STEM教育助推小學科學課堂高效學習

朱穎泉

近年來，STEM教育實踐在中國如火如荼地開展。從客觀方面，緣于國家層面的積極推動，如中國教育科學研究院發(fā)布《中國STEM教育白皮書》，2017 年教育部公布的《小學科學課程標準》也倡導跨學科學習等。從另一方面講，STEM教育本身基于其項目學習、技術(shù)工程實踐探究以及跨學科整合等特點，能更好地促進學生的思維發(fā)展，提高課堂學習效率。接下來，我結(jié)合自己的實踐，主要談?wù)凷TEM教育在小學科學課程中如何提高課堂的學習效率。

一、基于項目學習，激發(fā)學生學習熱情

科學課堂，應(yīng)該是富有探究性、趣味性、學生積極投入的課堂。但是在教學中，我們有時會發(fā)現(xiàn)，學生對于科學課堂缺乏熱情，在課上提不起精神。學生的學習的熱情也許在之前一節(jié)節(jié)沉悶的科學課中消磨殆盡。而STEM教育，能極大地改善這樣的情況。STEM教育比較突出的一個特征是基于項目、問題的學習。項目、問題的學習最早在應(yīng)用于大學的醫(yī)療課程教授，在某種程度上，能極大地促進學生將已有知識相結(jié)合，以創(chuàng)造性的思維去解決問題。教師以“明確的結(jié)果”為目標導向，以“模糊的任務(wù)”為過程驅(qū)動，引導學生自主去嘗試解決問題，激發(fā)學生的學習熱情。

在項目的設(shè)立方面，我們應(yīng)從生活方面、學生的知識層面、解決的難度方面等進行考慮。在自編課程《橋梁工程師》中，我這樣引導學生確立明晰要學習的項目內(nèi)容，“在生活中，我們經(jīng)常會見到各種各樣的橋梁，如果讓你來做一個橋梁工程師，你會設(shè)計怎樣的橋梁呢，請同學們先查閱關(guān)于橋的相關(guān)知識，然后小組合作，現(xiàn)在設(shè)計單上設(shè)計出你們想制作的橋梁”。當聽到設(shè)計制作橋梁時，每一位學生都給予了足夠的關(guān)注度，做一回“橋梁工程師”讓學生感受到新穎，設(shè)計制作橋梁，讓學生覺得學習內(nèi)容很有挑戰(zhàn)性。

以生活中常見的橋梁作為學習的項目，貼近學生的生活，易于學生開展學習;通過先前對橋梁知識的查閱了解，讓學生在生活經(jīng)驗基礎(chǔ)上加深對橋梁的認知，避免了學生閉門造車、天馬行空的胡亂設(shè)計;設(shè)計制作心目中的橋梁，這個項目的學習難度對于小學高年級段的學生來說，也是比較適中。最主要的是，以項目的學習，學生在科學課堂的學習熱情能很好地激發(fā)，對于學習的學習效率，有很大的促進作用。

二、融合工程實踐，提高學生探究能力

在現(xiàn)實生活中，項目的學習、問題的解決都是比較困難的，需要學生用知識和動手實踐相結(jié)合去解決。如何引導學生有效地將知識和動手能力整合？將工程實踐融合進小學的科學教學，我覺得是不錯的方法。工程實踐的主要特征是運用多種技術(shù)和數(shù)學方法，形成系統(tǒng)化的解決方案。將工程實踐的理念應(yīng)用到小學科學的教學，能幫助學生建立系統(tǒng)化解決問題的思路，能極大地提高學生解決問題和探究的能力。我將課堂中的工程實踐分為幾個步驟：確立項目——設(shè)計方案——制作嘗試——交流改進——總結(jié)分享等。在這幾個環(huán)節(jié)中，都需要學生投入時間去探究研究，在小組協(xié)作努力下，學生主動探究，積極行動，在環(huán)節(jié)突破中不斷提高自己的探究能力。

