以家鄉(xiāng)資源為載體的科學stem課程開發(fā)

徐春

蘇州市唯亭鎮(zhèn)有全國著名的大閘蟹，產自我們的家鄉(xiāng)母親湖——陽澄湖。家鄉(xiāng)的水域物產豐富，湖畔還有全國知名的草鞋山。這些家鄉(xiāng)資源都可以引入科學stem課程，讓孩子通過科學stem課程，了解家鄉(xiāng)，了解國家，了解自然界。蘇州園區(qū)唯亭鎮(zhèn)歷史文化悠久、物產豐富，作為學校有責任、有必要去整合這些家鄉(xiāng)、祖國賦予我們的歷史、文化、物質資源，開發(fā)相應的科學stem主題課程，讓孩子們從家鄉(xiāng)豐富的資源中學習，從科學stem課程中獲得科學的營養(yǎng)，不斷成長。

為此，我們通過學校課題引領，初步開發(fā)了三大板塊以家鄉(xiāng)資源為載體的科學stem課程：

1.陽澄湖水域植物stem課程；

2.陽澄湖大閘蟹水質監(jiān)測實踐stem課程；

3.草鞋山文化之旅stem課程。

一、陽澄湖水域植物stem課程

對于陽澄湖豐富的水域植物，我們以留住陽澄美景為主題，開發(fā)了科學stem課程，引導學生自制陽澄湖水生植物書簽。

教學時讓學生對如何保存水生植物產生思考與設計的興趣，激發(fā)對母親湖——陽澄湖的熱愛，對祖國的熱愛，對自然界的熱愛。通過教學引導，觀看陽澄湖美景視頻，讓學生思考怎樣讓陽澄美景留下來？學生會說畫畫、拍照、制作標本等。有這些留住美景的記錄方式，既然要記錄這些植物，就必須認識它們，引出下一步stem課程步驟，讓學生認識水生植物，出示植物卡、記錄單，討論水生植物的相同點、不同點。讓學生知道：不同形態(tài)決定不同生長方式，并進行交流說說感受。觀察后，整理匯報，讓學生思考怎么留住美景？然后，因勢利導出示制作步驟，學生說說各部分的操作方法——植物書簽。最后，讓學生領取器材進行實驗，學生研討制作過程，完成后，討論操作中的發(fā)現或感受。

拓展，有個別小組學生發(fā)現有的植物無法制作平面書簽，你有什么辦法？你還想研究什么？教師介紹立體書簽，然后通過科學課堂展示教學課件，出示立體書簽的制作方法。

以上是陽澄湖水域植物stem課程的一個小環(huán)節(jié)，還有幾大環(huán)節(jié)，以下一一詳細列舉，簡略概括一下。陽澄湖水域植物stem課程包括：采集水域植物，干燥制作植物，壓制植物，制作植物標本，展示植物標本，進社區(qū)宣傳陽澄湖水域植物一個系列科學stem課程，按中高年級區(qū)分難易程度，整個課程每周2節(jié)課，持續(xù)3到6周，6到12節(jié)課時。

活動一：調查學校、社區(qū)附近常見植物

學生自由組合，周末相約，在家長陪同下前去考察。考察時，可以通過繪畫或者拍照打印的方法記錄陽澄湖水域植物。對于不認識的植物可以使用植物識別的app來認識，或者拍照后請教老師。學生完成植物畫像，填寫植物信息：采集地點，采集時間，采集者，名稱，種類，特點。

活動二：學習植物標本制作方法

資料閱讀：傳統(tǒng)的植物標本制作方法主要是壓制標本，現在也常制作植物滴膠標本。

（一）壓制標本

壓制標本是指將新鮮的植物材料用吸水紙壓制使之干燥后裝訂在臺紙上制成的標本，也叫臘葉標本。

第一步：采集

采集植物標本最重要的一點是標本的完整性。矮小的草本植物要盡量采集完整植株，有根、莖、葉、花、果最好；高大的植物可以分段采集，使其分別帶有根、莖、葉、花、果。采集后要掛上標簽并編號；記錄下采集人和時間地點。

第二步：壓制

壓制標本前先對標本進行簡單整理，去掉腐葉、殘葉，去除根部的土塊。壓制標本時，先將標本放置在吸水紙上，整理標本形態(tài)，葉片盡可能展開，使同一標本同時看到正面與反面葉的形態(tài)。有條件的可以用專用的夾板固定，也可以用較重的書疊在上方代替。

