試論STEM項目學習中的情境創設

李松林

【摘 要】STEM教育不是把科學、技術、工程和數學知識進行簡單疊加，而是特別強調將本來分散的四門學科自然地組合形成新的整體，更好地幫助學生不被單一學科的知識體系束縛，鼓勵學生跨學科解決問題。在實際教學中，創設一以貫之的、真實的情境有助于激發STEM學習的欲望，有助于STEM探究的深入，更有助于踐行STEM學習理念，讓學生真正成為STEM學習的主人。

【關鍵詞】STEM 教育理念 情境創設

STEM是Science、Technology、Engineering、Mathematics這四個詞的首字母的組合，即科學、技術、工程、數學的教育。近年來，STEM教育開展得如火如荼，很多教師把重點放在STEM教育的融合性、綜合性方面。教師如習慣了照本宣科就會忽視學生的好奇心和探索欲，學生也會因此為了分數而被動學習，導致被知識點限制，甚至將自己與社會完全割裂開來。但是當學生們置身于一個真實的情境中，面臨要解決實際問題時，便又會呈現另一番景象——自主的、積極的、深入的……如此一來，學生對理論知識的理解更加深入，這樣所獲得的知識將會更深刻，情境教育也符合兒童認知的規律?？梢姡琒TEM教育需要關注情境的創設，良好的、一以貫之的、真實的情境有助于激發學生對STEM學習的欲望，有助于STEM探究的深入，更有助于踐行STEM學習理念，讓學生真正成為STEM學習的主人。

一、情境的創設有助于激發STEM學習

STEM課程尤其強調探究，而良好情境的創設，有助于調動學生參與的積極性，從而促進STEM教育的開展。江蘇省教研室趙華教授說過，真正的STEM教育，創新人才的培育必須要有兩根樁，即專注力與擔當力，而更重要的、首要的條件是有好奇心，沒有好奇心，所有的STEM學習，其實都是空想主義。江蘇省如皋市白蒲鎮是千年古鎮，蘊含著許多優秀文化，很多文化可以與STEM教育相結合，從而開發出校本STEM課程，而白蒲茶干是白蒲的特色食品，享譽全國。筆者發現茶干的制作工藝以及營養價值，符合學生的認知規律，于是經過編排，開發了STEM課例“特色茶干制作”。

課前，筆者布置學生搜集茶干的相關資料并購買了茶干帶入課堂?？墒窃谡n上，筆者發現學生們參與度不高，搜集的關于茶干的資料語言晦澀，難以理解。面對真實的茶干，學生的研究視角也僅僅局限于觸感、顏色和味道，思考不夠深入，沒有達到筆者需要的效果。經歷了第一次的失敗以后，筆者發現了問題所在——沒有能夠很好地激發學生的探究欲望，所進行的探究完全是停留于完成任務的層面，而不是深層次的自主探索。于是，調動學生的積極性就成了解決問題的關鍵。

正好此時河北隆堯聯誼學校到校參觀，并給孩子們帶來了當地特產。筆者因勢利導，借此創設了一個實際情境——和孩子們一起品嘗河北特產。

師：遠來的朋友給我們帶來他們親手制作的家鄉特產，你們可以親手制作我們家鄉的特產“茶干”并請朋友們品嘗嗎？

生：能……能……（這一刻孩子們是亢奮的，充滿了信心）

師：想要制造出茶干，我們需要做哪些準備呢？

生1：我們必須了解茶干的配料……

生2：我們必須了解茶干的制作過程……

生3：我們必須了解茶干的制作原理……

……

這樣的情境創設了以后，學生們躍躍欲試，紛紛想著如何去制作茶干。為此，我們走進了白蒲的三香齋茶干制作車間，老師傅們的身邊出現了一個個求知的身影，操作臺上多出了一雙雙稚嫩的小手，枯燥的課前調查變成了積極主動的探索式的考察。課堂上的交流不再枯燥、空洞，繪聲繪色的描述讓老師們都為之驚嘆。

