深入挖掘，讓STEM教育不再神秘

楊柯君

[摘要]我們完全可以在平常的科學教學中注意挖掘一下每一課的STEM元素，進而設計出適合本課的STEM活動，以平常心來踐行sTEM教育;當然，如果能結合一些科技活動項目，以這些活動為載體，進而設計出一整套STEM系列活動，實實在在地踐行STEM育就更好了。毋庸置疑，我們不管以哪種方式來踐行STEM育，都能不斷提升學生的綜合素養，為培養實現“中國夢”的人才打下基礎。我們可以在解決“難題”中完善科學探究，在材料選擇時實施工程教育，在改進工藝時感知技術教育，在測量計算時踐行數學教育。只要我們不斷探索、不斷實踐，就一定能開發出更多基于科學探究、可行和有效的STEM課程，從而不斷提升學生STEM素養。

[關鍵詞]科學教學;STEM教育

[中圖分類號]G623.6 [文獻標識碼]A [文章編號]1007-9068（2020）12-0078-02

STEM，是近年來在世界上非常火的教育概念，STEM代表科學（science），技術（Technology），工程（Engineering），數學（Mathematics），STEM教育就是一種將科學、技術、工程和數學結合的跨學科融合教育。2013年，為了培養新時代的人才，有識之士將STEM教育引入我國，同時開始了STEM教育的一次次嘗試。然而，現行的小學科學教學體系有很多因素制約著STEM教育的開展：課時少，課時分散，沒有參考……于是有人望而卻步了。于是，STEM教育似乎可望而不可即了，神秘感也油然而生。但是我想，我們完全可以在平常的科學教學中注意挖掘一下每一課的STEM元素，進而設計出適合本課的STEM活動，以平常心來踐行STEM教育;當然，如果能結合一些科技活動項目，以這些活動為載體，設計出一整套STEM系列活動，實實在在地踐行STEM教育就更好了。毋庸置疑，不管我們以哪種方式來踐行STEM教育，都能不斷提升學生的綜合素養，為培養實現“中國夢”的人才打下基礎。下面，結合《空氣火箭》一課，談談我在小學科學教學中踐行STEM教育的點滴體會。

一、在解決“難題”中完善科學探究

在現如今小學科學課堂，我們科學老師總是設計出一個個科學探究活動，引領學生親歷科學，讓他們像科學家那樣“真刀真槍”地搞科學，并在探究的過程中思考、經歷、感悟、體驗。于是乎，小學生的科學探究能力得到了一定的培養，但是學生的技術素養、工程素養卻沒有得到培養。而缺少了技術素養和工程素養培養的科學教育又是不完整的。為了培養具有科學、技術、工程、數學等綜合素養的未來接班人，我們必須重新審視原有的科學探究活動，從工程和技術的角度出發，結合相應的科學概念設計出具有STEM元素的活動，從而完善我們的科學教育。例如《空氣火箭》一課中有研究空氣火箭飛得遠近與什么因素有關的科學探究活動，如果我們只是按照“提出問題——做出假設——實驗驗證——得到結論”的科學探究四部曲帶領學生探究，學生的綜合素養很難得到提升。但是，如果我們把這個探究活動稍稍改動，讓它難一點，“讓學生想辦法制作一個發射得更遠的空氣火箭”，效果就不一樣了，學生們為了解決這個“難題”，不僅會先去探究搞明白“影響空氣火箭飛得遠近的因素”，還會從材料、制作工藝等方面綜合考慮，從而改造出飛得盡可能遠的空氣火箭來。這樣，一個原本只能培養學生科學探究能力的活動，由于滲入了工程和技術因素，變成了一個具有STEM元素的活動，學生一旦經歷了這樣的活動，其綜合素養都會得到提升。