第三步：標本干燥

通過每天更換吸水紙吸收植物水分使其慢慢干燥，制作量大時，也可采用烘干的方式。

第四步：標本信息

將收集到的標本信息整理于標簽上，剪好備用。

第五步：標本裝訂

裝訂需要用到的工具有：臺紙、干燥的植物、剪刀、美工刀、標簽、塑封膜、塑封機。

將壓制好的標本固定在臺紙上，貼好標簽，使用塑封膜塑封植物標本。

（二）滴膠標本

滴膠標本是指利用水晶滴膠包裹植物體的標本，是利用其固化產物具有的耐水、耐化學腐蝕、晶瑩剔透等特點，以保存植物的方法。

第一步：采集

要求與壓制標本是一樣。

第二步：標本干燥

將植物放入合適大小的杯子中，小心地將干燥劑倒在植物的周圍，要讓植物的每一部分都干燥到，以免后續(xù)滴膠時出現顏色的變化。放置干燥劑時要注意盡量讓植物保持原本的形態(tài)。最后蓋上蓋子或用保鮮膜密封。

第三步：小心地取出干花

第四步：調膠水

以3：1的比例，調制AB膠，慢慢攪拌至透明，待沒有絲狀物和泡泡時，膠水就調制完成了。

第五步：入模

把適量的膠倒進硅膠模具中，用裝置固定植物，先在容器中用滴膠浸濕，再懸掛于模具上方，讓滴膠沒過一部分植物。

第六步：補膠

兩三個小時過后，等到花朵不再亂跑，就可以將懸掛裝置取掉，用膠將模具填滿。

第七步：烘干

可使用機器快速烘干或自然放置24小時。

活動三：制作植物標本

首先讓學生填寫我選擇的方法，并且說明選擇這種方法的理由是什么？讓學生完成以下內容的記錄：制作材料，制作工具，制作步驟，設計圖。

根據小組討論的結果，選擇合適的方法，參考設計圖，制作一個植物標本。

活動四：展示與評價

制作植物標本是我們認識植物、保存植物的重要方法。那么植物標本與植物本身有什么相同與不同呢？我們是否能找到更好的方法來有效保存植物，以最大化地保留其生活狀態(tài)時的特點呢？

比較活體植物與植物標本，從四個方面比較：水分，顏色，大小，完整度。然后對活體植物的標本制作提出改進方法，最后讓學生根據改進的方法，再一次制作植物標本。

為了提升學習品質，請回顧“制作植物標本留住陽澄美景”的活動過程，對自己的學習過程和結果作出評價，涂上不同數量的星星。其中對stem課程學習過程進行自我評價，認識多種陸生植物和水生植物，掌握考察植物的方法，掌握一種或多種植物標本制作方法，知道活體植物與植物標本的區(qū)別，積極合作，和組員一起完成制作，樂于與他人分享自己的想法或發(fā)現，能夠制作出植物標本，改進標本的制作方法，評價打分從一星到五星。

活動五：拓展

對于我們制作標本的這些植物，它們對于環(huán)境和人類有什么價值呢？查找資料，制作信息卡片，和同學們分享。對應植物名稱，寫出食用價值，藥用價值，觀賞價值等。

活動六：小區(qū)宣傳

讓學生根據所在小區(qū)分組，3到5人一組，進社區(qū)宣傳陽澄湖水域植物，宣傳形式可以是圖片和文字結合的展板，也可以是植物標本展示，現場制作植物標本，讓小區(qū)居民體驗植物標本制作等。

陽澄湖水域植物stem課程是針對家鄉(xiāng)母親湖資源很好的開發(fā)利用，對學生愛家鄉(xiāng)，愛祖國，愛大自然，從小就激發(fā)了對科學的學習興趣，并豐富了在課堂之外的學習。

二、陽澄湖大閘蟹水質監(jiān)測實踐stem課程

陽澄湖有全國著名的大閘蟹，養(yǎng)殖戶渴望陽澄湖治理改善水源環(huán)境，改善大閘蟹質量。然而大閘蟹養(yǎng)殖戶不知河水水質的優(yōu)劣、好壞，如何用簡易方法來測定。我們通過科學stem課程的開發(fā)，讓孩子先學會對河水水質的簡易檢測方法，讓群眾都能識別測定水質優(yōu)劣，從而保護陽澄湖的水環(huán)境，不斷實現陽澄湖水域的生態(tài)化。

科學stem課程設計開發(fā)過程中，我們通過課程普及水環(huán)境環(huán)保知識的同時，對廣大學生開展“水質調查”實踐活動。讓學生了解陽澄湖水、保護陽澄湖水，通過“小手牽大手”共同保護陽澄湖水，以達到提升學生體驗、感悟和實踐的過程，豐富學生的經歷和經驗的目的，加強愛家鄉(xiāng)、愛祖國教育，培養(yǎng)學生的動手能力、創(chuàng)新精神。

