合理開發STEM課程 促進STEM教育落地

福建省福安師范學校附屬小學 鄭吉穎

STEM作為一種全新的教育模式，因跨學科的綜合性、技術的融合性、情境的整合性、項目的創新性越來越受到重視。許多學校想要或已開設STEM 課程，但課程資源從何而來，什么樣的課程才是真正適合本校學生呢？大城市許多大校、名校因其地理位置、經濟實力等原因能購買機器人、3D 打印機、scratch 軟件等配套的一系列材料，還有許多校外機構及科研單位作為依托，可以系統地開發STEM課程資源。

那么普通縣城或農村的學校，沒有高大上的實驗室，沒有權威的專家和校外輔導機構助力，是否就不能進行STEM 課程教學呢？其實不然，STEM 課程注重的是讓學生面對復雜、真實的問題情境，對科學知識進行重組、建構與遷移，解決學習和生活中的實際問題。不同的學習、生活環境，不同的家庭、社會背景并不會阻礙STEM課程的開發與實施，只會產生與大城市的名校不同的實際問題供我們的STEM 課程進行開發與利用。

一、從科學課程的“技術與工程領域”尋找課程資源

小學科學課程作為國家基礎性課程，其設計充分考慮小學生的年齡特點與認知規律，既反映國際科學教育的最新成果，也兼顧我國小學科學教育的實際情況，并倡導學科關聯和跨學科學習。在2017版小學科學課程標準中增加的“技術與工程領域”學習內容就是為了讓學生有機會綜合所學的各方面知識，體驗科學技術對個人生活和社會發展的影響，使學生體會到“做”的成功和樂趣，并養成通過“動手做”解決問題的習慣。這一領域的學習內容完全可以通過二次開發成為STEM課程實施。

教科版小學科學教材中就有很多可以開發成STEM 課程的內容。這些學習內容十分注重科學教育和技術教育的結合，與學生的學習生活息息相關，學生也有相應的科學知識基礎，很適合開發成STEM課程。

例如，教科版六上《做框架》《建高塔》這兩課可結合改編成《牙簽建高塔》，在課程實施中，我選取了牙簽和胡蘿卜作為建高塔的材料，這些材料是生活中最常見易得的，使用胡蘿卜可以根據需要切割成不同的大小，還能讓牙簽順利插入固定，這比使用瓶子、吸管作為材料建高塔時固定容易。接著我通過微視頻再現埃菲爾鐵塔、廣州塔，聚焦高塔結構，引導學生分析高塔穩定不倒的秘密有：三角形結構穩定，上小下大、上輕下重結構穩定。有了這樣的科學認知作為基礎，學生以“建筑師”的角色參與課程，依照“確定主題-設計方案-選材建造-分析評價-修改方案-重新建造-造出產品”這一工程設計的流程進行了建高塔活動。

學生先根據建高塔這個主題確定限制條件和成功的標準，設計前先思考什么樣的結構高塔才能穩定；建造過程中要明確牙簽怎么插，胡蘿卜塊怎么切；評價時需要考慮高塔是否穩固、美觀、成本低等因素。活動中，學生通過展示個性設計，在自評與互評中反思優化，再進行二次設計。整個活動在師生、生生互動交流與質疑優化中自然展開，思維不斷碰撞，學生就如同建筑師般對自己的作品進行不斷的改進與優化，創新與實踐能力得到有效提升。

這樣依托小學科學“技術與工程領域”教材資源進行二次開發而形成的STEM 課程符合小學生認知水平和實踐能力，課程難度適中，教師在實施課程時的可操作性強,促使STEM教育真正落到實處。

二、從學生的課堂生成中尋找課程資源

課程資源不僅可以來自小學科學教材、教學用書等現成的資料，我們的教育對象——學生在教學活動中的一些動態生成也是STEM 課程開發的又一資源。學生在課堂活動中常常會產生質疑、出現錯誤、提出需求和困惑，很多具有潛在的教育價值和意義，只要合理地利用也能開發成STEM課程。

