農(nóng)村青少年STEM活動設(shè)計與實施

謝愛華 李必鑫

基層和農(nóng)村科技輔導(dǎo)員往往認(rèn)為農(nóng)村缺乏活動條件與資源，開展青少年STEM科技創(chuàng)新活動的困難和阻力很大。其實，農(nóng)村有著豐富的自然資源，山、石、田、土、花、鳥、蟲、魚、風(fēng)、云、雷、雨、草、樹木、房屋等都可以成為開展青少年STEM科技創(chuàng)新實踐活動的資源與對象。

以隨處可見的植物葉為資源和載體即可進行大量STEM科技創(chuàng)新實踐活動的開發(fā)設(shè)計與實施。

以植物葉為主題的農(nóng)村STEM科技創(chuàng)新實踐活動的選題

“學(xué)成于思，起于疑”，對于STEM活動來說，問題是最為必要和重要的載體和因素。引導(dǎo)學(xué)生從學(xué)習(xí)及社會生活中發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、篩選問題，選擇出有研究價值的問題，并將其轉(zhuǎn)化為研究小課題，再用科學(xué)的方法進行表述，進而科學(xué)合理地確立活動主題，是STEM項目實施的第一步，也是進一步開展實踐活動與研究的前提條件。

各種各樣的植物較容易被開發(fā)為STEM科技創(chuàng)新活動的載體。如植物的葉，無論在樹林、學(xué)校、院落里都隨處可見，學(xué)生對它們很熟悉，也很容易引起學(xué)生的興趣。比如學(xué)校生活中一個最常見的煩惱：校園里栽種有許多品類的樹，當(dāng)落葉時，學(xué)生會發(fā)現(xiàn)剛剛打掃完沒多久，校園里就又落滿了大大小小、五顏六色的樹葉，打掃校園里的落葉變成了值日的“老大難”問題。圍繞這個現(xiàn)象，學(xué)生會有許多問題，如“樹葉為什么會落下來？”“這兩棵樹的樹葉形狀為什么不一樣？”“這是花還是葉，為什么長得像猴面鷹的腦袋？”“楓樹的葉到了秋天就變紅了，樟樹的葉卻是在春天變紅，銀杏樹的葉也是在秋天變色，但卻是變黃了呢！”“春天怎么也有紅色的楓葉？”“樹葉有什么用??？”等。

教師組織學(xué)生以小組為單位把有關(guān)葉子的問題列出清單，然后篩選問題，確定大的活動主題和小組研究主題，“葉趣”的科技創(chuàng)新實踐活動主題隨即被確定下來。

以植物葉為主題的農(nóng)村STEM科技創(chuàng)新實踐活動的設(shè)計

教師引導(dǎo)學(xué)生小組展開頭腦風(fēng)暴，和教師、同學(xué)、家人一起討論，把家中長輩曾經(jīng)玩過的“葉的項目”和自己想玩的項目列出清單，再根據(jù)清單歸納出活動目標(biāo)，確定活動內(nèi)容、活動地點和活動實施方案。

這一活動目標(biāo)和內(nèi)容涵蓋了STEM教育的5個方面。

科學(xué)知識方面包括葉的形態(tài)結(jié)構(gòu)和葉的生理功能、食用價值、藥用價值，以及美化環(huán)境和保護環(huán)境的生態(tài)功能等。STEM創(chuàng)新實踐活動的技術(shù)運用則體現(xiàn)在顯微鏡的使用，植物標(biāo)本的制作方法，利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計算機查找資料、收集資料、分析資料的方法，葉編、葉雕的方法等。創(chuàng)意工程物化包括把自己的想法付諸實踐，比如做全葉拓印、臘葉標(biāo)本、葉脈標(biāo)本、創(chuàng)制仿形葉畫、葉編、葉雕、葉哨等。數(shù)學(xué)統(tǒng)計分析包括學(xué)習(xí)樣本統(tǒng)計和數(shù)據(jù)分析，如對葉的蒸騰作用、葉片生長速度、不同部位葉片的形態(tài)對比等數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析等。藝術(shù)審美則表現(xiàn)在通過創(chuàng)作葉畫、葉編、葉雕、葉哨等活動，培養(yǎng)學(xué)生的藝術(shù)審美能力。