調查活動從9月開始，不間斷進行一個月，向學生說明此實踐活動的目標與任務，引出測定水質活動。活動初，我們組織學生學習湖水透明度簡易測量方法，溫度計測量水溫的方法，鑒別水質酸堿度的方法，為后期科學stem課程的調查活動打好基礎。

比如我們要求學生回家做好簡易“水樣采集器”，用有一定容量的廢舊飲料瓶，在距瓶口20㎝處將以上部分剪掉，在開口的兩邊拴上一條繩子，這樣制作成簡易“水樣采集器”。另外，用吃完藥的白色小藥瓶，在蓋口鉆一孔，將一細繩穿過孔，打好結，瓶內裝滿砂子，再在細繩每5㎝處作一標記，制作成“水質透明度”測定器。

教學中科學stem課程展示，鑒測河水三種方法：

第一，如何利用PH試紙來測定湖水酸堿度

用PH試紙放進取水樣，PH為6-7是中性水，PH﹤5為酸性水，PH﹥8為堿性水。

第二，如何測定湖水水溫

利用湖水溫度計測量湖水的溫度，測量一到三次，讀出平均值。

第三，如何測定湖水透明度

利用自制的水質透明器來鑒測水質透明度：當小瓶在河水中看不清時取出小瓶，讀出標記，數字越大，則透明度就愈好。

通過活動讓學生學會如何運用快速檢測試劑來判斷水質優(yōu)劣和寫評估報告；并且掌握各類水質標準，簡易診斷水質好壞，并能夠提出治理建議；活動過程中，學生親手制作測定工具，增強動手能力，同時通過親身體驗操作，學會試用快速檢測劑來判斷水質優(yōu)劣，我們的科學stem課程，不僅是一次環(huán)保實踐活動，更是一次保護家鄉(xiāng)水環(huán)境的護水教育活動，從而全面提升學生多方面的素質。

通過此次科學stem課程活動，實現家校互動。學生將水質檢測結果向家長、學校、政府部門、大閘蟹養(yǎng)殖戶進行介紹，提出保護水質的建議，實現家校互動，并提出個人治理建議。學生向家長、學校、政府部門、大閘蟹養(yǎng)殖戶傳授科學簡易的鑒測水質方法，讓公眾了解水質優(yōu)劣，對保護陽澄湖水質起到連鎖效應。

本科學stem課程設計緊緊抓住家鄉(xiāng)母親湖——陽澄湖，利用家鄉(xiāng)獨特的資源進行科學學習，其中跨學科結合了科學、數學、繪畫、化學、物理等課程，整合了多元化的課程教學資源，豐富了學生的學習體驗。

三、草鞋山文化之旅stem課程

草鞋山遺址位于陽澄湖南岸，被稱為“江南史前文化標尺”。其中一個非常重要的就是發(fā)現了最早的人工灌溉古水稻田。據文獻記載，我們的先民已經有篩選優(yōu)質稻種的概念，也就是那時已經開始對水稻進行馴化了。

我們設計開發(fā)課程，讓學生走進草鞋山體驗真實的水稻，學生會看到兩片對比非常明顯的稻田，一片是馴化稻，一片是野生稻。我們開始教學，為什么會產生如此不同的變化？其實，主要讓學生了解水稻的一生到底經歷了哪些階段，它又如何成為我們的糧食？為了產量提高，野生水稻不能滿足我們的需要，所以產生了馴化稻，高產抗災害抗病蟲。我們的科學stem課程通過稻體驗、繪體驗、織體驗等來感受稻作文化，通過割稻、脫粒、編織、寫生、彩繪、拓印等方式充分體驗水稻的一生，體味豐收的來之不易，走進草鞋山先民們的生活，充分利用草鞋山的家鄉(xiāng)資源為我們服務，讓學生從小塑造科學的世界觀、人生觀。

在本科學stem課程中融合了科學、繪畫、勞動等課程，進行了課程整合的嘗試，把科學延伸到其他學科，最后拓展開發(fā)與草鞋山文化相關的產品——草鞋山文創(chuàng)，豐富學習體驗，從學生的學習，升華到為家鄉(xiāng)服務，設計草鞋山產品，推廣學習結果，學以致用，讓我們的學習延伸到課堂之外。

家鄉(xiāng)資源的科學stem課程開發(fā)還不夠完善，后期還要更多地思考不同學科、不同領域之間的深度整合，采用立體化、跨學科的學習實踐模式，為學生提供更多元化的科學stem課程學習資料，更多樣化內容的stem實驗選擇，我們要通過家鄉(xiāng)資源的科學stem課程，著眼于培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)、實踐精神、創(chuàng)造能力和家國情懷。