STEM 教育理念影響下的“做思共生”教學(xué)設(shè)計

◇馬 蘭（江蘇：泰州市姜堰區(qū)第二實(shí)驗(yàn)小學(xué)教育集團(tuán)康華校區(qū)）

在新課程標(biāo)準(zhǔn)改革的背景下，培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)已經(jīng)成為教師的主要教學(xué)目標(biāo)，STEM 教育理念強(qiáng)調(diào)教學(xué)中應(yīng)當(dāng)實(shí)現(xiàn)科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)的結(jié)合，應(yīng)用多種思維和能力對問題進(jìn)行思考與探究。小學(xué)科學(xué)是一門理論與實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合的學(xué)科，為了使小學(xué)科學(xué)教學(xué)的質(zhì)量和效率得到提高，對學(xué)生的科學(xué)核心素養(yǎng)進(jìn)行培養(yǎng)，對學(xué)生的綜合能力進(jìn)行鍛煉，小學(xué)科學(xué)教師在開展教學(xué)活動時，應(yīng)當(dāng)遵循STEM 教育理念，將“做思共生”教學(xué)落實(shí)到位。結(jié)合小學(xué)科學(xué)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行“做思共生”的教學(xué)設(shè)計，這樣不僅有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)核心素養(yǎng)，還可以為學(xué)生日后的學(xué)習(xí)與發(fā)展奠定良好的知識與能力基礎(chǔ)，使其具備多學(xué)科思維能力，突破思維限制，從多個角度對問題進(jìn)行思考和分析。

一、STEM教育和“做思共生”概述

（一）STEM教育概述

STEM 并不是指將科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)等學(xué)科相結(jié)合教學(xué)，而是實(shí)現(xiàn)四個學(xué)科教學(xué)內(nèi)容的整合，使其在現(xiàn)實(shí)情境中得到應(yīng)用。STEM 教育本身具有較強(qiáng)的開放性和發(fā)展性特點(diǎn)，在時代不斷發(fā)展以及科技不斷進(jìn)步的背景下，STEM 教育的內(nèi)容也在不斷豐富。STEM 教育理念作為一種重要的教學(xué)理念，其關(guān)注的不僅僅是對學(xué)科知識的教學(xué)，更應(yīng)當(dāng)對四個學(xué)科知識之間的關(guān)系進(jìn)行思考和探究，以此為基礎(chǔ)，對學(xué)生思維能力、邏輯能力、創(chuàng)造能力進(jìn)行鍛煉和提高，使其具備獨(dú)立解決問題的能力，并且可以以創(chuàng)新性的思維解決問題，各學(xué)科知識在解決問題的過程中起著基礎(chǔ)性作用。STEM 教育更強(qiáng)調(diào)學(xué)生通過“做中學(xué)”的方式進(jìn)行知識的學(xué)習(xí)以及思維的拓寬，使其思維品質(zhì)得到提升，而不僅僅重視學(xué)生對學(xué)科知識的獲取。

正是STEM 教育理念關(guān)注的重點(diǎn)，決定了其具有跨學(xué)科性、情境性、協(xié)作性和體驗(yàn)性等方面的特征?？鐚W(xué)科性作為STEM 教育最重要和主要的特征，其強(qiáng)調(diào)教學(xué)應(yīng)當(dāng)突破學(xué)科之間的界限，從實(shí)際問題的角度出發(fā)，讓學(xué)生從中掌握知識，提高能力；情境性特點(diǎn)強(qiáng)調(diào)STEM 教育主要是以實(shí)際問題情境作為教學(xué)的主要情境，讓學(xué)生在對實(shí)際問題的思考與探索中掌握知識，并使學(xué)生具備解決實(shí)際問題的能力；協(xié)作性特點(diǎn)強(qiáng)調(diào)學(xué)生在對問題進(jìn)行探索的過程中，應(yīng)當(dāng)以小組協(xié)作的方式進(jìn)行，通過加強(qiáng)學(xué)生協(xié)作交流的方式，實(shí)現(xiàn)思維碰撞，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新性思維；體驗(yàn)性特點(diǎn)強(qiáng)調(diào)應(yīng)當(dāng)從實(shí)踐活動出發(fā)，使學(xué)生在“做中學(xué)”“學(xué)中思”“思中得”，增強(qiáng)學(xué)生在學(xué)習(xí)中的參與感和體驗(yàn)感。