圍繞植物葉的農(nóng)村STEM科技創(chuàng)新實踐活動的實施

思維引路，技能配合，讓學(xué)生在實踐中學(xué)習(xí)科學(xué)知識與技能

活動實施的第一步是指導(dǎo)學(xué)生走進校園、社區(qū)、街道、公園、田野等，采集或拍攝各種各樣的葉。

接下來，可以在向?qū)W生講述“植物學(xué)葉形和葉脈是按其形態(tài)特征進行命名”這一原則之后，就學(xué)生收集的葉子，引導(dǎo)學(xué)生充分發(fā)揮形象思維對其進行自主命名。再結(jié)合自主評價與互相評議，并與課件中公認(rèn)的術(shù)語進行對照，認(rèn)識各種各樣的葉的特點、形態(tài)結(jié)構(gòu)，以此充分激勵和發(fā)揮學(xué)生的主體作用，習(xí)得科學(xué)知識。

當(dāng)關(guān)注過葉形和葉脈這些外形結(jié)構(gòu)特征之后，學(xué)生自然會想要了解葉的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。接下來可以引導(dǎo)學(xué)生采用解剖實驗的方法，將鮮葉切片、制成裝片，用顯微鏡觀察葉的微觀組織結(jié)構(gòu)，學(xué)習(xí)了解葉片在營養(yǎng)的制造和傳輸?shù)确矫鎸χ参锷L的作用。從而引導(dǎo)學(xué)生通過觀察、比較等方法，運用多種感覺器官和儀器設(shè)備觀察葉子的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、氣味、顏色等特征。

自主觀察，自主發(fā)現(xiàn)，在實踐探討中了解葉的奇聞趣事

在體驗了STEM科技實踐活動的樂趣，且掌握了一定的科學(xué)知識和方法之后，學(xué)生的積極性被調(diào)動，好奇心和探究思維也隨之活躍起來。此時，科技輔導(dǎo)員可以放手讓學(xué)生自主觀察、自主發(fā)現(xiàn)、動手實踐、自主探討，培養(yǎng)他們自主查閱資料、尋求答案、主動獲知的能力。

比如學(xué)生在實踐活動中，常常會采集和發(fā)現(xiàn)若干與眾不同的葉子標(biāo)本和照片，似花非花的“苞葉”、似莖非莖的“鱗葉”、

似刺非刺的“刺葉”、似藤非藤的“卷須葉”等，在爭論異常激烈且無果的情況下，紛紛找到指導(dǎo)教師充當(dāng)裁判。此時，科技輔導(dǎo)員要引導(dǎo)他們學(xué)習(xí)自己利用關(guān)鍵詞通過網(wǎng)絡(luò)或書本查閱資料、尋求答案。這樣，學(xué)生很快就會認(rèn)識到玉米棒、玉蘭花、蓮花、白鶴芋、鵝掌楸等植物的“苞葉”，洋蔥、百合等植物的“鱗葉”，仙人掌、仙人球、仙人柱等植物的“刺葉”，劍蘭、大薊、枸骨樹等植物的“葉刺”，落地生根、多肉植物等的“無性繁殖葉”，以及須葉藤的“卷須葉”、豬籠草的“捕蟲葉”等功能各異的若干變態(tài)葉。還認(rèn)知了這些變態(tài)葉是植物適應(yīng)生態(tài)環(huán)境進化演變的結(jié)果。

學(xué)生還可能會在觀察實踐中發(fā)現(xiàn)和了解形態(tài)各異的葉上花果——蟲癭;在實驗探討中了解葉子神奇的光合作用、蒸騰作用等;通過落葉是正面朝上還是背面朝上的實驗統(tǒng)計分析，了解等面葉與異面葉的區(qū)別;學(xué)習(xí)并歸納葉子具有內(nèi)在微觀的生理功能和外在宏觀的美化環(huán)境、保護環(huán)境等功能。

充分調(diào)動學(xué)生的好吃、好奇心理，引導(dǎo)學(xué)生了解傳統(tǒng)文化

孩子們好吃、好奇、好玩、好動，他們自然會提出與葉的用途有關(guān)的實踐課題。此時，科技輔導(dǎo)員應(yīng)該充分利用學(xué)生的這些心理，引導(dǎo)學(xué)生感悟和傳承趣味無窮的葉文化，感受中華民族傳統(tǒng)文化的博大精深。比如，充分引導(dǎo)他們搜索與葉有關(guān)的飲食醫(yī)藥文化，進而引導(dǎo)他們收集整理與葉有關(guān)的民間習(xí)俗文化、成語文化、詩詞文化等。

充分利用學(xué)生好動、好玩的心理，引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新制作、體驗葉趣

