與STEM教育融合理念下的科學教育片斷與分析

STEM教育在國內“重要卻又沒有課時或課時少”的問題困擾著小一線教師。針對這一問題，以教科版六年級小學科學教材部分內容為例，筆者從STEM課例的來源、課例的實施，以及實施效果三方面介紹小學科學融入STEM教育的策略，提供STEM教育融入小學科學的新思路。

一、大膽實踐，萬物皆可STEM

六年級上冊第二單元《形狀與結構》的內容，就特別適合進行這樣的融合。以《建高塔》為例，過去筆者曾用意大利面條、胡蘿卜等多種材料進行項目創作。在今年的教學過程中，我突發奇想，利用學校的菜園為基地，將項目改為“攀藤架”——為四季豆搭架子。孩子到戶外進行實踐，親證工程與技術在現實情境中的運用。他們像工程師一樣經歷了設計過程，從材料到工藝，從選材到動手實踐，無不考量孩子們綜合運用知識的能力和解決問題的技能，整個學習過程，如下面流程圖所示（見圖1）。

二、高于教材，兼顧STEM各個要素的有機融合

STEM教育是一個“后設綜合型學科”，即基于不同學科之間的融合形成的一個新的整體。但并不是科學技術工程和數學的簡單組合，而是把學生學到的零碎知識與機械過程轉變為一個探究世界，相互聯系的不同側面的過程。所以，與STEM有機融合之后的科學課，也將高出于教材本身，同時又變成更加易于被學生接受的形式。以《小蘇打和白醋》的變化為例，筆者嘗試著將內容改為《蛋殼上的畫》。孩子們為了能順利作畫，熱情高漲地去查閱資料尋找其中的原理。另外，為了節約課時，有些內容相關的課程還可以進行合并，例如六下第二單元的《鐵生銹了》和《控制鐵生銹的速度》，合并之后的項目任務即確定為“做一個不生銹的鐵釘”。有些孩子將鐵釘圖上了油，有的孩子將鐵釘包上了紙巾，甚至抹布，然后進行長達多天的觀察與改進，最后在交流反思環節很自然就能得出鐵在什么環境中容易生銹，在什么環境中不容易生銹，以及對“鐵生銹的原因”的原因和防銹措施作出總結。

三、物盡其用，體現學生為中心的學習過程

《米飯、淀粉和碘酒的變化》一課中，我們將教材創造性地改成《神秘信件》，以制作信件為項目目標，而制作信件的原始材料——淀粉，則從課本中所出現的食材中提取。提取的方法是用傳統的工藝——石臼，來搗碎現場提取淀粉。另外，對于“信紙”的選擇，也是費了一番周折，因為很多紙都是添加了淀粉的。所以，最后我們選擇了不含淀粉的玉扣紙作為書寫材料。

為了使信件符合標準中的“寫好之后無明顯痕跡”，孩子們得想方設法加速信件的干化。有的孩子用扇子、書本拼命扇風;有的孩子拿著“信件”跑到空調口去吹風;有的把老師用來煮熱水的水壺都占為己有的，緊緊地將信件捂在上面企圖用加熱的方式來加速水分的蒸發;還有的孩子，跑到太陽底下去“曬信”;甚至，有的孩子想用放大鏡的聚光作用去加熱信件……在材料的使用方面，孩子們充分發揮了主管能動性，成為學習的主人。

四、基于現實，培養未來社會的問題解決者

六年級的科學課本屬于即將被取代的老教材，基本是按照知識點為邏輯順序排編的線性教程，所謂的探究，就是學生按照一定的步驟去開展實驗，最終得出結論也是建立在掌握學科知識點的基礎上。這種按部就班的方式，看起來是學生通過探究獲取知識，但實際上并沒有培養孩子解決問題的能力。這與我們所要的“培養解決問題的能力”的初衷是不大一致的。但是，融合后的課程可以解決這一矛盾。例如：六年級下冊《環境和我們》一單元，教材排編的順序是：一天的垃圾（1）、垃圾的處理（2）、減少丟棄和重新使用（3）、分類和回收利用（4）、一天的生活用水（5）、污水和污水處理（6）、觀察家鄉的自然水域（7）、環境問題和我們的行動（8）。那么，在這幾個學科的融合下，我們就有相當多的課程可以設計了，如制作一個現代型的垃圾填埋場、家鄉的污水處理（選取學校附近的水資源）等。其中，在制作垃圾填埋場的過程中，學生會全面考慮到垃圾的處理方式、垃圾分類、垃圾的產量、垃圾填埋后的滲液處理、垃圾減量等等，甚至生成新的命題，如制作環保材料來減少垃圾的排放、垃圾焚燒過程中的熱量、焚燒后的爐灰的重新利用、垃圾填埋場填完垃圾后的土地利用等等。

總之，基于小學科學課本，我們將之與STEM教育融合后，整個學習過程以分小組的形式進行活動，學生在小組內，從設計到想辦法解決問題;從制作到測試;從一起反思到一起上臺匯報。合作意識得到了培養，哪怕平時都不善于表達的孩子，也愿意站上來與大家分享，教師巧妙地擔當引導者與組織者。導學單設計有層次的問題保障長時探究實驗的順利進行，也在發展著學生發現問題、分析問題、解決問題的能力。整節課下來，學生的主體地位得到充分體現。

參考文獻：

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廣東省深圳市寶安區橋頭學校 章嬋然