STEM教育理念下科學(xué)課問題情境的設(shè)計

冶飛飛

STEM的教育源于美國，1986年，美國首次提出STEM的教育理念，將科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)等集成為一種新型的教學(xué)觀念，以跨學(xué)科的方式使學(xué)生的能力可以在眾多學(xué)科之中建立良好的連接關(guān)系，使學(xué)生更為整體地認(rèn)識世界。隨著基礎(chǔ)的教育教學(xué)課程的發(fā)展，STEM的教育教學(xué)觀念也引起了我國教育部門的關(guān)注。在STEM的教育理念之下，學(xué)科融合使學(xué)生經(jīng)歷了更為完整的教學(xué)歷程，從而獲得更加直觀的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，提高了學(xué)生解決生活中綜合問題的能力。但在教學(xué)過程中，往往因?yàn)槿鄙俸线m的STEM問題情境，使得小學(xué)科學(xué)在目前階段并未完全落實(shí)新型教育改革的觀念。基于此，本文從問題情境教學(xué)的角度入手，并結(jié)合實(shí)際教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對在STEM教學(xué)課程中的問題情境的設(shè)計提出幾點(diǎn)建議，以供參考。

一、設(shè)計需求

曾有教育學(xué)家提出，教育教學(xué)的藝術(shù)并不在于傳授學(xué)生學(xué)習(xí)的本領(lǐng)，而在于喚醒、鼓舞并激勵學(xué)生學(xué)習(xí)。在STEM教育理念下，可以使學(xué)生保持更為強(qiáng)烈的興趣和持久的動力，因此教師一定要為學(xué)生設(shè)計更有目的、更有吸引力、更獨(dú)特的教學(xué)情境，以提升學(xué)生的體驗(yàn)感和參與感。而且在教學(xué)過程中，由于STEM的教學(xué)理論比較復(fù)雜，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中也往往會遇到認(rèn)知困難，對此，教師一定要幫助學(xué)生提出更有層次的教學(xué)問題，從易到難，循序漸進(jìn)，使學(xué)生更好地完成知識的遷移，對知識混淆以及思維矛盾等，也要更好地了解。在STEM教學(xué)理念下，創(chuàng)新能力是培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)的重中之重。因此，在STEM的觀念下，小學(xué)科學(xué)教學(xué)一定要為學(xué)生設(shè)置更加復(fù)雜真實(shí)的問題情境，以幫助學(xué)生拓展思維、創(chuàng)新思維觀念、實(shí)現(xiàn)學(xué)生能力的提高。

二、STEM教育理念下科學(xué)課問題情境的設(shè)計

（一）考察類問題情境

在STEM的教育教學(xué)理論和原則上為學(xué)生設(shè)置問題情境一定要基于學(xué)生的認(rèn)知范圍，并遵循教育教學(xué)的基本原則。STEM的教學(xué)課程更注重學(xué)生在生活中真實(shí)的問題，以便于使學(xué)生更為了解知識在生活之中的形態(tài)，從而獲得更為深刻的感悟。實(shí)地考察，是教師為學(xué)生設(shè)置真實(shí)情境的最為有效的教學(xué)形式。教師可以利用自然博物館、科技館、工廠等場所，結(jié)合STEM的融合性教學(xué)理論為學(xué)生設(shè)置教學(xué)情境。例如，教師在講解“水”這一部分教學(xué)內(nèi)容時，就可以將學(xué)生帶到河邊或者是自來水廠等地，讓學(xué)生去觀察這二者之間的水質(zhì)有哪些不同，并了解河水的基本性質(zhì)以及水廠在凈化過程中的流程對水造成了哪些的影響，使學(xué)生在真實(shí)的體驗(yàn)之后提出科學(xué)問題，并進(jìn)行理性的分析。例如，在關(guān)于水污染這一部分的科學(xué)課程在設(shè)計過程中，基于STEM教育理念，教師對學(xué)生的特點(diǎn)、學(xué)習(xí)的目標(biāo)、學(xué)習(xí)的內(nèi)容進(jìn)行有效的分析和衡量，積極做好前期的教學(xué)準(zhǔn)備工作，然后帶領(lǐng)學(xué)生去周邊有代表性的地點(diǎn)，進(jìn)行水質(zhì)的檢測，并根據(jù)實(shí)際情況為學(xué)生設(shè)置問題。如，采訪當(dāng)?shù)氐乃|(zhì)檢監(jiān)測專家，詢問他們是如何監(jiān)測當(dāng)?shù)厮|(zhì)的;又是如何整理監(jiān)測數(shù)據(jù)、形成相關(guān)報告的。引起學(xué)生的思考，提出問題“我們應(yīng)該怎么做？”在這樣真實(shí)的教學(xué)場景之中，更加深了學(xué)生對于問題的分析和理解，使學(xué)生從自身的基礎(chǔ)上提出對水質(zhì)問題的解決策略，實(shí)現(xiàn)了小學(xué)科學(xué)教學(xué)的有效性。

