朱洪達(dá)

解決真實(shí)情境的問題是STEM教育倡導(dǎo)的理念，而不是書本的死知識(shí)。學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，需要其主動(dòng)去發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題。用“科學(xué)”認(rèn)識(shí)生活，是創(chuàng)新的前提，用“技術(shù)”和“工程”解決生活問題，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的有效途徑。

知識(shí)源于生活又高于生活。“源于生活”意味著我們往往能從生活實(shí)際出發(fā)引出課堂教學(xué)，這也是科學(xué)教學(xué)常用的教學(xué)策略。但又由于知識(shí)“高于生活”，導(dǎo)致我們往往把知識(shí)停留在課堂教學(xué)里，上課上到最后就把知識(shí)和生活剝離開了。脫離了生活的知識(shí)教學(xué)顯得蒼白無(wú)力，簡(jiǎn)單的知識(shí)應(yīng)用也僅僅體現(xiàn)在習(xí)題練習(xí)上，怎樣把知識(shí)從“用于做作業(yè)”提升到“用于實(shí)際”，是科學(xué)教學(xué)亟待解決的問題。

一、STEM教學(xué)組織方式

《小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》第四部分實(shí)施建議有如下表述：“倡導(dǎo)跨學(xué)科學(xué)習(xí)方式?？茖W(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）與數(shù)學(xué)（Mathematics），即STEM，是一種以項(xiàng)目學(xué)習(xí)、問題解決為導(dǎo)向的課程組織方式，它將科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)有機(jī)地融為一體，有利于創(chuàng)新能力的培養(yǎng)?？茖W(xué)教師可以嘗試運(yùn)用于自己的教學(xué)實(shí)踐。”

小學(xué)科學(xué)課程是一門綜合性課程，2017年版課標(biāo)更新增了技術(shù)與工程領(lǐng)域，意味著小學(xué)科學(xué)教學(xué)應(yīng)該開始注重技術(shù)與工程的實(shí)踐，這與STEM教育思想倡導(dǎo)的將知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際生活、解決真實(shí)問題不謀而合。所以，我們完全可以把STEM教育所提倡的“從真實(shí)問題出發(fā)，強(qiáng)調(diào)探究、設(shè)計(jì)和創(chuàng)造的學(xué)習(xí)過程，并最終將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際生活中，解決真實(shí)問題”的課程組織方式應(yīng)用于小學(xué)科學(xué)教學(xué)，尤其可以運(yùn)用在知識(shí)應(yīng)用環(huán)節(jié)。

二、挑選適合STEM模式的教學(xué)內(nèi)容

小學(xué)科學(xué)概念包含領(lǐng)域眾多，部分科學(xué)概念雖源于生活，但知識(shí)特點(diǎn)不適合技術(shù)與工程的開展。如地球與宇宙科學(xué)領(lǐng)域的課程內(nèi)容，由于其特殊的內(nèi)容性質(zhì)，導(dǎo)致我們對(duì)其進(jìn)行探究的難度極大，要想形成可應(yīng)用的工程項(xiàng)目更不是小學(xué)生的財(cái)力物力能做到的，所以想要實(shí)現(xiàn)技術(shù)與工程的應(yīng)用顯然不太實(shí)際。而對(duì)有些課時(shí)，在完成科學(xué)探究后可以及時(shí)跟進(jìn)一個(gè)STEM項(xiàng)目，既能鞏固科學(xué)知識(shí)的理解，也能讓學(xué)生學(xué)會(huì)把知識(shí)應(yīng)用到真實(shí)案例中，使學(xué)生在實(shí)踐中的動(dòng)手能力得到升華，不再僅僅停留于科學(xué)探究，能發(fā)揮自己的想象力去創(chuàng)造。

以《聲音的變化》教學(xué)為例，教材通過調(diào)整水杯的水位高低來(lái)探究聲音的高低。通過實(shí)驗(yàn)我們發(fā)現(xiàn)，聲音的高低會(huì)隨著水杯里水的多少而發(fā)生變化，但筆者在實(shí)際教學(xué)中發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)這個(gè)知識(shí)點(diǎn)的理解不深，對(duì)知識(shí)點(diǎn)的應(yīng)用非常差，根本無(wú)法做到舉一反三。

STEM教育倡導(dǎo)通過工程項(xiàng)目把知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際，筆者嘗試在實(shí)驗(yàn)后增加一個(gè)“音樂排簫”的STEM案例，給學(xué)生提供剪刀、熱熔槍、粗吸管、膠帶等材料，讓學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識(shí)制作“音樂排簫”。

