在科学课堂上实施本土化STEM教育

(江苏省南京市洪武北路小学,江苏 南京 210018)

STEM教育早在20世纪80年代就已在美国兴起，美国国家研究理事会于2011年正式发布了《K-12科学教育的框架：实践、跨学科概念与核心概念》，并在2013年4月正式颁布了《新一代科学教育标准》，将STEM课程纳入了国家课程标准，同时提供了具体详实的内容和实践指导。近年来，越来越多的国家都在通过各种举措实施STEM教育，为未来培养具有竞争力的人才。

2010年我国通过了《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》，《纲要》强调：要重视培养学生的创新精神和实践能力，这与国际上科学教育发展的趋势相一致。考虑到我国小学科学教育的现状，笔者认为将STEM教育“本土化”，主要是更新教育理念，用好用活本土资源。小学科学课堂是开展STEM教育实践的好平台，值得重视和研究。笔者尝试基于课本的某个单元或主题，组织学生开展本土化的STEM主题活动。

案例一：组建小交响乐团

本案例根据苏教版小学科学教材四年级上册第三单元“奇妙的声音王国”改编而来。该单元主要涉及了声音的产生原理、声音的传播方式、人耳听到声音的过程、声音的音调和音量等内容，单元最后有个小活动是让学生自制乐器。

通过访谈，笔者发现在实际教学中，教师将自制乐器作为拓展活动让学生课后完成，也很少给予学生反馈，或者干脆一语带过。在整个声音单元的学习过程中，学生兴趣不高。笔者对教学内容进行了调整，根据STEM教育的理念，进行了教学设计(如表1)。在教学中首先为学生创设情境，充分调动学生的积极性。接着，发布任务，让学生围绕项目展开研究性学习。这种教学整合了声音部分的科学知识，运用分贝仪、传感器等测量音量和音调，运用数学和工程学知识设计并制作乐器，同时还融合了音乐的乐理知识。实践证明，这样的改变让学生学得更加主动，能够充分调动他们的积极性，同时还培养了学生解决复杂问题的能力，有效提高了学生的科学素养。

表1

在课程一开始，学生在全班集体交流，梳理解决这个问题已有的知识和需要再学习的知识。在这样的交流中，认知方面不同质的学生会在简单的交流中相互学习，缩小认知水平的差距。在后续研究中，学生自主提出研究方案。他们可以根据兴趣形成研究小组，在课后进行研究，可以在研究中随时求助老师和家长。在课堂上，全班并不需要时刻统一步调，但每次上课前各组需向全班汇报上一周课后研究的成果，下课前也需汇报本组目前的进展和课后继续进行的研究方向。由于受到课堂时间的制约，并不会请所有小组都做全面的汇报，只挑选部分小组进行汇报。在研究过程中，同一小组成员之间可能会持有不同观点，而不同小组间的成员可能也会形成相似的观点。这时可以适当调整小组，让具有同一研究方向的同学组成新的小组。

在这一阶段的研究结束后，各组完成自己的产品，并撰写项目报告书，同时在全班交流。其他同学和老师作为评价者给该小组提出改进意见，也从中学习别的小组的优点。最后的研究成果是开放的，这意味着没有最好的产品，只有更好的产品。研究也不以最终的汇报为终点，学生可能会产生新的想法，找到新的研究方向，课后继续研究。

其实，现行的苏教版小学科学教材中适合改编成STEM教学活动的内容还有很多。

案例二：设计并制作一个简易净水器

本案例根据苏教版小学科学教材三年级上册第三单元“生命之源——水”改编而来。该单元主要涉及了生命离不开水、水的基本特点、水的毛细现象和溶解等性质、地球上的水资源、水污染等内容。根据STEM理念，设计了如表2所示的教学活动。

表2

STEM教育的热潮正席卷全球，在这一热潮下我们一线教师应冷静思考，选择适合我国现阶段的STEM教育之路。对照21世纪人才的培养目标，教育改革迫在眉睫。从国家政策的引领，到社会各界的支持，到一线教师的实践，每一个环节都至关重要。通过吸取其他国家的课程改革经验，一线教师可以先做一些实践，让课堂有所改变，勇于打破陈旧的模式束缚，探索出一条将STEM教育本土化的道路。