好玩、好動是孩子們的天性，他們的創(chuàng)意是無窮的，創(chuàng)新也無處不在。如在制作葉貼畫和拓印畫時，孩子們巧妙利用葉、枝、果實和種子，制作了上百幅優(yōu)秀作品;在制作葉的標(biāo)本的時候發(fā)現(xiàn)，原來的葉片壓制標(biāo)本元素單一、難以辨認(rèn)，便在原來的標(biāo)本制作基礎(chǔ)上，增加了新的元素，加上了植物的彩圖和葉形的描述、葉的用途和葉文化知識，使葉片標(biāo)本添加了一分生機和活力;在民間藝人手把手地教導(dǎo)下，孩子們用棕葉、蘭草葉等編織蛇、蝗蟲等小動物，編出來的作品栩栩如生，家長們對孩子們的作品贊不絕口;更有孩子根據(jù)葉能分泌殺菌素、清新空氣的功能提出了創(chuàng)意病房的建議，給病人給予心理和環(huán)境上的關(guān)懷;提出了設(shè)計葉水杯、葉燈具、葉裝飾等創(chuàng)意，讓自己的生活充滿自然的味道。

STEM教育強調(diào)學(xué)生在科技實踐活動中利用多學(xué)科知識并通過動手操作解決實際問題，而實際的操作方法和科學(xué)思維也在這一過程中獲得?？萍驾o導(dǎo)員在整個活動指導(dǎo)過程中，培養(yǎng)學(xué)生形成了科學(xué)方法、實踐技能、創(chuàng)新意識和思維。比如在實踐技能方面，培養(yǎng)了學(xué)生葉片標(biāo)本、葉脈書簽、葉貼畫和葉片拓印畫的設(shè)計與制作技能等;在科學(xué)方法方面，傳授了觀察法、調(diào)查法、實驗探究法等科技創(chuàng)新的技能和方法等。此外，對戶外活動的安全、救護常識等相關(guān)技能也有所涉及。

最后，學(xué)生在校園內(nèi)展示自己的葉畫、葉脈書簽、葉編，向教師、同學(xué)、朋友贈送自己制作的葉賀卡，開展葉文化朗誦交流會和葉片展，展示自己的創(chuàng)意設(shè)計和調(diào)查報告，孩子們的臉上洋溢著收獲的喜悅和滿滿的成就感。

以葉為主題的STEM科技創(chuàng)新實踐活動可以持續(xù)1年之久，學(xué)生會感悟：“大自然真神奇！”“植物的葉真有趣！”“我原來挺有藝術(shù)家的天賦！”“我知道了三葉節(jié)的來歷，祖國的文化真了不起！”“原來樹葉中有這么多有趣的學(xué)問！”“在這次活動中，我們不僅學(xué)到了許多植物學(xué)知識，還學(xué)會了制作葉片標(biāo)本，設(shè)計制作葉貼畫、拓印畫和葉編，還學(xué)會了查找資料、收集和整理信息等科學(xué)研究的方法，掌握了一些創(chuàng)造技能技法，收獲真的是太大了！”“葉片還可以做口哨！”“保護自然環(huán)境就是保護人類自己，我們要多栽種植物，不隨便摘花摘葉，讓我們的環(huán)境更美一些！”“我還懂得了合作很重要，正所謂‘紅花須得綠葉襯，只有欣賞他人，集合眾人的力量，我們才能創(chuàng)造更多的美！”“我還發(fā)現(xiàn)了蟲癭，以后我要好好研究研究！”。

關(guān)于農(nóng)村STEM科技創(chuàng)新實踐活動開展實施的反思與感悟

從葉引發(fā)的“葉趣”STEM科技創(chuàng)新實踐活動，涵蓋了科學(xué)、語文、數(shù)學(xué)、生物、物理、化學(xué)、地理、美術(shù)、音樂等多個學(xué)科，活動內(nèi)容豐富多彩、妙趣橫生。更重要的是學(xué)生在觀察、實驗、調(diào)查和自主探究中學(xué)習(xí)了科學(xué)課堂上無法學(xué)到的知識，形成了探究思維和創(chuàng)新能力，體驗了發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造的快樂，這是大自然給農(nóng)村科技輔導(dǎo)員和孩子們最豐厚的資源饋贈。

農(nóng)村STEM科技創(chuàng)新實踐活動的開展，對于農(nóng)村青少年科技輔導(dǎo)員及學(xué)生來說，身邊并不缺少科技活動資源，只是缺少善于發(fā)現(xiàn)的眼睛和深入指導(dǎo)的能力。只要農(nóng)村青少年科技輔導(dǎo)員善于引導(dǎo)、發(fā)現(xiàn)，大自然就是孩子們最好的STEM科技創(chuàng)新活動場所。