融入STEM理念，讓學生獲得創新能力的成長

陳花 李飛

人才是促進社會持續發展的不竭動力，長期受應試教育思想的影響，大多數教師將教育的重點放在基礎知識的教學上，較少關注兒童創新能力的發展，導致學生只能被動地跟隨教師的步伐漫步在科學世界。創客教育是一種著重培養兒童創造能力的教育方式，旨在引發兒童自覺思考的動機，促使兒童在設計、實踐中獲得創新能力的發展。STEM的跨學科教育理念與創客教育實現有效融合，讓學生在運用跨學科知識中完成資源的開發與實踐。在小學科學學科教學中，教師巧妙地融入STEM理念，引導兒童組建創客社團，促使學生在社團中喚醒思維的活力，主動利用科學知識創造新事物，真正成長為一名合格的“創客”。

一、精心規劃，奠定基礎

（一）深挖教材內容，鋪墊創新基礎

教材是教師開展教育活動的主要依據，隨著“創客”教育理念在小學教育中的深度滲透，在進行教材的編寫時，許多編撰者會有意識地在教材中融入創新元素，期望兒童在學習基礎科學知識之余，也能逐步成長為創客，獲得創新能力的持續發展。在STEM理念提出之際，教師也要認識到教材扮演的重要角色，主動挖掘教材中的創新教育元素、跨學科元素，并引導學生進行認真學習，促使學生在掌握基礎知識之余，也能在創客社團中表現得游刃有余，盡情釋放自身的創新才能。

在《太陽鐘》的教學中，教師便可以先對教材上的內容進行解讀，指出太陽鐘的制作原理等內容是著重需要學生掌握的科學知識。在實際的教學中，教師先向學生設計“當下我們都使用哪些工具記錄時間呢”的問題，請學生根據自己的生活經驗進行回答。在學生指出“鐘表”“手機”等工具后，教師再引發學生思考“在沒有鐘表之前，人們是如何掌握時間的呢”？伴隨學生的思考，教師順勢為學生引入“太陽鐘”的相關內容，并與學生一起探尋太陽鐘能夠用于記錄時間的原理，強化學生的技術思維。緊接著，教師為學生提出“發揮自身的創造力，在社團中進行太陽鐘的創新性設計與制作”的要求，鼓勵學生在社團中發散思維，巧妙地融入工程、技術等知識，完成太陽鐘的巧妙設計。

教師立足STEM理念對教材內容進行解讀，挖掘其中的技術、工程、科學等元素，并為學生提出創新設計的要求，能幫助學生夯實基礎，使學生更加自如地在創客社團中應用科學知識。

（二）細化教學目標，精心安排活動

在小學科學學科的教學中提出“創客”教育、STEM理念后，許多教師都如同走入迷霧之中，很難找到正確的教育方向。教學目標如同一盞明燈，能為教師指引方向，幫助教師指明教學的道路。在STEM理念下打造創客社團時，教師也應當圍繞科學學科的教學內容，主動做好教學目標的細致設計，明確提出跨學科教學、創新教育的要求，以便在落實教學目標中促進學生的成長，讓學生在社團中自然地化身“創客”。在教學活動結束后，教師也可以將教學目標轉換為評價標準，檢驗學生是否達標，以便在社團活動中更好地幫助學生，進一步強化學生的創新能力。

比如在帶領學生學習《摩擦力》這節課時，教師便可以設計如下教學目標：

1.了解摩擦力產生的條件；明確摩擦力存在的好處、壞處，分析現實生活中一些行為是增大還是減小摩擦力；

2.能利用測力計測量一個物體在另一個物體水平運動時的摩擦力；

3.能夠探究影響摩擦力大小的因素；

4.能對減小液體阻力的方法進行探究，明確流線型是減小空氣、液體阻力的有效方法……

圍繞上述目標，在實際開展教學活動時，教師先借助生活現象引導學生關注摩擦力，再組織學生探究產生摩擦力的條件，引導學生使用測力計對摩擦力的大小進行測量。之后，教師請學生在創客社團中探討“減小液體阻力的方法”的內容，促使學生在解答問題中迸發新的想法，逐步提出制作流線型物體的創新設想。這樣學生也能達到教學目標的基本要求，提升學習本節課的實效。

教師基于教學內容進行教學目標的精準設計，充分彰顯工程、科技、數學等元素，并提出創新設計的要求，能有效指引科學課程的教學方向，以便在精準落實教學目標中全面激活學生的創新活力。