（二）“做思共生”概述

“做思共生”主要是指應(yīng)當(dāng)在教學(xué)中，實(shí)現(xiàn)動手操作和理性思考的融合，強(qiáng)調(diào)教學(xué)過程的實(shí)踐操作性和感性認(rèn)知內(nèi)化屬性?！白鏊脊采苯虒W(xué)的重點(diǎn)在于加強(qiáng)學(xué)生在課堂上的實(shí)踐性，使其在實(shí)踐、經(jīng)歷的過程中，對問題的答案進(jìn)行思考，并將自己的解決方法和措施落實(shí)于實(shí)際，實(shí)現(xiàn)動手操作能力和思維能力的共同發(fā)展。小學(xué)科學(xué)本身是一門實(shí)踐性較強(qiáng)的學(xué)科，要想使學(xué)生在學(xué)科學(xué)習(xí)中有所收獲，就應(yīng)當(dāng)實(shí)現(xiàn)“做思共生”，在增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)直觀感受與感知的同時，還可以借助實(shí)踐過程激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新性思維，進(jìn)而使其綜合能力得到提高，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)核心素養(yǎng)。

二、STEM 教育理念影響下小學(xué)科學(xué)“做思共生”教學(xué)設(shè)計策略

在STEM 教育理念的影響下，小學(xué)科學(xué)教師在設(shè)計“做思共生”教學(xué)活動時，應(yīng)當(dāng)充分尊重學(xué)生在課堂上的主體地位，并實(shí)現(xiàn)科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)學(xué)科的相互融合與碰撞，對學(xué)生的實(shí)際問題解決能力進(jìn)行培養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生實(shí)踐能力與創(chuàng)新思維的發(fā)展。

（一）整合教材教學(xué)資源

小學(xué)科學(xué)教師在設(shè)計教學(xué)活動的時候，無須將STEM 看作為一種較為復(fù)雜、高級的內(nèi)容，在當(dāng)前的小學(xué)科學(xué)教材中，就包含著許多與STEM教育相關(guān)的元素。這就意味著，小學(xué)科學(xué)教師在設(shè)計“做思共生”教學(xué)活動時，應(yīng)當(dāng)將小學(xué)科學(xué)教材作為核心，通過對小學(xué)科學(xué)教材中教學(xué)資源進(jìn)行深入探究與整合的方式，明確STEM“做思共生”的教學(xué)內(nèi)容和方法。同時，以此為基礎(chǔ)，對學(xué)生的實(shí)踐能力、思維能力等進(jìn)行鍛煉和培養(yǎng)。

例如，在蘇教版小學(xué)科學(xué)教材四年級上冊第三單元中《浮力》這一課的內(nèi)容中，就包含著STEM 元素。為了引導(dǎo)學(xué)生對“不同物體浮力是否相同？”“浮力大小與哪些因素相關(guān)？”的問題進(jìn)行思考與探究，實(shí)現(xiàn)“做思共生”，小學(xué)科學(xué)教師在對本課教學(xué)活動進(jìn)行設(shè)計時，可以借助不同材料物體漂浮實(shí)驗(yàn)以及雞蛋沉浮實(shí)驗(yàn)作為課堂實(shí)踐活動，借此引發(fā)學(xué)生思考，激發(fā)其創(chuàng)新思維。首先，小學(xué)科學(xué)教師應(yīng)當(dāng)提前將學(xué)生分為多個6人小組，并根據(jù)小組數(shù)量準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)材料，如不同材質(zhì)的物體、帶水的容器和雞蛋、食鹽、筷子等，為學(xué)生開展實(shí)驗(yàn)活動做好物質(zhì)準(zhǔn)備。其次，小學(xué)科學(xué)教師可以讓學(xué)生通過小組合作探究的方式，對問題的答案進(jìn)行思考和探究。例如，學(xué)生在對“不同物體浮力是否相同？”的問題進(jìn)行思考與探究時，需要制定實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)、明確實(shí)驗(yàn)流程，將不同材質(zhì)的物體放入帶水的容器中，并對不同材質(zhì)物體的漂浮狀態(tài)進(jìn)行觀察，對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象做詳細(xì)記錄，通過小組討論的方式得出結(jié)論。在此過程中，學(xué)生通過開展實(shí)驗(yàn)、觀察實(shí)驗(yàn)過程的方式，對問題的答案進(jìn)行獨(dú)立思考，再通過討論的方式，實(shí)現(xiàn)觀點(diǎn)的交流和思維的碰撞。這不僅可以鍛煉學(xué)生的實(shí)踐能力，激發(fā)其思維，還可以使其通過實(shí)驗(yàn)的方式，對問題的答案進(jìn)行探究，對學(xué)生的科學(xué)核心素養(yǎng)進(jìn)行培養(yǎng)，使其掌握多種綜合能力。

