◇王 欣（江蘇：揚州市江都區(qū)大橋中心小學(xué)）

傳統(tǒng)的教學(xué)方式，一般是由教師直接講授知識點或者原理，通過做練習(xí)對原理進行鞏固，最后再通過做實驗的方法進一步鞏固。這樣的教學(xué)忽視了學(xué)生的學(xué)習(xí)主體地位，缺少了讓學(xué)生帶著問題去做調(diào)查、去尋找答案的過程，而這個過程就是STEM 區(qū)別于傳統(tǒng)教學(xué)的地方。STEM 更注重與現(xiàn)實世界的聯(lián)系，注重解決問題的過程，為的是訓(xùn)練學(xué)生科學(xué)的思維以及技能。

STEM 是將科學(xué)、技術(shù)、工程以及數(shù)學(xué)相融合的教育理念，打破了這幾門獨立學(xué)科之間的界限，采取了問題導(dǎo)向型的學(xué)習(xí)模式，圍繞問題，使學(xué)生運用綜合的知識和技能去解決問題，不斷提高學(xué)生創(chuàng)造性解決實際問題的能力。STEM 更注重的是整個思考和實驗的過程，鼓勵學(xué)生自主思考，提出實驗方案，進行實驗，最后得出結(jié)論。STEM 提倡采取問題導(dǎo)向型模式來展開課題，經(jīng)過逐步推論和實驗，最終得到實驗結(jié)果。STEM 注重學(xué)科之間的融合，對教師的教學(xué)提出了更高的要求。在備課時，需要我們充分挖掘教材中可以與其他學(xué)科有效融合的部分，注意將學(xué)生相關(guān)學(xué)科的知識點有機結(jié)合起來。學(xué)生要做到STEM 融合學(xué)習(xí)是有很大難度的，因此需要教師提供明確且詳盡的方法。本文以蘇教版小學(xué)三年級科學(xué)課《把鹽放到水里》為例，運用問題導(dǎo)向型模式進入課題，引出STEM 綜合教學(xué)模式。

一、導(dǎo)入生活情境，聯(lián)系生活實際，提出問題

除了知識的融合之外，還要重視與學(xué)生日常生活結(jié)合，選擇日常生活中的情境進行導(dǎo)入，將日常生活中的現(xiàn)象與課堂內(nèi)容相結(jié)合，注重內(nèi)容與生活的相關(guān)性。學(xué)生所學(xué)習(xí)的知識只有與日常生活結(jié)合起來，才能有效提高學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，培養(yǎng)學(xué)生善于觀察生活的能力，課本上的內(nèi)容也才會變得更有意義。

例如，在蘇教版小學(xué)三年級上冊第十一課《把鹽放到水里》教學(xué)中，教師可以通過生活中的情境導(dǎo)入：小李的爸爸牙齦發(fā)炎了，去醫(yī)院看牙醫(yī)，牙醫(yī)為其進行了消毒。醫(yī)生告訴小李的爸爸，每天早晚應(yīng)當(dāng)用淡鹽水漱口?；氐郊遥职职堰@個配置漱口用的淡鹽水的任務(wù)交給了小李?？墒切±铖R上就要考試了，有許多功課要做，他必須快速配置好淡鹽水，這樣他才能繼續(xù)投入學(xué)習(xí)。提問：如何快速配好一杯淡鹽水呢？鹽在水中的溶解速度與哪些因素有關(guān)呢？教師可以通過這樣日常的場景鼓勵大家圍繞問題進行思考。

二、充分討論，讓學(xué)生自主設(shè)計實驗

我們的教材往往會直接給出針對某一課所用到的具體實驗流程和方法。STEM 教學(xué)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)在于讓學(xué)生自己動腦筋想辦法，而不是教師直接告訴學(xué)生需要準(zhǔn)備什么工具、實驗中每一步驟應(yīng)該怎樣去做、需要注意什么問題。相反，這些都應(yīng)該由作為學(xué)習(xí)主體的學(xué)生自己去探討，主動去發(fā)現(xiàn)。教師只是在旁引導(dǎo)，把課堂還給學(xué)生。實現(xiàn)學(xué)生自主設(shè)計相關(guān)的實驗，然后記錄實驗過程，得出實驗結(jié)論。

