在實(shí)踐中有法可依，能夠提高學(xué)生自主探究的能力和學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣。

（5）多元評(píng)價(jià)，建立目標(biāo)管理機(jī)制。STEM教育鼓勵(lì)給學(xué)生不同的表現(xiàn)機(jī)會(huì)，關(guān)注學(xué)生在過程中技能的習(xí)得與情感態(tài)度的表現(xiàn)。起始階段學(xué)生初步接觸STEM課程，因此學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)需建立綜合評(píng)價(jià)體系。首先，形成性評(píng)價(jià)與總結(jié)性評(píng)價(jià)相結(jié)合。在實(shí)踐過程中對(duì)學(xué)生的實(shí)踐過程進(jìn)行持續(xù)性關(guān)注，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，調(diào)整課程實(shí)施策略。對(duì)活動(dòng)的成果及成效做總結(jié)性評(píng)價(jià)，關(guān)注課程實(shí)施的效果。其次，以激勵(lì)性評(píng)價(jià)為主，記錄學(xué)生在實(shí)踐過程中的真實(shí)表現(xiàn)，對(duì)學(xué)生的探究活動(dòng)、設(shè)計(jì)制作、成果展示等環(huán)節(jié)以激勵(lì)性評(píng)價(jià)為主，對(duì)不足之處及時(shí)協(xié)助予以調(diào)整，關(guān)注學(xué)生的情感態(tài)度。同時(shí)建立目標(biāo)管理機(jī)制，課程實(shí)施之前明確課程目標(biāo)，對(duì)學(xué)生在實(shí)施過程中的表現(xiàn)及實(shí)踐成果予以量化評(píng)價(jià)，量化指標(biāo)盡量細(xì)化。最后，基于綜合評(píng)價(jià)評(píng)選“科學(xué)小達(dá)人”，以提高學(xué)生參與課程的積極性。