農村資源天地廣 鄉土STEM育人強
——鄉村小學鄉土STEM課程開發及實施策略的思考

☉焦 穎

科學教育的主旨在提高人的科學素養、科學探究能力，培養人的科學態度和科學精神，樹立正確的科學本質觀。教育部《義務教育小學科學教學課程標準》（2017年版）指出，小學科學課程資源是指有助于進行科學教學活動的各種資源［1］。在自然資源比較豐富的農村學校，鄉土自然資源如果能得到很好的利用，則就變成了實施科學課程的有效資源［2］。通過合理的開發，可以幫助學生更好地理解科學概念，進行科學探究和運用知識解決實際問題［3］。

STEM 理念下的項目式教育就是將科學、技術、工程、數學甚至藝術融合在同一個主題性的項目活動里。例如，我們要造一座可以在足球場供教練、觀察指導、球員練球的活動塔臺。首先，我們要明確這些工程的任務和要求；然后，在有限的條件下做出設計方案。在這個設計方案中，我們會用到很多的科學原理。例如，框架結構風阻小，上小下大，上輕下重的結構更穩固，三角形斜桿的插入可以大大增加其框架的穩定性。而這些原理的獲得，不是直接告訴學生，是在設計過程中要引導項目組成員通過資料的查詢，或者在現象的對比中發現問題，并通過設計實驗不斷地檢驗假說，推翻錯誤，從而得到結論，這就是科學探究的過程。同時，完成這個項目還需要很多的技術，例如，塔臺的防震技術等。然后，對照設計圖先建造一個模型，并測試這個模型，對模型進行評估和改進等。在這個工程模型的建立中，還要對項目工程的安全性、實用性、成本進行計算，了解這個工程所用到的相關設備以及對設備的研發和使用。技術是項目核心，數學則貫穿在每一個環節之中。因為，對數據的分析是上述所有內容的基礎。

鄉土STEM，是陽春白雪與下里巴人的組合，讓很多老師驚奇，我們將怎樣結合在一起呢？我是這樣理解的，無論STEM 理念下的科學課堂探究是專題性的項目，還是別的活動，其目標都是一樣的，都是為培養學生發現問題、解決問題的能力，都是在培養學生的科學素養、工程思維、技術能力，和對數據的分析能力，最終培養學生的創新能力。

在開發過程中，結合學校的現狀，從學生身邊最熟悉的問題情境出發，才能完成以學生為主體的校本課程的開發，才能更好地完成各個學科的大融合。兩年來，通過老師和同學的共同努力，我們進行了一些實踐，現將成功的課程案例和活動策略總結如下：

一、菜園地科普化，花草皆可“項目化”

（一）我的地盤我做主

第一個活動：我是小小設計師。種植園造型是什么，建構的材料有哪些，需要的工具及其作用，哪些工具會用，哪些工具不會用，哪些技術要請教別人……

畫出設計圖后，先在設計小組里推選出一個最好的方案，然后小組之間進行交流，最后定出一份最合理的設計。在交流中，學生學會了大膽表達和安靜傾聽，學會了理性質疑和虛心完善，學會了比較和分析，懂得了取舍和決斷。

（二）建造科普種植園

最后勝出的設計圖的設計師便是本次活動的小小工程師。工程師要負責小組分工，哪一組準備哪些材料，哪一組準備工具，哪一組建造技術，哪一組負責質量檢驗等等。項目完成，小組之間進行互相評價。評價內容：工程師人員安排是否合理，是否出現了窩工現象；各組成員在活動中是否做到團結協作，遇事冷靜解決問題；種植園的建造是否符合要求；任務完成的效率怎樣等等。在“施工過程中”很多同學才發現了“說起來簡單做起來難”的道理，發現哪怕是把繩子系一個結都不容易，各組從最初的推卸、爭吵、互相埋怨，變成了最后的努力配合。在評價中，學生的思想好像都慢慢開始成熟了，在反思中變得冷靜，展示了心靈的成長。

（三）隆重授牌，儀式感強，責任感足

為使班級基地更有使命感，班級之間彼此督促，每班自主地取上有個性的園地名并設計出園徽。例如，諾貝爾號、七彩樂園等。取名環節也是各抒己見，表達了各種美好期望。最終個性又統一。授牌使學生的探究過程更有自主性和凝聚力。