二、多元整合，完善活動

（一）搭建生活橋梁，喚醒動力

科學學科與生活之間具有不可分割的關系，在現階段引導學生學習科學知識時，教師能夠發現教材上遍布生活元素，充分體現了科學學科的生活特色。教師引導學生建構科學知識的目的之一是為了讓學生應用科學知識改變生活，使生活變得更加美好。對此，為了調動學生的創新動力，使學生在社團中巧妙地應用跨學科知識參與創新，教師有必要搭建生活橋梁，喚醒學生的創新欲望。

在指導學生學習《物體的傳熱本領》的內容時，教師先引導學生學習不同物體導熱性能不同的相關內容，并帶領學生區分熱的良導體和不良導體，使學生能夠將材料的傳熱性能與它的用途進行聯系。隨后，教師立足生活視角，為學生擬定生活背景：“由于工作的調整，小李的父親最近總是加班，晚上不能回家吃飯，為了照顧父親，小李想要為他送溫熱的飯菜，但是家里找不到保溫盒，你能根據今天所學，為小李制作一個保溫盒嗎？你打算如何進行制作呢？”引發學生的思考，請學生在創客社團中發揮自己的創造才能，積極地進行保溫飯盒的制作。在制作的過程中，學生也能無意識地應用工程、技術的相關知識，從而推動STEM理念在科學課堂的滲透。

教師立足生活視角為學生擬定創新設計的背景，不僅能輕松地喚醒學生的創作欲望，也能輔助學生完成對科學知識、工程知識、技術知識、數學知識的活學活用，使學生在發展創新才能之余，也能強化跨學科思維。

（二）理清流程，完善過程

任何實踐活動的開展都需要遵循一定的流程，試想在創客社團中，如果學生直接參與創新設計、展開動手實踐，那么在操作的過程中，學生也會遇到許多意料之外的問題，不對這些問題進行有效解決，勢必會延緩學生創新實踐的進度，讓學生逐步對創客社團內的活動喪失興趣。對此，在組織學生參與創客社團活動時，教師不妨鼓勵學生進行活動流程的梳理，促使學生做到心中有數，以便學生在按照流程完成每一個步驟中，逐步實現對科學知識的活學活用，真正地推動STEM理念的精準落地。

在《制作汽水》的教學中，教師先為學生播放視頻，引導學生認識到炎熱的夏天人們都喜歡喝汽水的普遍現象，引出本節課的研究對象。隨后，教師請學生交流汽水的特點，為后續的研究鋪墊基礎。緊接著，教師請學生對汽水中的氣體進行研究，并設計“哪兩種物質混合后能產生像汽水里那樣的氣泡呢？”“氣泡產生的原因是什么呢？”的問題，引發學生的猜想，促使學生在揭秘問題的答案中逐步明確制作汽水的原理。之后，教師設計“自主制作檸檬汽水”的任務，鼓勵學生在創客社團中拆解制作檸檬汽水的步驟和流程，如有些學生說先準備材料，再進行操作等。在學生操作時，教師也要進行細致的觀察，及時地為學生提出“輕拿輕放”等建議，避免學生在操作中出現意外。

教師鼓勵學生理清創新設計的流程，并指導學生按照相應的程序參與實踐活動，能充分保障創客社團的存在價值，節約學生動手實踐的時間，加快學生創新設計的進度。

（三）活化形式，拓展教學

兒童的學習興趣是他們參與學習活動的精神支柱。從過去的科學教學中不難看出，當活動的形式相對單一、乏味時，學生也會形成消極、抵觸的學習情緒，以至于兒童在活動中難以盡情綻放個人光彩，而當活動的形式極具趣味色彩時，兒童的熱情也會十分高漲，創新思維會相對活躍。對此，在STEM理念下創建創客社團時，教師也應當順應學生的興趣愛好，巧妙地融入趣味元素，活化整個社團的活動方式，促使兒童在積極參與學習活動之余，也能完成創新設計。

在《水滴的“旅行”》的教學中，教師先引導學生認識一些基本的天氣現象，了解水的三態變化等內容。隨后，教師為學生拓展活動形式，請學生發揮自己的想象力，以水滴的旅行為主題創作童話故事、海報等。在活動中，教師充分尊重學生的個性、喜好，不為學生做特定的要求，而是讓學生遵循自己心底的聲音，尋找自己最喜歡的活動形式呈現水滴的“旅行”過程，如在社團活動中，有些學生選擇編寫童話故事，惟妙惟肖地呈現水滴“旅行”的過程，有些學生則選擇繪制海報，以直觀形象的方式呈現水滴“旅行”的過程，有些學生使用材料搭建水循環的模型等。學生的創造性思維獲得盡情釋放，全面提升學習水循環這一大概念的質量。