（二）實(shí)現(xiàn)單元知識重組

在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，要想促進(jìn)學(xué)生“做思共生”，就需將理論學(xué)習(xí)與實(shí)際應(yīng)用緊密結(jié)合，這樣才能使小學(xué)科學(xué)教學(xué)的價值和意義得到充分發(fā)揮。一般來說，小學(xué)科學(xué)教師在對某一單元內(nèi)容講解完畢后，學(xué)生會學(xué)習(xí)到許多本單元的知識點(diǎn)，積累較多的知識內(nèi)容。但是，從學(xué)生的角度來講，其在學(xué)習(xí)這些知識的時候，通常花費(fèi)了許多課時，由于其學(xué)習(xí)本單元知識的過程較為分散，導(dǎo)致學(xué)生對本單元知識的掌握也比較零碎，學(xué)生對本單元知識缺乏整體性的認(rèn)知。而此時，小學(xué)科學(xué)教師如果可以開展STEM 教學(xué)活動，就可以使學(xué)生在本次活動中對本單元的科學(xué)知識進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用。這不僅能夠達(dá)到“做思共生”的效果，還可以實(shí)現(xiàn)“學(xué)以致用”的目的，使學(xué)生對本單元科學(xué)知識形成系統(tǒng)化的認(rèn)知。

例如，蘇教版小學(xué)科學(xué)教材四年級上冊第三單元的《常見的力》中包含了“力與運(yùn)動”“彈力”“摩擦力”“浮力”四個小節(jié)，小學(xué)科學(xué)教師在對本單元科學(xué)知識講解完畢之后，可以結(jié)合本單元知識的特點(diǎn)，為學(xué)生設(shè)計闖關(guān)形式的STEM 活動，活動可以分為四個關(guān)卡。

第一關(guān)，小牛拉車。小學(xué)科學(xué)教師需提前準(zhǔn)備好一個拴著繩子的小推車，讓一名學(xué)生坐在小推車上，另一名學(xué)生拉著小推車前進(jìn)。通過這一活動，可讓學(xué)生對“力與運(yùn)動”相關(guān)知識加以鞏固，直觀地感受到“力可以改變物體運(yùn)動狀態(tài)”的知識點(diǎn)。

第二關(guān)，控制長度。小學(xué)科學(xué)教師需提前準(zhǔn)備好不同重量的砝碼以及一根彈簧，讓學(xué)生通過旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤的方式，隨機(jī)選擇一個數(shù)字，并通過懸掛砝碼拉伸彈簧的方式，將彈簧墊長度控制在該數(shù)字上下1 厘米的長度。借此讓學(xué)生直觀感受“拉力與彈簧拉伸長度”之間的關(guān)系，鞏固“彈力”相關(guān)知識。

第三關(guān)，滑滑梯。小學(xué)科學(xué)教師可以利用操場上的滑梯作為活動器具，讓學(xué)生以滑滑梯的方式通關(guān)。學(xué)生在滑滑梯的過程中，可以對物體之間的摩擦力相關(guān)內(nèi)容加以理解與掌握，借此鞏固“摩擦力”相關(guān)知識。

第四關(guān)，劃船。小學(xué)科學(xué)教師可以讓學(xué)生自行選擇材料制作一個“小船”，并通過扇動“小船”的方式，使其前進(jìn)，最終，前進(jìn)速度最快的小組獲勝。這一關(guān)卡作為STEM 活動的最終關(guān)卡，可以讓學(xué)生對“不同材質(zhì)物體浮力不同”的概念進(jìn)行直觀感受，鞏固“浮力”相關(guān)知識。