正是因為有了這樣一個真實的情境，學生置于歷史、社會、文化的情境下，感受到個體與世界的緊密連接，自然會對一些問題產生興趣，主動加入解決問題和探索世界的行列中來。學生的探究熱情被完全激發，真正成為學習的主體，為課程的進一步開展奠定了前期基礎。

二、情境的創設有助于STEM學習的深入

STEM教育理念強調科學的理性思維、信息技術的互聯思維、工程的系統思維、數學的推演思維，還包括用藝術的表達思維尋求解決問題的最佳方案，是將學生置于真實的問題情境中，讓學生將已有的知識進行整合，從而建構新知的最有效途徑。所謂“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行”，只有置身于實際情境，不斷提出并完善解決問題的方案，才能加深對知識的理解。

白蒲茶干味美，主要是選料考究，加工精細，操作認真，一絲不茍。精致的產品離不開細致的工藝，作為禮品的“茶干”更代表了我們傳統美食的特色，代表著我們工藝的水平，代表著我們的家鄉。這樣的“激將法”瞬間讓學生們動力滿滿，全身心地投入到制作茶干這個實際問題的解決之中。

通過實地考察，學生們知道了白蒲茶干制作的具體工藝，可以概括為以下幾個方面：浸豆、糙皮、磨豆、扯漿、煮漿、點漿、包、榨、剝、煮、扎。筆者把這一系列復雜的工序進行分層，引導學生逐步解決。

想要自己制作茶干，首先學會選料。筆者鼓勵學生根據調查的情況，分組討論，列出選料的要求：顆粒飽滿，大小相等。黃豆作為原材料，學生通過看、聞、摸等方式來判斷材料的優劣。筆者之前按部就班地讓學生比較材料的優劣，學生的探究熱情不高。此時，在這樣的大情境中，學生對選料明顯更有熱情，畢竟這關系到“客人”對產品的“認可度”。由一開始的人工分組挑揀，到借鑒科學分離混合物的相關知識，根據黃豆的挑選條件，計算出篩網孔徑的大小，利用鐵絲、木條等材料制作出簡易的刪選工具進行篩選。一顆顆飽滿的黃豆很快被選了出來，有的小組還分工進行了初選與復選兩個環節，以確保原料的可靠、優質?？梢钥闯?，有了大情境的加持，選料這樣一個簡單的環節，在充分激發學生探究積極性的同時，更促進了學生科學、信息技術工程、數學多種學科無邊界的彌合性思維的形成，培養了學生嚴謹的科學態度，我們的項目可以更有序深入開展。

茶干的雛形顯現了，筆者沒有急著去進行評價，而是請來一個個“美食達人”依次進行品嘗，并進行適當地交流。在接下來的研討會上，學生們暢所欲言：

“食物講究色香味，首先便是色，要讓人看上去充滿食欲，我們要對茶干進行上色……”

“除了色，我們小組覺得還可以在形上下功夫，茶干不一定局限于小小的正方形形態……”

“在味這一塊，我們小組覺得應該有更多味道的選擇，針對不同的人群，我們應該設計出不同的味道……”

這里我們采用的是“美食達人”與“茶干藝人”面對面私下交流的方式進行，主要是給學生們創造一個輕松、自由的交流環境，讓彼此間的交流更坦誠，無須過多注意交流的形式、語言的表達，筆者認為這樣的交流能夠讓學生們更直接表達出最真切的想法，更有利于“茶干藝人”的反思與總結，更能夠激發學生的創造性思維，給學生廣闊的思考空間，學生可以從不同的角度提出自己的解決方案，讓研究得以更深入地進行。

三、情境的創設有助于踐行STEM學習理念

STEM教育的過程不僅是把科學、技術、工程和數學知識進行簡單疊加，而是特別強調將本來分散的四門學科自然地組合形成新的整體，更好地幫助學生不被單一學科的知識體系束縛，鼓勵學生跨學科解決問題。布魯因等人經過長期的實踐研究指出，STEM教育理念與認知科學的主張基于一致：學習是建構而不是接受的過程，動機和信念在認知過程中至關重要，社會性互動是認知發展的基礎，知識、策略和專門技術是情境化的。由此可見，STEM教育是一種典型的建構主義教學實踐——為學習者提供學習情境，讓他們積極地建構知識，從而強化對知識的記憶和促進遷移;以小組為單位進行活動，為知識的社會建構提供優越條件。

