領(lǐng)悟STEM：遇見更好的學(xué)習(xí)方式

趙彤 郭雙宏

[摘? ?要]為了更好地完成小學(xué)階段各學(xué)科的教學(xué)任務(wù)，教師應(yīng)深入理解 STEM 教育理念的現(xiàn)實意義，探索其在分科教學(xué)中的應(yīng)用。教師可通過類似小學(xué)科學(xué)體驗化課堂、小學(xué)語文趣味化課堂、小學(xué)數(shù)學(xué)操作化課堂等跨學(xué)科教學(xué)案例，從學(xué)生的立場和角度出發(fā)，引領(lǐng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)更好的學(xué)習(xí)方式。

[關(guān)鍵詞]STEM;學(xué)科教學(xué);學(xué)習(xí)方式

STEM教育強調(diào)不同學(xué)科、不同領(lǐng)域的融合，注重學(xué)科學(xué)習(xí)與現(xiàn)實生活的深度結(jié)合，是學(xué)習(xí)者之間通過互相合作，發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、拓展實踐的過程，更是學(xué)生在學(xué)中做、做中學(xué)，收獲知識與豐富體驗的過程。小學(xué)生在生理和心理上都具有鮮明的特點，教師要因材施教，必須從學(xué)生的實際情況出發(fā)。而基于STEM理念的教學(xué)有利于提升小學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高課堂教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)。

STEM教育所強調(diào)的跨學(xué)科整合并不是將科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)、藝術(shù)等教育內(nèi)容進(jìn)行簡單的累積或疊加，而是將不同學(xué)科的內(nèi)容進(jìn)行有機整合，更好地為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力服務(wù)。由此，每個學(xué)科都可以從這一理念中獲得啟發(fā)，用以提升課堂的整體教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)。STEM教育作為一種跨學(xué)科的學(xué)習(xí)方式，其最核心的特質(zhì)在于教會學(xué)生“思考方法”而非“記住知識點”，“注重整體”而非“單項突出”。以下將結(jié)合具體課例，討論如何將STEM理念滲透于不同的學(xué)科課堂。

一、基于STEM理念構(gòu)建小學(xué)科學(xué)體驗化課堂

小學(xué)科學(xué)課程旨在培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)的興趣，提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，具有啟蒙性及普及性。其中的實驗教學(xué)是科學(xué)實踐活動中必不可少的重要環(huán)節(jié)。《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》指出：“探索性學(xué)習(xí)既是科學(xué)的目標(biāo)，也是一種學(xué)習(xí)科學(xué)的方法。”因此，實踐、體驗、探究應(yīng)貫穿于小學(xué)生科學(xué)教學(xué)的全過程，而科學(xué)實驗要從小學(xué)生的興趣出發(fā)，以簡單、有趣的實驗為基礎(chǔ)，將實驗中與數(shù)學(xué)、工程、技術(shù)等領(lǐng)域有關(guān)的知識進(jìn)行有機整合，精心設(shè)計實驗，構(gòu)建體驗式課堂。如教學(xué)教科版六年級上冊“形狀與結(jié)構(gòu)”單元中的“做框架”時，可以先讓學(xué)生根據(jù)自己平時的生活經(jīng)驗，從最簡單的框架開始觀察、研究、體驗、感受，然后借助課件，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)三角形框架是更穩(wěn)定的，再拋出問題“怎樣對不穩(wěn)定的四邊形框架進(jìn)行加固”。為了避免學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果只是“我會做框架了”，要讓學(xué)生親自通過實驗操作，觀察實驗過程中發(fā)生的各種現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)斜桿在框架中所起到的“推、拉”作用。當(dāng)然，這一內(nèi)容對于小學(xué)生來講是比較難以理解的，所以也是科學(xué)實驗教學(xué)中的一個難點。為此，教師不能只依靠語言解說，而是可以事先設(shè)計一個大的四邊形框架，也可以布置或鼓勵學(xué)生在課下親手制作，體會四邊形框架在受力時的變化。課上，可結(jié)合多媒體動畫的演示，讓學(xué)生通過對比，發(fā)現(xiàn)三角形更穩(wěn)固，充分、直觀地感知不同框架結(jié)構(gòu)的特征，并用自己的語言說出對“框架結(jié)構(gòu)”的認(rèn)識。再用“怎樣對不穩(wěn)定的四邊形框架進(jìn)行加固”這一任務(wù)，讓學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)：在四邊形的對角線加斜桿，會形成兩個三角形結(jié)構(gòu)，而這一斜桿在四邊形中就發(fā)揮了“推、拉”的作用。這樣，學(xué)生在不知不覺中就邁進(jìn)了科學(xué)的殿堂，通過親自動手實踐和感知，積極動腦思考怎樣做、為什么這樣做，在自主探究中，在反復(fù)實驗中解決困惑，并進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)：科學(xué)是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)模怯脤嶒灪妥C據(jù)說話的。學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)將在這樣的過程中逐漸得到培養(yǎng)。