（四）科學選擇，任務興趣，兼濟結合

基地建好了，種植什么呢？一部分預留給學生統一種植科學課需要觀察的植物。例如，驗證“莖的作用”實驗中的芹菜，需要觀察植物的一生及各部分形成。“鳳仙花”“小油菜”，用來區分直立莖、匍匐莖、攀緣莖、纏繞莖的各種作物。我們還專門規劃了一塊地種植桑樹，讓學生養蠶不再因為尋找桑葉而東奔西跑。每班的另一塊土地則用于自主探究。原則是：敢想敢做，不怕失敗，實際探究，重在過程。例如，神奇的砍瓜，玩具小葫蘆等等，主要是想讓學生感受生命的力量，更好地激發他們探究的興趣。有一個同學，聽說宿遷有個小朋友發現了“大頭菜掐了心可以高產”的信息，就跑過來問：“可以驗證一下嗎?”。然后，他們小組就種植了兩塊大頭菜，一塊掐心，一塊不掐心，每天觀察記錄，可是到了收獲的時候，兩塊地收到的大頭菜個頭有少許差異，但不是很普遍，我們一起分析了可能出現的原因：土壤太貧瘠，養分太少，種植的區域在大樹底下，光照不足。找出原因以后，形成了好幾組對比實驗的因素，我們的種植區又細分了好幾個小區，搞起了多因素的對比實驗。這次，學生的興趣更大了。

三年級的同學，種植桑樹，完成養蠶活動。為此，我們開發了相關的《STEM 項目化活動——探秘蠶寶寶》，共分九個環節：一是走訪養蠶專業戶，學習栽桑養蠶小知識；二是準備工具和“蠶室”；三是孵化蠶寶寶；四是喂養蠶寶寶；五是設計制作“蠶山”；六是觀察蠶蛹和蠶蛾；七是抽絲剝繭，測量一根絲有多長；八是嘗美食，油炸蠶蛹營養高；九是養蠶成果展。在整個過程中，學生認識了扦插的技術，認識桑樹花的不同，品嘗了桑葚的汁甜味美，體驗了昆蟲的完全變異過程。

（五）項目式小課題，發現問題解決問題

在種植工作中，很多項目式小課題就應運而生了。《快來搭建黃瓜架》一課，聚焦環節：黃瓜秧苗是攀緣莖，要順著一個架子爬上去才能更好地生長，然后開花結果。怎樣搭建搭架子才能達到既穩定又省材料，而且要透風透光，不影響結果數量呢?

首先給學生思考方向：你覺得這個架子要受到哪些力的影響?怎樣解決這些問題?使用黃瓜架子時還要注意哪些問題？你準備怎么解決？

探索環節：很多學生設計了架子的結構，并用身邊的材料做成模型，檢測了穩定性并計算了用材用料。

探究結果：

1．學生發現了三角形形狀架子最不容易變形，上小下大，上輕下重的框架結構最穩定；

2．每行黃瓜上空先橫著懸掛一根鐵絲，然后只在黃瓜的根部拴一條小繩子上面系在鐵絲上，黃瓜也可以攀爬上去，這樣做最省材料，而且種植數量會增加，行與行之間的距離也有了空間。

哪種更好呢？經過同學們提議，我們對兩種方案都制作出了模型，并用塑料藤蔓模擬黃瓜藤蔓。開始了測試環節，例如用鉤碼數量測試承重能力，用風扇測試其抗風能力，用單位面積能纏繞的藤蔓條數比較其種植密度等等，結果發現，第二種方法是省錢省力，但是在室外種植遇到風雨天氣時，植株容易受到破壞。所以，這種模式適合在室內種植，主要是框架結構穩固。

二、鄉土STEM 項目教育實施的策略化

（一）學科大融合，讓成果變得亮晶晶

例如，科學學科中《植物的一生》單元的“播種”，“交流前三周鳳仙花苗的生長變化”等內容時，我們就把課堂設在種植園，讓同學們把每日觀察到的情況用照片墻、觀察日記等方式展現出來。很多小朋友寫出來從種植到觀察中的點點滴滴，文筆細膩，生動有趣。帶著濃濃生活氣息和科學味的作文，得到語文老師贊賞后，學生每周都會主動問科學老師，這周又有什么主題活動。