教師尊重學生的喜好，為學生拓展創客社團的活動形式，請學生融入自己的創新設想，完成故事、海報、模型等物品的制作，能幫助學生實現對工程、技術、科學等知識的融會貫通，使學生更加積極地參與創客社團活動。

三、精準落實，提升實效

（一）精心分工，彰顯社員價值

與一般意義上的自主探究活動不同，社團活動更加強調學生之間的合作、互動，期望學生在相互協作中共同完成社團任務。但是縱觀當前的教學能夠發現，在社團活動中，教師只為學生提出相互合作的要求，往往忽視學生之間進行合作的細節，以至于學生之間的分工不明確，合作的價值也就“蕩然無存”。學生是獨立的個體，有著獨屬于自己的特點、優勢，在小學科學教學中創建創客社團后，為了推動STEM理念的進一步滲透，教師有必要立足學生之間的差異性，做好人員的分配，并幫助每一個小組明確每個成員的責任，以便在充分綻放社團成員的優勢中加快社團項目的落地，助力學生創新思維的發展。

在《礦物與我們的生活》的教學中，教師先讓學生結合生活實際，了解礦物的特性以及其在生活中的運用，使學生深刻認識到礦物與衣食住行、醫藥之間不可分割的關系，幫助學生建立對巖石、礦物的基本認識。之后，教師以圖文結合的方式引導學生了解從鐵礦石到鐵制品的生產過程，讓學生體會生活用品的來之不易。隨后，教師為學生呈現“體會石膏的固定作用”的實驗流程圖，鼓勵學生簡單地描述實驗的過程。根據學生的描述以及學生日常的表現，教師采取同組異質、異組同質的原則，為學生進行人員的安排，促使各組內的學生各有千秋。在分好組后，教師再輔助每個小組進行組員任務的細分，以便每一個學生在釋放自身的價值中，共同體驗石膏的固化作用。

教師先對學生的實踐操作能力、創新思維能力等進行判斷，再采取互補的原則為學生進行分組，并輔助學生進行組內任務的細分，能保障每一個學生的參與感，使學生在明確的分工中完成創新實踐，助推STEM理念的滲透。

（二）聚焦展示，培養多元能力

教育評價環節是課堂教學中不可缺少的一項環節，能幫助學生進行知識的回顧、反思，使學生清楚地明確自身的問題，精準進行知識的補充。創客社團活動的特點，使得學生在完成學習活動后會獲得一定的實踐成果，這一成果不僅代表了學生跨學科思維的發展水平，也代表了學生應用科學知識的水平以及學生創新思維能力的發展水平。對此，教師不妨創新科學課堂的評價環節，主動地為學生搭建展示創新成果的平臺，并鼓勵學生介紹自己的靈感來源、實踐歷程等，以便學生之間在相互欣賞、相互點評中意識到自身的不足，從而積極地補充工程、技術、數學等學科知識，進一步增強創新能力。

在《動物的庇護所》的教學中，教師先引導學生理解大自然為動植物提供了各種必需的非生物條件，并透過實例請學生了解動物依賴非生物材料筑巢或作為庇護所的相關內容。隨后，教師為學生提出“創造性設計與制作鳥巢，為鳥兒安家”的任務，請學生在社團活動中展開想象，積極地利用身邊的非自然材料完成鳥巢的制作。在學生制作完畢后，教師再搭建平臺，請學生進行展示，鼓勵學生介紹自己的靈感來源以及制作過程。之后，學生之間進行互評，以便在相互欣賞中打開新思路，積累更多的創新設計想法。

在STEM理念的背景下指導學生參與創客社團活動時，教師主動地變換評價形式，積極地為學生搭建展示成果的平臺，并鼓勵學生之間進行欣賞、點評，能幫助學生積累更多的創新經驗，使學生逐步成長為一名合格的創客。

教師要增強對STEM理念的重視，主動立足創客社團的特色，開發多樣化的活動形式，促使兒童在夯實基礎、發展跨學科思維之余，也能獲得創新能力的成長，逐步提高科學課程的教學質量。