基于STEM教育開展小學科學家庭實驗的策略

鄭潔

【摘要】小學科學新課程標準發布后，小學生科學探究熱情呈現前所未有的高漲，走向融合的STEM教育也成為熱門，但熱鬧景象背后卻掩蓋不了學生在設計和探究過程中帶來的挫折與沮喪，如果在適當時候或適當環節，教師、家長出來幫領一下，學生就可以從困惑或失敗走出來。筆者從STEM教育理念出發，結合當地農村小學開展家庭實驗的實際情況，探討科學家庭實驗“先領后放”實施策略，“領入課堂，放開志趣”“領動社團，放開過程”“領進家庭，放開探究”。讓學生在領與放的空間上自信地科學探究，同時為致力于一線科學教師家庭作業的布置及與家長地有效溝通提供參考，引起更多的教育工作者一起重視小學科學，研究家庭實驗的實施。

【關鍵詞】小學科學；STEM教育；家庭實驗；先領后放

2017年1月19日，教育部發布了《教育部關于印發〈義務教育小學科學課程標準〉的通知》，小學從一年級開始開設科學課，科學教學實施方面注重實驗教學和實踐探究過程，單獨強調了要增強學生的問題意識。為了了解學生對科學實驗的學習情況，筆者聯合深圳X小學科學組設計了問卷《小學生科學對比實驗學習情況》，問卷隨機發至廣東省的各小學，對學校的三至六年級學生進行問卷調查，得到有效問卷1431份，下面是一些調查數據：66.25%學生表示對科學實驗非常感興趣，身邊如果有適合用對比實驗探究科學問題，80.29%學生表示很好奇很想探究，顯示學生對科學對比實驗的興趣程度都很高，但關于學生對對比實驗的運用程度數據顯示，達半數學生選擇的選項都是錯誤選項，可見對實驗的了解程度和運用能力都比較薄弱。

近幾年，本校在STEM教育理念指導下采用“領入課堂，放開志趣”“領動社團，放開過程”“領進家庭，放開探究”策略，讓學校不同科目之間，教師與家長之間形成教育合力。接下來便以粵教科技版科學六年級下冊第二單元“我是小小設計師”第12課《材料的選擇》為例，詮釋“先領后放”的實施策略。

教材通過分析不同雞蛋包裝盒的材料，了解材料的選擇對物品功能的實現起著至關重要的作用，然后基于材料的選擇設計，并根據設計方案制作、測試和評價雞蛋包裝盒。在單元中起承上啟下的作用，結合STEM教育和學校科技社團的課時安排，開展了設計“保護雞蛋裝置”項目。

一、“領”入課堂，“放”開志趣

良好的開端是成功的一半，家庭實驗的開展也不例外，學校課堂教學起到了關鍵性的作用。教師應當努力去尋找學生感興趣、新奇而且能引人入勝的情景，然后將學生領入其中，這樣能夠有引起學生的注意力，放開學生對該項目學習的興趣；同時，好的領入能為后面的環節設下鋪墊，誘發學生產生學習的求知欲望，為后面項目的探究埋下伏筆。

課堂上設計了四個活動：1.分析交流不同材料的雞蛋包裝盒；2.設計雞蛋包裝盒；3.制作和測試雞蛋包裝盒；4.拓展延伸布置家庭實驗項目。老師指導小組討論設計完成“測試與評價表”，內容包括：測試結果，評價項目（功能結構、材料選擇、外觀、其他方面），改進方法，改進設計圖。雞蛋包裝盒的設計和制作難度不大，但在教學過程中，盡量為學生成功地制作樣品提供及時的支持和幫助，讓他們體會到“做”的成功和樂趣，培養通過“動手做”解決問題的習慣。孩子們投入的熱情、思維的發展，創新的智慧都讓我深深感動。課上，小組同學間經常就一些技術問題展開討論，很多學生打了下課鈴還不愿走，還要繼續改進方案。

老師是家庭實驗的發動者，一定要研讀課標，“吃透”教材，對涉及的內容非常熟悉。能根據教材和目標要求，擬定整學期的家庭實驗詳細計劃書。在確定“大實驗”的同時，能結合實際情況，從教材和相關教輔中選擇一些力求器材簡單易得、操作簡便、現象明顯、比較安全并獨具趣味性的實驗。