因此，筆者認為STEM教學的設計，在符合建構性學習所強調的探究、發現、協助等要求的同時，更要尊重學生成長過程中的每一種可能，給予學生無條件的愛，給予學生存在的價值感和被需要的權利，以及激活每一個學生終生成長的欲望。以“項目”為核心立足點，在情境中積極地情感投入、彼此間的有效合作，從而能夠智慧地、創造性地解決問題、建構知識，促進師生形成教學相長，學教一體的STEM學習理念。

STEM學習需要學生們積極的情感投入。筆者在實踐中發現，學生們一開始對很多的STEM課程感興趣，但隨著探究的深入，感興趣的學生們越來越少。通過仔細觀察，我們不難發現有漫不經心的討論者、手足無措的探究者，還有各組間的游離者。這表明僅僅用新奇、有趣的情境吸引孩子參與項目之中是完全不夠的，一旦遇到棘手、枯燥的探究問題，找不到學習的樂趣，那種原始的沖動便不可維持。

在“特色茶干制作”這一課例中，筆者通過大情境的創設，將學生們置身于家鄉傳統文化之中，通過對白蒲茶干歷史、文化的探尋，學生們儼然成為一個個文化的傳承者。心理學的研究表明，人潛意識中總有一種被信任的需要，實現自我價值的需要，對小學生而言更是如此。當孩子們被信任，以“代言人”的身份向遠來的朋友介紹家鄉的茶干，他們此時充滿著責任意識，小組內的制作一絲不茍，彼此間的測試“不留情面”，方案的優化成效顯著。最重要的是有了孩子們情感的融入，探究的熱情始終是高漲的，整個項目進程中孩子們的狀態是積極的，每個孩子都能找到自己的價值，獲得的是成功的體驗。

STEM學習需要孩子們彼此間的有效合作。在歷年PISA評測中，中國學生的成績總是領先，但有一項指標不夠理想，那就是解決合作問題的能力。東南大學柏毅教授利用實驗從腦科學的角度證明，合作學習有利于學生大腦的發展，具有完整的正向促進作用。但在我們的課堂，“熱鬧”的背后更多的是嬉鬧、個別學生的展示與獨角戲式的表演。

為確保各小組內學生們的參與度，在本課例中，筆者嚴格控制各探究小組的人數，將不同學習能力、不同活潑程度、不同動手能力的學生進行混合編組，確保每組學生的配比均衡。筆者讓組織能力、協調能力強的學生擔任組長，讓善于表達、活潑的學生擔任“發言人”，讓動手能力強的學生擔任實驗員……讓小組內的每個學生均有責任的擔當，都需要獨當一面，為整個小組的研究成果添磚加瓦。在本課例中如黃豆的浸豆、糙皮、磨豆、扯漿、煮漿、點漿、包、榨、剝、煮、扎等步驟，都是學生們單獨無法完成的，筆者在整個的過程中從不強調合作，而是引到他們去合作，由于大情境中細致的分工、角色的帶入、責任的意識，每個學生都能自發地、有組織地進行充分的合作。在交流中，孩子說：“沒有人要求我們合作，但我們知道合作能夠讓我們更好地完成工作，而且彼此的督促、聆聽、接納能夠讓我們迸發出更大的力量、更多的智慧?！?/p>

因為有了“代言人”的身份，活動中更寬松的交流環境，孩子的思緒被進一步打開，各種口味、形狀的茶干被一個個的設計、制作了出來;如有學生們更喜歡的水果味、蔬菜味、奶香味……圓形、星形、長方形等各種形狀應有盡有。

趙華教授說，“每個人本身就潛在STEM基因，比如復雜工具的使用;生活中我們每個人總是不自覺地用STEM的思維方式在解決問題?！彼怨P者想，我們的STEM教育就是要想辦法喊醒學生們“基因”中的STEM意識，而良好情境的創設無疑提供了這種可能。尊重生命的無限可能，激活每一個兒童終身成長的欲望。