二、運用STEM教育理念，

構(gòu)建小學(xué)語文趣味化課堂

STEM理念的核心是強調(diào)學(xué)科融合和不同學(xué)科之間的聯(lián)系，強調(diào)對知識的應(yīng)用。教師可以通過分析各個學(xué)科課程中的基礎(chǔ)知識體系，尋找不同學(xué)科知識的銜接點，通過恰當(dāng)?shù)捻椖炕蛑黝}，將一些分散或零碎的知識點融合為互相聯(lián)系的統(tǒng)一整體。

如人教版二年級上冊語文教材中的《植物媽媽有辦法》一課，運用擬人的手法，把科普知識以朗朗上口的韻文形式，生動、形象地表現(xiàn)出來，是一篇不可多得的科普作品。學(xué)習(xí)這篇課文時，教師除了要激發(fā)學(xué)生的朗讀興趣，引導(dǎo)其感悟課文的韻律美之外，還可以設(shè)計引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究式學(xué)習(xí)的問題或任務(wù)，讓學(xué)生在品讀課文時，想象蒲公英媽媽傳播種子的畫面，然后將它傳播種子的各種不同情形，用說一說、做一做、畫一畫、演一演等形式展現(xiàn)給大家。再讓學(xué)生由蒲公英傳播種子的方式展開，探究其他植物如何傳播種子。可讓學(xué)生把自己課下搜集的資料在全班進(jìn)行展示交流，也可以把這項任務(wù)布置成與家長一同完成的課外作業(yè)，把課內(nèi)的學(xué)習(xí)引向生活大課堂。

又如義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書四年級語文上冊《題西林壁》中有“不識廬山真面目，只緣身在此山中”的詩句，詩人暢談游山感受，借景物說明道理。在學(xué)生理解了這兩句詩的意思后，可以進(jìn)一步圍繞“不識廬山真面目”這一問題，讓學(xué)生用科學(xué)方法，借助手機、電腦、三維動畫等技術(shù)手段揭示這一原理：因為身在廬山之中，視野為眼前的峰巒所局限，看到的只是廬山的一峰一嶺一丘一壑的某一面，但它們都是廬山的局部，不是全部。游山所見如此，觀察世上各種事物也如此。由此揭開這首古詩更深刻的內(nèi)涵——人們認(rèn)識世界、為人處事的道理：由于大家所處的位置不同，所以看問題的角度也不盡相同，對客觀事物難免會產(chǎn)生一些片面的認(rèn)識。如果要認(rèn)識事物的本來面貌，就必須跳出自己狹小的認(rèn)知范圍，擺脫主觀成見。

三、運用STEM教育理念，

構(gòu)建小學(xué)數(shù)學(xué)操作化課堂

小學(xué)數(shù)學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)涵非常廣泛，其數(shù)學(xué)概念及公式多與生活密切相關(guān)，并經(jīng)過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评矶鴣怼ＰW(xué)生受到思維發(fā)展水平與學(xué)習(xí)能力的限制，不易理解比較抽象的數(shù)學(xué)概念。基于STEM理念的數(shù)學(xué)課堂，可以把數(shù)學(xué)知識還原到實際生活中。