二、“領”動社團，“放”開探究

從課堂實驗到家庭實驗，我們以STEM社團為橋梁“領”動，借助特長學生帶動全體學生參與活動探究。對應課堂拓展延伸布置的家庭實驗項目“制作保護雞蛋裝置”，將活動做到深處，講解雞蛋保護器的科學意義：月球登陸、安全降落、（下轉第21版）（上接第20版）重力加速度、緩沖等原理用每周的社團活動課連續上三次。第一次：側重于方案設計，交流修正，布置回家制作。第二次：展示各自的作品，實際測試，分析原因，再次設計，再回家制作。第三次：展示作品，猜一猜，實際測試，比一比、評一評。在第一課時，學生直接面對挑戰任務——制作一個保護雞蛋裝置從三樓高空降落，安全著陸。之后引導學生經歷分析任務、設計方案、設計匯報、制作與測試、交流反思等一系列過程，我們看到不只是降落傘型裝置，還有框架型、不倒翁型等，運用的保護材料也非常豐富，除了常規的紙、泡沫，還有吸管、棉花、鹽水等，還融合生活中快遞包裝進行設計。給學生探究的空間，他們的思維會更加活躍。

社團集結了各班的特長學生，通過社團學習學會構思、設計、制作，在后續班級進行家庭實驗過程中，起到以點帶面的作用。先在社團開展STEM課程培養學生解決問題的能力，在提問環節，有的學生也很會提問，有的針對結構的設計，有的針對材料的使用，價格，質量等。制作和測試，學生更是體驗了工程制作中的困難，如線怎么打結，如何裁剪合適的尺寸等，發現制作中的每個細節都很關鍵。在后續班級開展家庭實驗過程中，特長學生們擔任小隊長，讓探究方向變得更開放。

三、“領”進家庭，“放”開過程

在每學期的開學初，借家長會向家長簡單介紹本學期的科學家庭實驗，并發放家庭實驗通知書和相關指導資料，引導家長閱讀。利用學校微信公眾號平臺及時解決各家長提出的疑問。并鼓勵家長在指導實驗中遇到問題找老師一起討論解決。例如，“保護雞蛋裝置”的實驗通知書，需要介紹的內容除了基礎的實驗目的、實驗原理、實驗難點、溫馨提醒，還有實驗過程中家長的具體指引：推薦制作材料、參考制作步驟、注意事項和拓展資料。家長認識到家庭實驗的意義，重視孩子的實驗，提供全過程的耐心指導和鼓勵，支持培養孩子的動手分析能力。作品出爐，家長給予適當贊揚，對作品進行評價，引導孩子作改進工作。

家庭實驗以課本為依據，制定各個學期的實驗計劃。據有關調查顯示有71.3%的家長是想指導但是自己的科學素養缺乏，而另外還有15.75%的家長沒有時間指導孩子。這個結果告訴了我們“領”的重要作用，我們要注意幫助家長能有效指導實施，加強與家長的交流溝通，讓他們意識到家庭實驗的意義及自己的責任，投入時間，“放”手為孩子進行家庭實驗過程提供開發的空間和資源。

筆者使用“先領后放”的策略開展家庭實驗，每一步結合實驗設計表，課堂領動社團，社團領進家庭，讓學生少走彎路，走出挫折與沮喪陰影，能自信地參與其中，真正地擁有獨立思考、操作以及評價的機會，能真正地成為STEM項目的主人。這樣的實施策略深受學生的喜愛，因為這樣他們不僅在科學課中可以收獲書面知識，收獲技巧以及提升自己的科學素養，還可以在同學、家長的引領下成功探究。本校近幾年學生作品《廚具油污的環保清洗方法調查研究》《胡蘿卜沉浮的秘密》《美容水果，等你來選》《簡易抽袋裝置》等在各級科技創新大賽獲獎，不僅增強了學生的科學素養，還逐漸提升了科學在大家心目中的地位。但是，這種策略的運用講求領的法和放的度，如何把握，真是考驗教師的智慧與經驗。不過，只要教師在教學實踐的過程中不斷地探索與總結，筆者相信解決領的法和放的度會更加得心應手。

參考文獻：

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