在STEM課堂制作電子答題板

陶洪

“腳手架”一詞是由社會(huì)建構(gòu)主義家布魯納在20世紀(jì)70年代提出的，這個(gè)理論是建立在維果斯基“最近發(fā)展區(qū)”的基礎(chǔ)上，提出當(dāng)學(xué)生開始學(xué)習(xí)新概念時(shí)，他們需要成人的主動(dòng)支持，但當(dāng)他們?cè)谒伎歼^程中逐漸獲得新技能和新知識(shí)后，會(huì)變得越來越獨(dú)立，因而這種支持也會(huì)逐漸減退。這就相當(dāng)于“腳手架”：短暫支持，終將去除。在STEM課堂上尋找學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)，制定一個(gè)“跳一跳能夠得著”的學(xué)習(xí)目標(biāo)在課堂學(xué)習(xí)上有著重要意義。本文以教科版科學(xué)四年級(jí)下冊(cè)“電”一單元為腳本，在學(xué)生通過與電相關(guān)內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)、交流、預(yù)測(cè)、檢驗(yàn)、測(cè)量、推理、解釋等活動(dòng)，已形成關(guān)于電的初步概念及基本實(shí)驗(yàn)操作技能的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)一堂STEM課，制作一個(gè)電子答題板。

一、層次一：“手把手”設(shè)立臺(tái)階

維果斯基“最近發(fā)展區(qū)”理論指出，學(xué)生在學(xué)習(xí)中存在兩種學(xué)習(xí)水平：一是學(xué)生現(xiàn)有的水平，指獨(dú)立活動(dòng)時(shí)所能達(dá)到的解決問題的水平;二是學(xué)生可能的發(fā)展水平，也就是通過教學(xué)所獲得的潛力。兩者之間的差異就是最近發(fā)展區(qū)。本段學(xué)習(xí)作為該課的第一層次，我設(shè)立小臺(tái)階，讓學(xué)生能邁穩(wěn)。第一步是發(fā)現(xiàn)連接鋁箔和導(dǎo)體、膠帶紙和絕緣體能使小燈泡發(fā)光，得出“小燈泡發(fā)光即正確，小燈泡不發(fā)光即錯(cuò)誤”這個(gè)規(guī)則。再來猜測(cè)在紙板的后面可能藏著什么。第二步，學(xué)生試著連一連，再揭開展示，顯示學(xué)生和老師做的是一樣的，是對(duì)學(xué)生所學(xué)知識(shí)與嘗試的肯定。第三步，提出如果添加銅片這一選項(xiàng)，你該怎么連？讓學(xué)生試著來畫一畫。這三步小臺(tái)階的目的，就是讓學(xué)生清楚電子答題板的規(guī)則，明確制作的方法。我采取的是“手把手”設(shè)立臺(tái)階幫助學(xué)生走的方式。

二、層次二：“扶一把”助學(xué)生自己上臺(tái)階

認(rèn)識(shí)了電子答題板的規(guī)則和明確制作的方法后，學(xué)生首次自己嘗試連接。不過，在檢驗(yàn)環(huán)節(jié)中，學(xué)生發(fā)現(xiàn)電子答題板發(fā)生了錯(cuò)誤。學(xué)生采取自己討論、交流、改進(jìn)的方式來修正完善電子答題板。該步是對(duì)電子答題板的完善，我采取的是“扶一把”的方式。

以STEM教學(xué)案例添加銅片教學(xué)片段分析。

小組合作制作。嘗試將銅片這一選項(xiàng)加入電子答題板中。

小組展示。（提出要求，必須每個(gè)選項(xiàng)都試連，才能確保電子答題板設(shè)計(jì)完好。）

預(yù)設(shè)發(fā)現(xiàn)問題：（1）連接銅片和導(dǎo)體時(shí)，小燈泡亮了表示連接正確;（2）連接銅片和絕緣體時(shí)，小燈泡亮了表示連接正確。

師：銅片究竟是導(dǎo)體還是絕緣體呢？為什么無論連接哪個(gè)選項(xiàng)，小燈泡都會(huì)亮呢？我們的電子答題板發(fā)生了什么問題？

預(yù)設(shè)：壞了;出故障了;等。

師：我們的電子答題板出故障了，你有辦法排除這個(gè)故障嗎？請(qǐng)小組討論，先不要?jiǎng)邮帧?/p>

小組討論。

師：誰愿意來交流一下為什么電子答題板失靈了？哪里出現(xiàn)了故障？

預(yù)設(shè)：因?yàn)樵谶B接銅片和導(dǎo)體時(shí)，鋁箔紙與橫向第二根鋁箔紙發(fā)生了重疊，導(dǎo)致在銅片和絕緣體之間也形成了回路。

師：你有辦法解決這個(gè)問題嗎？

預(yù)設(shè)：（1）使兩條鋁箔不再接觸，可以繞過;（2）使兩條鋁箔不再接觸，可以在兩條鋁箔紙上方粘貼一層絕緣體，使其各自形成電路的回路。

小組制作改進(jìn)并展示。

師：電子答題板終于能正常工作了，你們可真厲害！不過，電學(xué)的知識(shí)還有許許多多，你們想自己設(shè)計(jì)一張電子答題板嗎？

三、層次三：“放開手”，學(xué)生獨(dú)立上臺(tái)階

在上一個(gè)步驟，學(xué)生已經(jīng)完整了解了一個(gè)電子答題板的制作原理。這一步我采取“放開手”的方式讓學(xué)生自己進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括題目的設(shè)計(jì)。學(xué)生能夠在親手制作中感知體驗(yàn)，開展探究性學(xué)習(xí)，展示個(gè)性，創(chuàng)造和制作出體現(xiàn)獨(dú)特思維的作品。通過自我作品的展示、師生互評(píng)，學(xué)生的豐富想象思維得到了肯定，增強(qiáng)了他們學(xué)習(xí)的自信心，同時(shí)，在大膽的嘗試設(shè)計(jì)中體驗(yàn)到了學(xué)習(xí)的樂趣。最后，我還提出了讓學(xué)生改進(jìn)，讓電子答題板更加環(huán)保，學(xué)生的思維得到了激發(fā)。

以STEM教學(xué)案例自制電子答題板教學(xué)片段分析。

師：老師為大家準(zhǔn)備了豐富的材料，請(qǐng)大家各自使用它們?cè)O(shè)計(jì)一張屬于你的電子答題板。

學(xué)生活動(dòng)。

小組展示。

師：你們能將學(xué)習(xí)的知識(shí)應(yīng)用到我們的設(shè)計(jì)中，老師真高興。我們的電子答題板大獲成功。不過，老師有個(gè)小小的問題：這張紙板如果只能用一次就太浪費(fèi)了，你有辦法改進(jìn)一下，讓我們的答題板能重復(fù)利用嗎？

小組討論。

預(yù)設(shè)：（1）可重復(fù)利用，白板替代白紙;（2）用粘貼、替換的方式來制作電子答題板。

在制作電子答題板一課中，我以導(dǎo)體和絕緣體為導(dǎo)入，設(shè)計(jì)三層“臺(tái)階”，步步引導(dǎo)學(xué)生獲得電子答題板的原理。學(xué)生在活動(dòng)中感知電子答題板的規(guī)則、原理并進(jìn)行完善。通過自行設(shè)計(jì)一個(gè)電子答題板和改進(jìn)豐富答題板，讓本課得到了升華。三個(gè)層次達(dá)成三個(gè)循環(huán)向上的目標(biāo)，小因子凝成大目標(biāo)，這也是對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力和思維能力的考查。