例如，在教學(xué)五年級“平行四邊形面積的計算”一課時，其前提是學(xué)生熟練掌握了正方形、長方形面積計算公式，并能靈活運用這一公式以及理解平行四邊形圖形特征，教師應(yīng)抓住教材的關(guān)鍵——平行四邊形與長方形面積相等轉(zhuǎn)化問題的理解，引導(dǎo)學(xué)生利用知識遷移及通過“剪、移、拼”的割補實驗，以及對圖形的觀察、猜測、比較，找出平行四邊形的底和高與長方形的長和寬之間的內(nèi)在聯(lián)系。首先，教師可使用平實易懂的語言讓學(xué)生回顧已學(xué)過的知識或已有的生活經(jīng)驗，引導(dǎo)學(xué)生把新舊知識聯(lián)系起來，同時以小組為單位，想辦法把一個平行四邊形變成一個長方形，操作完成之后小組匯報，說出本組操作、拼湊的過程。教師發(fā)現(xiàn)學(xué)生“剪拼”的方法五花八門，這時再根據(jù)學(xué)生的“作品”提問，例如：“你為什么會沿著平行四邊形的高剪開？”“為什么有的人剪成了3塊？”“為什么有的人剪成了2塊？”“怎樣不用尺子量，就把它剪成大小相等的2塊？”“你怎么保證自己是沿著高線剪開的？”“為什么大家剪的不一樣，但是面積都一樣？”。教師用問題促進(jìn)學(xué)生動腦，引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀察兩種圖形并認(rèn)真對比，進(jìn)而引發(fā)討論：拼成的長方形與原來的平行四邊形相比，哪里變化了，哪里沒有變化;所拼成長方形的長和寬與原來平行四邊形的底和高之間有什么聯(lián)系。經(jīng)過這樣的操作與思考，學(xué)生對平行四邊形面積公式的推導(dǎo)過程就有了一個更深層次的認(rèn)識和了解。這時，學(xué)生的腦海中已經(jīng)有了一個推導(dǎo)平行四邊形面積公式的生動的過程：將一個平行四邊形“剪、移、拼”成一個長方形，新的長方形的長是原平行四邊形的一條底邊，長方形的寬是平行四邊形的高，而這個平行四邊形的面積與長方形的面積相等（這張紙只是被剪開并移動拼接，總體大小不變）。于是在已知長方形的面積公式的情況下，學(xué)生就能自己推出平行四邊形的面積公式了，同時也真正理解了平行四邊形轉(zhuǎn)化成長方形的過程。

這樣，學(xué)生通過對一連串問題的思考，以及觀察、猜測、動手操作等環(huán)節(jié)，豐富了數(shù)學(xué)經(jīng)驗，發(fā)展了數(shù)學(xué)思維，同時培養(yǎng)了主動探究、發(fā)現(xiàn)規(guī)律、應(yīng)用規(guī)律的習(xí)慣，成為學(xué)習(xí)的主人，真正體會到了學(xué)習(xí)的樂趣。

四、經(jīng)驗與反思

在開展基于STEM的小學(xué)跨學(xué)科整合的教學(xué)實踐中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對具有跨學(xué)科整合性質(zhì)的教學(xué)活動普遍具有更高的興趣。不同學(xué)科教師在STEM教育理念潛移默化的影響下，正在從多角度、多層面逐漸優(yōu)化教學(xué)模式，使學(xué)生能夠通過實踐、操作、探究，更好地掌握課本知識，并從多個角度建構(gòu)知識體系，提高解決問題的能力。如果在此基礎(chǔ)上，教師能結(jié)合小學(xué)生的年齡特點、心理特點以及其他實際情況等加以合理引導(dǎo)，就會取得良好的教學(xué)成效。

在小學(xué)各個學(xué)科的教學(xué)實踐中滲透STEM教育理念，從表面上看，似乎主要注重的是對學(xué)生動手操作、實踐能力的培養(yǎng)，以及學(xué)生觀察、分析能力的提升，但是在不同學(xué)科的具體教學(xué)活動中，其各自課堂教學(xué)目標(biāo)的設(shè)定并不拘泥于以上方面。

對于知識的傳播者來說，STEM教育理念在小學(xué)不同學(xué)科課堂中的有效應(yīng)用，是提升課堂教學(xué)效率、調(diào)控課堂教學(xué)節(jié)奏的有效手段。教師要從學(xué)生全面發(fā)展的角度出發(fā)，合理地、科學(xué)地將STEM教育理念滲透于本學(xué)科的教學(xué)實踐。但同時，這一理念的應(yīng)用也對一線教師提出了更高的要求，教師要使自己的知識更加多樣化，包括技術(shù)知識、教法知識、學(xué)科知識等，這樣才能促進(jìn)自己和學(xué)生掌握更符合新時代要求的教學(xué)方式并從中獲益。

綜上所述，在多學(xué)科知識相互交叉、相互融合的現(xiàn)代社會，培養(yǎng)具有創(chuàng)造性的復(fù)合型人才，需要更先進(jìn)的教學(xué)理念與教學(xué)方式。教師要不斷深入領(lǐng)會STEM教育的本質(zhì)，才能自然地將這一理念融入自己的學(xué)科教學(xué)，在每一門學(xué)科的課堂上都埋下跨學(xué)科學(xué)習(xí)的種子，培養(yǎng)學(xué)生的STEM思維和綜合實踐能力，并在這一過程中，與學(xué)生共同成長。

（責(zé)任編輯? ?郭向和）