（三）創(chuàng)設(shè)生活教學(xué)情境

小學(xué)科學(xué)教學(xué)的目的在于讓學(xué)生運(yùn)用已學(xué)科學(xué)知識解決實(shí)際生活中遇到的問題。所以，小學(xué)科學(xué)教師在開展教學(xué)活動時，可以結(jié)合學(xué)生在實(shí)際生活中可能遇到的問題，為其設(shè)計“做思共生”的教學(xué)活動，借此明確小學(xué)科學(xué)教學(xué)的根本目的，使小學(xué)科學(xué)教學(xué)的價值得到充分發(fā)揮。并且，在學(xué)生對生活化問題進(jìn)行思考與探索的時候，對其實(shí)踐能力、思維創(chuàng)新能力等進(jìn)行鍛煉和培養(yǎng)。而小學(xué)科學(xué)教師在創(chuàng)設(shè)生活化問題情境時，問題的來源應(yīng)當(dāng)與學(xué)生的實(shí)際生活息息相關(guān)，這樣能夠充分激發(fā)學(xué)生解決問題的欲望，進(jìn)而使“做思共生”教學(xué)活動的效果得到增強(qiáng)。

例如，在教學(xué)蘇教版小學(xué)科學(xué)教材四年級下冊第一單元的《冷和熱》時，為了讓學(xué)生更深入地了解“熱脹冷縮”，小學(xué)科學(xué)教師可以從實(shí)際生活出發(fā)，以實(shí)際生活中存在的現(xiàn)象作為問題，激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，進(jìn)而使其在實(shí)踐中對問題的答案進(jìn)行探索，對該科學(xué)知識產(chǎn)生新的認(rèn)知與思考。比如，小學(xué)科學(xué)教師可以詢問學(xué)生：“同學(xué)們，你們有沒有想過，為什么商家在生產(chǎn)飲料的時候，不將飲料裝滿呢？”在提問的同時，利用多媒體設(shè)備展示超市中液體商品的圖片，讓學(xué)生對其進(jìn)行觀察。之后，小學(xué)科學(xué)教師可以準(zhǔn)備錐形瓶、玻璃管、橡皮塞、杯子、牛奶、果汁、水等實(shí)驗(yàn)材料，讓學(xué)生開展加熱和冷卻不同液體的實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)之后，學(xué)生會發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過加熱的液體，液面會上升，而冷卻的液體液面會下降，進(jìn)而得出“熱脹冷縮”的結(jié)論。通過此次實(shí)驗(yàn)，學(xué)生也得出了問題的答案，并理解這一現(xiàn)象的出現(xiàn)，不僅使學(xué)生對“熱脹冷縮”產(chǎn)生更深入的理解，還能使學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)的方式，對實(shí)際生活中的問題進(jìn)行思考與探究。這不僅有助于學(xué)生思維的發(fā)展，還可以對學(xué)生的實(shí)踐能力進(jìn)行鍛煉。

三、結(jié)語

綜上所述，STEM 教育理念是當(dāng)前我國各階段、各學(xué)科教學(xué)中較為常用的教育理念，實(shí)現(xiàn)STEM 教育理念與“做思共生”教育理念的結(jié)合，不僅僅因?yàn)槎咧g存在著一定的相似之處，更是因?yàn)槎咴谂囵B(yǎng)學(xué)生的目標(biāo)上具有一致性。在STEM 教育理念和“做思共生”教學(xué)理念的引導(dǎo)下，小學(xué)科學(xué)教師可以對自身的教學(xué)目標(biāo)和任務(wù)更加明確。因此，小學(xué)科學(xué)教師在開展教學(xué)活動時，應(yīng)當(dāng)做好教學(xué)設(shè)計工作，將STEM 教育理念和“做思共生”教學(xué)理念融入其中，注重對學(xué)生進(jìn)行核心素養(yǎng)和綜合能力的培養(yǎng)，使其具備使用科學(xué)知識解決實(shí)際生活問題的能力。