針對如何快速配好一杯鹽水的問題，有的學(xué)生可能會提出使用熱水，鹽在熱水中比在常溫或冰水中化得快，因為媽媽在做湯的時候，就是把鹽放到煮開的水里，鹽很快就可以化開。這時，教師就可以進行語言上的修正，比如，“這位同學(xué)告訴我們，水的溫度是影響鹽在水中溶解速度的因素”。還有的學(xué)生提出用筷子攪拌一下，鹽會融化得更快些。這時，教師就可以引導(dǎo)學(xué)生，攪拌和熱水可以加快鹽的溶解，但這些因素只是我們的猜想和假設(shè)，必須使用更加嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)方法來證明我們的猜想。

那么，如何證明攪拌和熱水能夠加快溶解呢？我們可以利用到的工具和材料有哪些？教師應(yīng)進一步鼓勵學(xué)生想辦法，如何利用手頭的工具來做實驗。實驗的過程應(yīng)該是怎樣的？會發(fā)生怎樣的現(xiàn)象？此時，我們就要引導(dǎo)學(xué)生來設(shè)計一個合理可行的實驗方案，并且將對比實驗的特點和注意事項講解給學(xué)生聽。同時，引入圖示，讓學(xué)生學(xué)會運用簡單的圖示來演示自己設(shè)計的實驗。見下圖。

在設(shè)計對比實驗的過程中，教師應(yīng)該提醒學(xué)生對比實驗的注意事項。例如，對比實驗必須用到兩個或兩個以上的實驗組，并且要保證在相同的條件下進行實驗。例如，我們要用相同的水量，加入相同質(zhì)量的鹽，只改變一個條件，來看看這個條件是否對結(jié)果有影響。

整理總結(jié)實驗方案后，得出設(shè)計如下：

問題：影響鹽在水中溶解速度的因素有哪些？

假設(shè)1：與水的溫度相關(guān)，溫度越高溶解越快。

實驗材料：熱水、冷水、鹽、量勺、2 個杯子、溫度計、秒表。

1．在相同的兩個杯子里倒入等量的水，一杯用熱水，另一杯加冷水。（倒好后可以用溫度計測量水溫并記錄。）

2．用兩把克數(shù)相同的量勺，同時往兩杯水中放入相同質(zhì)量的鹽。

3．觀察哪一杯鹽溶解得快，并記錄下溶解的時間。

假設(shè)2：攪拌可以加快溶解速度。

實驗材料：水、鹽、量勺、2 個杯子、一根筷子、秒表。

1．在相同的兩個杯子里倒入等量的水，水的溫度相同。

2．用兩把克數(shù)相同的量勺，同時往兩杯水中放入相同質(zhì)量的鹽。

3．一杯用一根筷子攪拌，另一杯靜置。

4．觀察哪一杯鹽溶解得快，并記錄下溶解的時間。

在溶解的時候可以讓學(xué)生用秒表來記錄溶解的速度，讓學(xué)生掌握運用科學(xué)的數(shù)據(jù)制作數(shù)據(jù)圖表等技能，培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維。制作相關(guān)的圖示，培養(yǎng)學(xué)生的制圖能力以及設(shè)計實驗的能力。

三、記錄實驗現(xiàn)象，得出實驗結(jié)論

實驗的過程是非常重要的，教師在條件允許的情況下盡量不要只讓學(xué)生觀看實驗的視頻，而是要把動手機會留給學(xué)生。學(xué)生只有自己動手操作獲得知識才能真正體會到研究的快樂。做實驗時一定要提醒學(xué)生注意安全，比如，使用熱水時防止?fàn)C傷、使用玻璃杯等易碎品時要輕拿輕放。

在實驗開始之前，我們應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會記錄實驗過程的科學(xué)方法，如，將實驗過程通過圖表的形式表達，制作出合適合理的表格以及添加合適的文字記錄有助于提升學(xué)生的組織能力，提高實驗效率。

實驗時讓學(xué)生分成小組分別進行，每組的各個成員要確定好每個人的任務(wù)，比如，誰負(fù)責(zé)加水，誰負(fù)責(zé)記錄時間，誰負(fù)責(zé)填寫實驗記錄，等。