相信這樣的活動讓學生難忘，這樣的成就感也讓學生終生難忘，也間接為學生科學興趣的培養開墾了“土壤”，為他們觀察和研究興趣的持續性注入了超級強心劑。同時，聯合美術老師畫一畫，攝影興趣組拍一拍等，都可以讓成果變得亮晶晶，讓學生樂此不疲。活動的成果，更要給學生搭建展示的舞臺。無論創意寫作、科學繪畫、主題成果展、科學小論文競賽，還是美食展，都要在各個階段讓學生有成就感。

（二）意外小發現，讓探索變得樂融融

我們種植青菜，卻意外發現菜葉背面的菜青蟲，我們把被蟲子吃的那顆悄悄用網罩起來，每天觀察，然后便驚奇地發現：“看看，蟲子變成了蛹!”“看看，蛹被要開了一個小孔，哇，一只可愛的菜粉蝶鉆出來啦!”“你有沒有發現菜粉蝶的翅膀剛開始是軟軟的，皺皺的，哇，撐開了就平滑了呢!”“為啥我的這個鉆出來的是個蛾子呢，還那么丑?”（好嫌棄的小眼神哦!）“老師，您說的天牛是這個嗎?果然有一對觸角三對足呢!老師，這是我昨天從菜地里請回來的，想問問您是什么蟲子的，現在知道了，放學后我就把它放回自己的家。”“我們發現了兩只螳螂，為什么上面那一只沒有頭顱呢?”“噓——，你小聲點，別說話，別把它驚跑了。”

整個過程，這樣的激動場面很多，每一次意外發現，都會使學生眼中放射出很多新奇又滿足的光芒。把這些寫進科學日記，創意寫作活動，讓學生眼中的驚奇變成妙趣橫生的文字，通過細致觀察，才能胸有成竹，妙筆生花。

（三）食材課程的探索，讓成果變得香噴噴

利用成果自制美食，也是很好的課程拓展。例如，學生利用面粉制作的各種食品，如饅頭、小餅、包子、還有比薩；造型上有可愛的小豬，有驕傲的鴨子。黃瓜可以做蔬果沙拉、涼拌黃瓜、炒黃瓜，也可以拼接成有創意的食物造型。怎樣給你的作品起一個寓意美好的名字？怎樣向大家介紹你手中的美食？廚房變課堂，成果擺在手上，幸福寫在臉上，雙重收獲，每一份食品都是特別的香甜。在項目活動中學習，強調“主體性學習”讓學生選擇需要研究的項目主題，尊重他的選擇，他們才會充分發揮主觀能動性。

（四）家校大融合，讓體驗變得興沖沖

家校合作，只有在家長面前展示孩子點點滴滴的進步，才能獲得家長支持。要真正做到STEM 科技活動的普及，要面向更多的學生和家長。所以，我們在每個興趣小組展開活動之前，都要先召開相關的家長座談會，從活動的接送，到家庭的經濟支持，技術支持，在陪伴學生學習過程中，積極性最高的是家長。特別是每次帶領學生比賽回來，家長們親臨比賽現場都會有自豪感，他們會告訴身邊的人要重視孩子參加科技活動，從而更好地支持了科普教育的展開。在一次科學嘉年華體驗活動中，我們聯合了近300 個家長與老師一起開展了整整兩天。從前一天對家長各種實驗操作的培訓，到第二天家長對同學們一遍一遍的耐心指導和講解，讓全校的學生體驗了一場完整的科學盛宴。

（五）舉辦科技節，讓參與變得熱騰騰

舉辦科技節，全體學生和所有的老師都投入其中，大大提高了STEM 科技活動的普及率。特別是現場STEM 活動的競賽，更是吸引了學生的互動。學生通過操作簡易的器材，在最短的時間內，腦洞打開，化腐朽為神奇。無論成功與失敗都是對學生的最大挑戰，然后讓其明白“臺上一分鐘，臺下十年功”的道理。