《光線現形器》這一課程資源正是這樣開發的。教科版小學科學五年級上冊《光》這一單元的教學中，要求學生理解感受光是沿直線傳播的，并認識光遇到鏡子后會發生反射，反射光也是沿直線傳播的。然而不論教材還是配套實驗儀器中都沒有能展示和探究光傳播路徑的器材。在《光怎樣傳播的》一課中教材采用手電筒照射打孔的卡紙，觀察手電筒的光斑位置來推測光是否沿直線傳播；在《光的反射》一課中教材設置了三個小實驗，通過用手電筒照射平放在桌面的書、立放在桌面的書和借助鏡子照射放置在書后的小球來理解光會發生反射及反射光也是沿直線傳播的。

在實際教學中，學生肉眼能看到的是目標上留下光斑，無法清晰觀察到光傳播的路徑，很難準確畫出光路圖，也無法建構光沿直線傳播及光的反射概念。于是我充分利用這個課堂生成，鼓勵學生自制光線現形器。確定主題后學生通過上網查詢等方法了解丁達爾現象，知道光通過膠體時會產生一條光亮的通路。接著他們選取膠體材料，體驗項目制作的過程，在制作“光線現形器”活動中學習逐步調整設計至項目完成。這樣利用學生課堂生成開發的STEM課程資源，解決學生學習生活中遇到的困難，具有針對性和時效性，充滿真實探究的活力，不僅可以拓展我們開發課程資源的領域，也讓學生更容易將所學的內容內化，使STEM課程實施真正落到實處。

三、從學校特色、地方特產中開發課程資源

每個學校的學校特色和每個地方的本土文化對STEM 課程來說都是一座永不枯竭的寶藏。合理的開發成適合小學生的STEM 課程更有利于STEM 課程本土化。

科技節是我校一年一度的盛會，學生積極參與各種科學游戲競賽，其中“紙飛機大賽”是深受學生歡迎的一項賽事，怎樣讓自己的飛機飛得更遠是他們迫切想解決的問題。于是一堂主題為《紙飛機的秘密》的STEM 課程孕育而生，學生為了讓自己的紙飛機飛得更遠，通過上網搜索、翻閱書籍、詢問他人等方式學習紙飛機不同的折疊方法（多的小組找到了12 種），并不斷嘗試用不同的投擲角度試飛紙飛機，再用軟尺測量出飛行距離，選出本組中最強飛機展開想象用畫筆給飛機設計美麗的外殼，最后參與紙飛機大賽。整個課程以造一架飛行距離最遠的紙飛機為任務驅動學生的主動學習，讓學生在問題、實驗、成果、修正、再實驗、結果等幾個流程中自主探究，尋找科學規律。

電機工業是福安市重點特色產業之一，福安也是中國中小電機出口基地。我們就利用地方優勢產業，開發了《小電器我來造》這一課程。我們在當地企業中建立了實踐基地，帶領學生到企業廠房中觀摩電動機的生產組裝，聆聽技術工人介紹電動機的工作原理，了解電動機市場運用前景。有了這樣的前期準備，學生接下來的小電器創作就水到渠成，他們利用電學原理設計想要制作的小電器，再到市場上購買所需材料進行組裝，反復調試，遇到困難就找教師或企業中的技術人員咨詢。一個月后，一個個自制小電器問世了，有小吸塵器、小風扇、小賽車、制棉花糖機……看著自己的產品在展示會上亮相，學生的成就感溢于言表。這樣鮮活而生動的課程，才是學生想做、能做、樂做的，才能使我們的STEM課程真正有效實施。

四、結語

德國教育學家斯普朗格曾說：“教育的最終目的不是傳授已有的東西，而是要把人的創造力量誘導出來，將生命感、價值感喚醒。”利用現有教材，關注學生課堂生成，結合本校、本地特色，合理開發STEM 課程正是秉承這一理念，以適合本校學生的真實問題解決為目的，讓學習真正發生，使STEM教育真正落地小學課堂，不再是空中樓閣、水中明月。