實驗完成后，學(xué)生可以制作出如下表格：

假設(shè)1 實驗現(xiàn)象：熱水杯中的鹽已經(jīng)明顯減少了，冷水杯中的鹽還有很多。

假設(shè)1 實驗結(jié)論：溫度會影響鹽溶解的速度。鹽在熱水中溶解的速度快，在冷水中溶解的速度慢。

假設(shè)2 實驗現(xiàn)象：攪拌的杯中，鹽的顆粒已經(jīng)看不見了，沒有攪拌的杯中，杯底還有許多鹽的顆粒。

假設(shè)2 實驗結(jié)論：攪拌會影響鹽在水中的溶解速度。攪拌，鹽溶解得快；不攪拌，鹽溶解得慢。

小組根據(jù)實驗步驟得到數(shù)據(jù)，教師做好引導(dǎo)，讓學(xué)生運用數(shù)據(jù)來解釋現(xiàn)象。例如，學(xué)生可以把所獲得的數(shù)據(jù)進行比較分析（數(shù)學(xué)的方法），并找出其中的規(guī)律：鹽在水中溶解的速度隨著溫度的升高不斷加快。我們還可以引導(dǎo)學(xué)生畫出曲線圖。橫軸表示溶解的時間，豎軸表示水的溫度，得到大概一個這樣的曲線（見下圖）。

此外，教師還應(yīng)對學(xué)生的思維進行拓展：還有沒有其他可以影響鹽在水中溶解速度的因素？最后發(fā)散思維，問問學(xué)生：還有哪些物質(zhì)可以溶解在水中？這些物質(zhì)的溶解速度是否也跟溫度相關(guān)？在課下，可以給學(xué)生布置相關(guān)作業(yè)：回到家中，用最短的時間配一杯淡鹽水。

在學(xué)生的實驗中，由于實驗工具的簡陋以及許多不可控的因素，實驗的結(jié)果往往不都是準(zhǔn)確的，甚至大多數(shù)時候有很大誤差。但是STEM 教育注重的是科學(xué)思維養(yǎng)成的過程。作為教師，我們要放手讓學(xué)生自己設(shè)計實驗方案，不要擔(dān)心失敗，而是讓學(xué)生在失敗中總結(jié)經(jīng)驗，在實踐鍛煉中不斷提高解決問題的能力。

隨著學(xué)生知識水平的不斷提高，他們所獲得的知識也由簡到繁，由易到難，解決問題的能力也會逐漸提高。但是思維的培養(yǎng)是基礎(chǔ)。在小學(xué)階段，我們要培養(yǎng)小學(xué)生自主探究的能力，運用數(shù)學(xué)的實驗方法來進行科學(xué)實驗的思維能力。觀察鹽在水中的溶解速度雖然屬于簡單的實驗，但是我們也應(yīng)該讓學(xué)生擁有運用科學(xué)的手段去證實假設(shè)的思維和方法。

四、展示分享

由學(xué)生制作科學(xué)展板，將自己設(shè)計實驗的構(gòu)思過程以及實驗步驟通過圖片、文字、圖表等形式記錄整理，制作成科學(xué)展板向?qū)W生和教師展示。在展示的過程中可以說說小組的設(shè)計方案有哪些優(yōu)點，還有哪些需要改進的地方；如何得出實驗的結(jié)果；將實驗結(jié)果聯(lián)系我們的生活，可以給我們的生活帶來哪些方便，給我們哪些啟發(fā)；等等。

在這樣的展示分享過程中，每一個學(xué)生都是積極的參與者。學(xué)生之間相互交流，不斷反思，可以使學(xué)生體會到自己動手的樂趣，感受認(rèn)真做一件事情帶來的成就感，帶動學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情。

如今，我們學(xué)校的課程很大一方面的問題是學(xué)科知識與實際生活毫無關(guān)系，學(xué)科與學(xué)科之間缺乏關(guān)聯(lián)性，學(xué)生不明白自己學(xué)習(xí)的科目在日常生活中有什么用處。知識變成了枯燥的概念，成了為考試而不得不學(xué)的苦差事。通過STEM 教學(xué)，學(xué)生可以針對生活中的現(xiàn)象提出問題，尋找解決方案以及做出預(yù)測。在此過程中，學(xué)生可以學(xué)習(xí)有效地解決工程問題的方法，綜合運用自己所學(xué)的知識，融會貫通，運用科學(xué)方法設(shè)計實驗方案，并且測試和分析結(jié)果。

基于學(xué)生知識技能水平以及實驗材料的局限性，學(xué)生得出的結(jié)論會有一定的偏差，但是我們應(yīng)當(dāng)明確，STEM 的教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新解決問題的能力。這是一個過程，不可能一蹴而就，應(yīng)該讓學(xué)生在嘗試和錯誤中得到鍛煉，在實踐中得到提升。