（二）生活類問題情境

學(xué)生的學(xué)習(xí)都是來源于生活并應(yīng)用于生活的。教師一定要把握生活中的科學(xué)元素，對學(xué)生進(jìn)行更為真實(shí)有效的科學(xué)教學(xué)，提高學(xué)生在生活中應(yīng)用知識的能力。例如，在教學(xué)過程中可能會有這樣的實(shí)驗(yàn)探究部分，如自制凈水器。教師就可以引導(dǎo)學(xué)生觀察身邊的凈水器，然后自主搜索網(wǎng)絡(luò)資料，根據(jù)身邊可以用到的教學(xué)資源來制作簡易的凈水器。首先，教師可以為學(xué)生提出問題，“五千年的中華文明源遠(yuǎn)流長，中國地大物博。但是隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和地域環(huán)境的客觀差異，也使得我國依然有部分地區(qū)存在飲水問題，甚至在西北部地區(qū)的一些地方依然直接采用天然水飲用，這樣做是可行的嗎？”可能會有部分學(xué)生回答可行，而部分學(xué)生回答不可行。這樣，教師就可以分層為學(xué)生設(shè)置問題情境，如回答可行的學(xué)生在接下來模擬一個生態(tài)平衡裝置，模擬天然水循環(huán)，也就是根據(jù)自然原理而凈水的裝置;回答不可行的學(xué)生，則根據(jù)網(wǎng)絡(luò)資源制作簡易的家用凈水器。細(xì)心的學(xué)生會發(fā)現(xiàn)，不管是自然凈水還是家用凈水，都是利用石子、沙礫等物質(zhì)來凈水的，這樣學(xué)生對學(xué)習(xí)的知識就會有更加深刻的理解，極大地增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的有效性，使學(xué)生在聯(lián)系生活實(shí)際的過程中更好地理解了知識，為學(xué)生架起了生活與理論的橋梁，實(shí)現(xiàn)學(xué)生能力的提高。對比這兩個凈水裝置，學(xué)生也會發(fā)現(xiàn)家用凈水器的物理凈水也是脫胎于自然原理的，加強(qiáng)了學(xué)生對于知識的認(rèn)知，使學(xué)生更加主動地探尋身邊的科學(xué)知識，調(diào)動學(xué)生對科學(xué)學(xué)習(xí)的主動性。

三、結(jié)語

總而言之，由于STEM教育理念的真實(shí)性和復(fù)雜性，教師在設(shè)置教學(xué)情境的過程中一定要更加靈活、更多樣化;要側(cè)重于學(xué)生的生活實(shí)際，引導(dǎo)他們根據(jù)自身的生活經(jīng)驗(yàn)來獲取知識、理解知識，強(qiáng)調(diào)學(xué)生主觀能動性的發(fā)揮。教師要立足于生活實(shí)際，帶領(lǐng)學(xué)生認(rèn)識身邊的科學(xué)知識，為學(xué)生架起生活與知識間的橋梁，這樣，更有利于培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。

【甘肅省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2020年度課題——“農(nóng)村小學(xué)科學(xué)課程教學(xué)設(shè)計融入STEM教育理念研究”（課題立項(xiàng)號：GS[2020]GHB2565）研究成果】