在STEM課程《橋梁工程師》中，學生查閱資料后，小組進行合作，一起設(shè)計橋梁。通過一節(jié)課的時間，每個小組都設(shè)計好了自己小組的橋梁，有斜拉式的橋，有梁氏橋，還有拱橋等。每個學生都將自己的想法分享給組員，提出了自己的合理建議。每個小組根據(jù)自己組的橋梁設(shè)計圖紙進行制作，組內(nèi)分工明確：有的同學進行打結(jié)，有的同學進行協(xié)助，有的同學進行材料準備，大家都是全身心地投入其中，在小組的共同努力下，同學們完成橋梁的制作。完成橋梁的制作后，我引導學生進行全班交流，“大家覺得可以從哪些方面對我們制作的橋梁進行評價呢”。學生提出可以從：制作難度、實用性、材料成本以及美觀性等方面。我將準備好的評價表下發(fā)給各組，讓學生對其他小組的橋梁進行評價。

在小組設(shè)計過程中，學生的設(shè)計能力得到發(fā)展;在制作環(huán)節(jié)，小組的合作能力、學生的動手能力得到鍛煉;在交流評價環(huán)節(jié)，學生的表達交流、評價能力得到促進。在一系列的活動中，學生像科學家一般去思考和行動，主動性明顯提高，大大地促進了探究能力的發(fā)展。

三、跨學科整合學習，促進學生知識掌握

作為教育者，我們都有這樣的感受，“不管是何種教育，很大程度上是為幫助學生對知識的掌握，提高他們運用知識去解決問題的能力”。但是我們在很多方面發(fā)現(xiàn)，學生知識的掌握與在社會中的應(yīng)用發(fā)生了一個很大的脫節(jié)。如何將課堂學習到的知識運用于生活問題的解決，幫助學生更好地掌握所學知識呢？STEM教育給我們很好的啟示。

STEM教育的另一個明顯特征就是跨學科整合學習?？鐚W科不是簡單地將“科學”“技術(shù)”“工程”“數(shù)學”等知識放在一起教授給學生。項目解決包含的不同方面知識需求，這時就需要教師將多個學科的知識進行整合，進而催生出了跨學科整合學習。在科學課堂中，跨學科整合不僅僅是科學方面的知識，還可能包括數(shù)學知識、人文環(huán)境、藝術(shù)等方面的知識。就是在解決問題、工程實踐的過程中，學生主動運用多個方面的知識來幫助自己達成目標。

在《橋梁工程師》課程中，科學、數(shù)學、藝術(shù)等方面的知識得到有效整合運用。如在設(shè)計橋梁時，需要呈現(xiàn)出來的是完整的設(shè)計稿，學生需要考慮橋梁的科學性和美觀性，這時科學和藝術(shù)的相關(guān)知識就能得到運用;在制作橋梁時，需要計算所用的材料數(shù)量、長度等，這時學生就會運用到數(shù)學相關(guān)知識。通過項目的學習、工程的實踐，學生自主運用知識去解決問題，就是在用的過程中，學生在意識層面就加深對知識的理解和掌握。

小結(jié)

在《橋梁工程師》課程中，我利用三節(jié)課的時間，和學生完整地體驗了一回“橋梁工程師”。在時間安排上面：第一節(jié)課，主要是“項目確立”和“設(shè)計橋梁”;第二節(jié)主要是引導學生利用材料“制作橋梁”，完成作品;第三節(jié)課是“交流改進”和“總結(jié)分享”環(huán)節(jié)。在這三節(jié)課中，始終以“橋梁”為項目導向，通過工程實踐進行探究，以有效的知識整合來幫促進學生知識掌握。在整個學習過程中，學生學習熱情高，主動探究意識強，合作精神佳，知識掌握好，學習效率大大提高。所以將STEM教育融入小學科學教學是非常值得實踐的。

【作者單位：蘇州工業(yè)園區(qū)婁葑實驗小學? 江蘇】