三、優(yōu)化材料有助于課后再研究

目前教材涉及的大多數(shù)實(shí)驗(yàn)器材都具有一定的專業(yè)性，如用于發(fā)聲的音叉，用于固定物體的鐵架臺(tái)，用于觀察微生物的顯微鏡等。一般家庭不會(huì)有這些器材，就算學(xué)生有興趣，家長(zhǎng)也有心，但是購(gòu)買器材會(huì)是一個(gè)很大的問題。而如果我們?cè)谶M(jìn)行課堂教學(xué)時(shí)就選擇好材料，讓學(xué)生在課后感興趣時(shí)不會(huì)苦于沒有材料來(lái)實(shí)現(xiàn)自己的創(chuàng)新性想法，那么就能實(shí)現(xiàn)走出課堂應(yīng)用于實(shí)際的關(guān)鍵一步。

以經(jīng)典案例《建高塔》教學(xué)為例，高塔上輕下重，上小下大，利用框架結(jié)構(gòu)等特點(diǎn)能使高塔相對(duì)穩(wěn)固。在實(shí)際教學(xué)中，利用竹簽和橡皮筋搭高塔卻會(huì)遇到很多的問題，其中筆者遇到的最大問題是高塔的連接問題。由于橡皮筋具有彈性，在固定竹簽時(shí)皮筋綁得太松會(huì)失去固定效果，綁得太緊又會(huì)破壞竹簽之間的結(jié)構(gòu)框架。好多學(xué)生小組一節(jié)課下來(lái)能綁出兩個(gè)正方體框架就已經(jīng)不錯(cuò)了，更不用說搭起一個(gè)高塔了。在幾次培訓(xùn)中，筆者發(fā)現(xiàn)有些教師選用胡蘿卜固定竹簽來(lái)替代橡皮筋，能起到不錯(cuò)的效果，但胡蘿卜還是有點(diǎn)重，而且不適合多次插拔，容易開裂。筆者又嘗試用超輕黏土來(lái)代替胡蘿卜，把竹簽替換成更輕巧的意大利面，學(xué)生反響非常好。對(duì)一些課上無(wú)法及時(shí)完成想法的小組，我讓他們帶著自己的想法在課后繼續(xù)研究制作，學(xué)生在課后玩得不亦樂乎，真正實(shí)現(xiàn)了讓實(shí)驗(yàn)走出課堂、走進(jìn)實(shí)際的轉(zhuǎn)變。

四、讓學(xué)生放飛思想

以新版三年級(jí)上冊(cè)《我們來(lái)做熱氣球》教學(xué)為例，這種頗具STEM意味的課程能讓學(xué)生沉浸于課堂，讓課堂綻放創(chuàng)新的花朵。

以學(xué)生感興趣又好奇的熱氣球?yàn)橐?，提供給學(xué)生紙筒、蠟燭、打火機(jī)、大號(hào)透明塑料袋等材料，給學(xué)生一個(gè)目的，讓他們制作一個(gè)“熱氣球”。在這個(gè)過程中，教師可以把20分鐘甚至更長(zhǎng)的時(shí)間全都交給學(xué)生，讓其根據(jù)自己的想法去設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生需要在嘗試和改進(jìn)中不斷進(jìn)步。他們會(huì)自主經(jīng)歷飛不起來(lái)—飛起來(lái)—飛更高—在空中停得更久更穩(wěn)的階段性過程，教師只需在學(xué)生完成某一階段性目標(biāo)后，再給他們提示可以去嘗試新的目標(biāo)，甚至學(xué)生自己都會(huì)自主地嘗試更高的目標(biāo)。整個(gè)課堂是由學(xué)生自己設(shè)計(jì)、制作、分享、收獲的，教師只是提供給了學(xué)生一個(gè)平臺(tái)和一個(gè)引子。

五、讓研究走出課堂走向創(chuàng)新

課堂時(shí)間有限，但思維和想法是無(wú)限的，創(chuàng)新的苦楚就在于我們無(wú)法把課堂中激發(fā)出來(lái)的想法再次進(jìn)行驗(yàn)證和實(shí)踐。如果能夠?qū)TEM模式在課堂上激發(fā)的有趣想法保留到課后，并迅速付諸實(shí)踐，甚至應(yīng)用于生活，那么課堂教學(xué)也就真的走向了生活，走向了成功。

知識(shí)源于生活，也應(yīng)該回歸生活，應(yīng)用于生活生產(chǎn)實(shí)踐?？茖W(xué)課堂不應(yīng)該停留于三尺講臺(tái)，停留在教室之內(nèi)。讓學(xué)生走出教師設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)，走出教室，走進(jìn)生活，在生活中發(fā)現(xiàn)問題解決問題，更能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，提升其科學(xué)素養(yǎng)。