二、在材料選擇時實施工程教育

在科學教學中，材料的準備是至關重要的，可以說沒有“材料”就沒有“經歷”，就沒有“發現”。那我們應該給學生提供怎樣的活動材料呢？無疑，有結構的材料是上上之選。因為“有結構的材料”往往更便于學生發現問題，解決問題，以獲取新知。我們在平常的科學教學中，經常會采用材料超市的方式給學生提供材料，這些材料往往是經過我們精選的有結構的材料，期望學生利用這些材料通過實驗探究輕松地獲得結論。不容置疑，這些有結構的材料對于培養學生的科學探究能力的確起到了不可或缺的作用，但對于學生其他素養的提升卻收效甚微。于是，我在想，要是精選材料的事情不是由教師包辦代替，而是由學生自己完成，不就可以讓學生通過材料的選擇，接受工程方面的教育嗎？所以在本課中，我設置了一個特殊材料超市，在這個材料超市中物品有的是有結構的材料、有的卻不是。我讓學生根據自己的設計，自行選擇需要的材料，再進行制作。學生們在經過了幾次材料的選擇和嘗試后終于選出了合適的材料，然后通過不斷嘗試改進，終于制作出一個盡可能飛得遠的空氣火箭，不知不覺中，學生們接受了工程教育的洗禮。

三、在改進工藝時感知技術教育

一個設計要變成現實，就必須有好的原材料，然而有了好的原材料，沒有相應的技術支持也還是不行的。在科學教學中，有很多時候，我們常常會讓學生利用一些由教師預先準備好的活動器材來進行某些探究，以便學生能輕松地完成科學探究活動。但是這樣的話，學生只做了一件沒有技術含量的活動，只是去模仿教師實驗或者被教師牽著鼻子進行探究，毫無創新精神可言。其實，如果我們在學生進行科學探究前，只提供一些最初始的原材料，讓學生根據自己的設計，親自制作科學探究活動所需要的活動器材，就能讓學生在制作過程中通過不斷地改進制作工藝，從而完善實驗器材，使學生能更有效地完成科學探究活動。本課，在探究“空氣火箭發射遠近與哪些因素有關”環節，我沒有直接提供給學生預先制作好可做對比實驗的空氣火箭，而是提供了眾多制作空氣火箭的原材料，我讓學生親自選材、制作，然后不斷嘗試，最后通過對比實驗明白：在其他因素不變的情況下，制作工藝差（漏氣）的空氣火箭飛得近，而制作精良（不漏氣）的空氣火箭飛得遠。學生們通過做了一些“技術”活，不僅動手能力得到提升，也深深地感受到了工藝改進對于科學研究的重要性。

四、在測量計算時踐行數學教育

眾所周知：科學課強調對事物不僅有在質上的認識，更要從量上的分析得出結論。定量分析會使學生的頭腦更精確化、更科學化，只有能用數據來描述事物時，才算達到了對事物性質的真正了解。那么數據從何而來呢？顯然，收集數據應該由學生來完成，因為這樣不僅能讓學生獲得第一手資料，為解決科學探究問題打下基礎，還能培養他們的數學技能。本課中，我讓學生在自行玩空氣火箭的時候，讓他們利用量角器來測量火箭發射角度，使每次發射角度都保持一致，以避免角度因素對空氣火箭發射遠近產生影響，從而使學生能獲取更為精確的數據;我讓學生用卷尺測量自己組的空氣火箭發射的距離，最后再計算平均數，以消除偶然數據的影響。這樣，學生通過在活動中測量、計算，不僅解決了怎樣的空氣火箭飛得更遠這個終極問題，還提升了自己的數學素養。

以上是筆者在小學科學教學中踐行STEM教育的點滴體會，事實證明，只要我們善于挖掘科學活動中的STEM元素，就一定能設計出精彩的STEM活動;只要我們不斷探索、不斷實踐，就一定能開發出更多基于科學探究、可行而有效的STEM課程，從而不斷提升學生綜合素養。

（責編：韋淑紅）