在科學課堂上實施本土化STEM教育

(江蘇省南京市洪武北路小學,江蘇 南京 210018)

STEM教育早在20世紀80年代就已在美國興起，美國國家研究理事會于2011年正式發布了《K-12科學教育的框架：實踐、跨學科概念與核心概念》，并在2013年4月正式頒布了《新一代科學教育標準》，將STEM課程納入了國家課程標準，同時提供了具體詳實的內容和實踐指導。近年來，越來越多的國家都在通過各種舉措實施STEM教育，為未來培養具有競爭力的人才。

2010年我國通過了《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020年)》，《綱要》強調：要重視培養學生的創新精神和實踐能力，這與國際上科學教育發展的趨勢相一致。考慮到我國小學科學教育的現狀，筆者認為將STEM教育“本土化”，主要是更新教育理念，用好用活本土資源。小學科學課堂是開展STEM教育實踐的好平臺，值得重視和研究。筆者嘗試基于課本的某個單元或主題，組織學生開展本土化的STEM主題活動。

案例一：組建小交響樂團

本案例根據蘇教版小學科學教材四年級上冊第三單元“奇妙的聲音王國”改編而來。該單元主要涉及了聲音的產生原理、聲音的傳播方式、人耳聽到聲音的過程、聲音的音調和音量等內容，單元最后有個小活動是讓學生自制樂器。

通過訪談，筆者發現在實際教學中，教師將自制樂器作為拓展活動讓學生課后完成，也很少給予學生反饋，或者干脆一語帶過。在整個聲音單元的學習過程中，學生興趣不高。筆者對教學內容進行了調整，根據STEM教育的理念，進行了教學設計(如表1)。在教學中首先為學生創設情境，充分調動學生的積極性。接著，發布任務，讓學生圍繞項目展開研究性學習。這種教學整合了聲音部分的科學知識，運用分貝儀、傳感器等測量音量和音調，運用數學和工程學知識設計并制作樂器，同時還融合了音樂的樂理知識。實踐證明，這樣的改變讓學生學得更加主動，能夠充分調動他們的積極性，同時還培養了學生解決復雜問題的能力，有效提高了學生的科學素養。

表1

在課程一開始，學生在全班集體交流，梳理解決這個問題已有的知識和需要再學習的知識。在這樣的交流中，認知方面不同質的學生會在簡單的交流中相互學習，縮小認知水平的差距。在后續研究中，學生自主提出研究方案。他們可以根據興趣形成研究小組，在課后進行研究，可以在研究中隨時求助老師和家長。在課堂上，全班并不需要時刻統一步調，但每次上課前各組需向全班匯報上一周課后研究的成果，下課前也需匯報本組目前的進展和課后繼續進行的研究方向。由于受到課堂時間的制約，并不會請所有小組都做全面的匯報，只挑選部分小組進行匯報。在研究過程中，同一小組成員之間可能會持有不同觀點，而不同小組間的成員可能也會形成相似的觀點。這時可以適當調整小組，讓具有同一研究方向的同學組成新的小組。

在這一階段的研究結束后，各組完成自己的產品，并撰寫項目報告書，同時在全班交流。其他同學和老師作為評價者給該小組提出改進意見，也從中學習別的小組的優點。最后的研究成果是開放的，這意味著沒有最好的產品，只有更好的產品。研究也不以最終的匯報為終點，學生可能會產生新的想法，找到新的研究方向，課后繼續研究。

其實，現行的蘇教版小學科學教材中適合改編成STEM教學活動的內容還有很多。

案例二：設計并制作一個簡易凈水器

本案例根據蘇教版小學科學教材三年級上冊第三單元“生命之源——水”改編而來。該單元主要涉及了生命離不開水、水的基本特點、水的毛細現象和溶解等性質、地球上的水資源、水污染等內容。根據STEM理念，設計了如表2所示的教學活動。

表2

STEM教育的熱潮正席卷全球，在這一熱潮下我們一線教師應冷靜思考，選擇適合我國現階段的STEM教育之路。對照21世紀人才的培養目標，教育改革迫在眉睫。從國家政策的引領，到社會各界的支持，到一線教師的實踐，每一個環節都至關重要。通過吸取其他國家的課程改革經驗，一線教師可以先做一些實踐，讓課堂有所改變，勇于打破陳舊的模式束縛，探索出一條將STEM教育本土化的道路。