例談STEM教育理念與小學科技活動的融合與開展

蔣潔

摘 要：STEM教育作為一種新興的熱門教育理念，正在改變著傳統(tǒng)的教育模式，它倡導一種以項目學習、問題解決為導向的跨學科融合式教育。但STEM教育具有周期性長、綜合性強的特點，僅在課堂上實施開展存在一定局限性。小學科技活動作為豐富學生校園科技生活、提升學生科學綜合素養(yǎng)的重要媒介，為STEM教育的實施提供了有效平臺。

關鍵詞：科技活動;STEM教育;科學素養(yǎng)

STEM作為一種新興教育概念，近年來迅速在我國中小學教育中盛行，小學科學作為一門注重實踐探究和問題解決的課程，也開始積極融入STEM教育理念進行了一次次教育嘗試。STEM是由四個英文單詞的首字母組成，S代表科學（Science），T代表技術（Technology），E代表工程（Engineering），M代表數(shù)學（Mathematics），STEM教育就是一種將科學、技術、工程和數(shù)學相結合的跨學科融合教育。

然而，由于現(xiàn)行的小學科學體系課時少、課時分散等因素的影響，加上STEM教育本身具有周期性長、綜合性強、跨度大的特點，STEM教育的開展受到制約。為了更好地開展STEM教育，除了可以依托常規(guī)的科學課堂外，還可以借助校園科技活動平臺，深挖科學教學中的STEM元素，設計出一整套STEM系列活動，踐行STEM教育理念，培養(yǎng)學生解決實際問題的能力，提升學生的科學綜合素養(yǎng)。

下面，我結合了校園科技周的主題活動“做一個泡泡玩具”來談談STEM教育理念與科技活動的融合與開展。活動分為以下幾個板塊：

1.尋找身邊的吹泡泡工具。

2.設計制作一款吹泡泡工具。

3.探秘泡泡的形成原因。

4.嘗試配置一款超級泡泡液。

5.泡泡玩具產品的評估與改進。

一、在實際任務中建構科學概念

小學生正處于好動愛玩、好奇心強的年紀。傳統(tǒng)的科學教育更注重書本的知識講授，與社會生活聯(lián)系不緊密，這就容易打擊學生主動學習的積極性，影響他們對新知識的接受。因此，選擇一個趣味的研究任務顯得尤為重要。相較于日常科學課堂，科技活動的開展在內容、形式的選擇上有更寬泛更自主的權利。

泡泡玩具是學生非常喜歡的一種玩具，學生在玩耍時經常會遇到泡泡液耗盡、吹泡泡工具丟失的現(xiàn)象，基于此，首先確定一個學生感興趣的研究任務——做一個泡泡玩具。但是要制作一個泡泡玩具，需要哪些步驟？泡泡液能吹出泡泡的秘密是什么？什么樣的物體能夠吹出泡泡來？這些都是學生在完成這一任務的過程中需要先了解的知識。在實際任務的驅動下，學生更愿意積極主動地去學習相關的科學知識，比如，學生在了解到泡泡液能吹出泡泡的秘密是因為泡泡液的表面張力減小，這更容易激發(fā)探索和實踐欲望，去學習表面張力的相關知識并想辦法降低水的表面張力。這種良性的認知習慣，有利于促進學生科學知識目標的達成，提升自身科學素養(yǎng)。

二、在材料選擇時實施工程教育

在往常的科學教學中，學生在了解一定的科學知識后，為了解決最終的任務，常常會經歷動手實踐環(huán)節(jié)。此時便是對孩子實施工程教育的最佳時期。沒有材料的探究是空洞且缺少經歷和發(fā)現(xiàn)的。但在科學課堂中，由于空間、時間的限制，老師往往會提前挑選好有助于學生在課上展開探究動手實踐的材料，這樣的做法或多或少會限制學生的思維。

科技活動的開展恰好彌補了課堂上的這點遺憾，它讓學生有充足的時間和空間去思考、準備和收集材料。在制作泡泡玩具的活動中，學生先根據(jù)已經了解到的吹泡泡工具的特點繪制好設計圖，再結合設計圖尋找身邊符合要求的材料，或者簡單改造后滿足要求的材料。在這一環(huán)節(jié)中，學生的思路明顯被打開，他們能從身邊找到筆筒、吸管、塑料瓶等材料，通過改進，制作出各種吹泡泡工具。化被動接受材料為主動選擇材料，學生的創(chuàng)造力和想象力在得到發(fā)展的同時，綜合解決問題的能力也在不斷提升。

三、在改進工藝時感知技術教育

一個好的設計除了要選好原材料外，還需要必要的技術來支持完成。在傳統(tǒng)的科學課堂中，老師為了課堂的推進，趨向于提供給學生統(tǒng)一的材料來進行探究實踐，以此來達成教學目標。而此時大多數(shù)學生都缺乏主動思考，只是被動地按部就班地完成老師布置的探究任務，實踐結果也比較單一，缺少創(chuàng)新性。

相較于課堂，科技活動的開展面更廣，學生會接觸到其他班級、其他年級的學生，進一步擴大了對研究問題的交流，也更容易碰撞出思維的火花。在制作泡泡玩具的過程中，學生在自選材料的基礎上，由于選材不同，導致學生制作出來的吹泡泡工具以及配置的泡泡液吹出泡泡的效果有很大的差異性。在這種差異性的驅使下，學生更有興趣去探究產生差別的原因，比較制作成品的優(yōu)劣，從而進一步主動地去改進完善自己設計的泡泡玩具，學生的動手能力得到提升的同時，也深刻感受到技術改進在產品制作過程中的重要性。

四、在測量計算中踐行數(shù)學思維

科學教學中對實驗數(shù)據(jù)的收集與分析，是得出實驗結論的關鍵一步，這里其實就已經融入了數(shù)學思維。在制作泡泡玩具這一活動中，不止一次地用到數(shù)學思維，比如什么樣比例的泡泡液吹出的泡泡又大又不容易破，這就需要學生定量分析。再比如，一個好的產品在推銷出去時，除了優(yōu)越的性能、好看的外觀外，性價比也是不可或缺的。這一環(huán)節(jié)中，引入成本概念，學生可以通過產品投資與推銷活動的情境模擬，向其他同學介紹展示自己的泡泡玩具來獲取一定金額的投資，扣除自己所花費的成本，便是最終收入。這樣一來，學生在活動中不再是獨立的個體，而是相互吸取意見、不斷改進、密切聯(lián)系生活的實踐者。

“做一個泡泡玩具”的科技活動只是STEM教育理念與科技活動融合與開展的一個剪影。以科技活動為載體，開展STEM教學實踐，有助于實現(xiàn)多學科的有效融合，提升學生綜合思考問題、積極動手實踐的能力，同時也為教師培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識、學校培養(yǎng)創(chuàng)新型人才有了基礎支撐，探索出了促使學生全面發(fā)展的有效途徑。