浅谈思维在STEM课堂中多样呈现的有效途径

卜玺

摘 要：STEM是科学、数学、科技、工程融合课程，有着独特的教学模式，从真实情景下提出问题，明确任务后商讨设计解决方案，根据方案进行模型制作，随后测试模型效果，依据实际效果进行改造或完善，最后交流整个设计与实践过程。此模式下的诸多环节都是思维呈现过程，旨在促进学生在理解、表达、推理、概括、抽象、判断、论证、比较、分析、综合等方面的思维发展。我将从以下五个方面对思维在STEM课堂中多样呈现的有效途径做几点思考。

关键词：STEM课堂; 思维; 多样呈现

中图分类号：G623.6          文献标识码：A      文章编号：1006-3315（2019）11-071-001

一、小组讨论解决方案

在21世纪多元共生的形式下，科技工作由重理论研究向工程与技术合作的复合型转变，科学家和工程师以合作的形式工作，合作学习的教学形式在STEM教学下的实施也是必不可少的。

在寻求解决方案中，期望达成最佳方案光靠一个人的想法是显然不够的，小组讨论形式打破了闭门造车，打破惯性思维，形成多种思维渠道，思维通过语言交流为载体，彼此思想与思想进行碰撞，撞击出新的思想，有效降低思维片面性。

在《冰棍保卫战》教学中，有棉被、泡沫盒、塑料盒、硬板纸盒这四种材料供学生选择制作一个保温产品，学生进行小组讨论选择相应的材料，在教室巡视过程中，各小组内都是在激烈的商讨，难免组员之间存在不同观点，为了坚持自己的观点，根据自己已有的生活经验和书本所得经验，摆出充足的理由是获胜的筹码，例如有学生举例送蛋糕的保温袋质地较柔软，预测里面有棉质材料，有同学认为泡沫材料保温效果好。还有同学认为把不同材料进行组合，提出若单一选择棉被则保温产品就很难塑性，可以利用盒子初步给保温产品塑性，可见这是一条新思路，随即又有同学提出盒子套盒子的新组合，思维一触即发，给后期的产品具体设计提供了良好的基础。

二、绘制设计方案

STEM教学的目标是生产出能够完成任务的产品，产品模型制作前，要依据实际需求对产品制作进行全面分析。在设计过程中，团队们从多角度来分析与设计，各抒己见，此情景光用语言表达就容易造成双方思维混乱的局面。为了能高效的表达出自己的思维，就离不开利用绘制图案、文字注释等可视化方式，将思维变得直观、形象、具体。

在《自制净水器》教学中，在学生面前呈现了棉花、细黄砂、大陶粒、活性炭、麦饭石、纱布这六种净化材料，学生经过组内商讨后选择相应的材料并安排材料叠加的量和顺序，产品的设计光用语言无法在他人的脑海里形成清晰的结构，尤其是对材料顺序与量的概念。利用图文并茂的绘制设计思路是必要的措施。

三、分享制作思路

当各小组在所设计的方案下完成制作后，就要对进行性能测试，个体素养和团体实力的客观差异导致测试的结果优劣不一，对于那些较成功的小组，并不是代表STEM课程结束，而那些测试效果一般或测试失败的小组，也并不是立马推翻设计重新操作，真正实施的是分享各自的设计思路以及总结成功的经验与反思失败的原因。各制作团队只有在测试后分享交流各自的思维下的优缺点，才能进一步促发新思维的产生。

学生将自制的净水器對一杯红色浑浊污水进行净水，净水完成后，各组对水样酸碱度和浊度进行测试，得出水样酸碱度大体呈弱酸性，从水样的颜色、气味等方面就可初步得出浊度情况各不相同，这就直接反映出制作质量的差异性，失败的小组一定很想知道较成功的小组是怎样制作的，成功的小组也会很有自豪感的向大家分享成功经验，在交流中总结出活性炭是去味去色的良好吸附剂，小颗粒材料会更加有效的过滤杂质，相同的材料也会因为其不同的摆放顺序导致不同的过滤效果，这样的交流是促进学生有意义学习与探索的必要措施。

四、改进与创新思路

在STEM教学理念下遵循的是“没有最好，只有更好”的研究原则，这也是产品不断改进的现实体现。为了能让产品更好的满足在不断发展形势下的人们所需，创新思维是推动产品进化的原动力。

那如何尽可能多的促生创新思维呢，做到对已有经验进行综合处理亦是一种创造性思维活动，主动对已有经验从新的角度去进行观察和分析，也是一种重新安排已有知识的创造性思维活动。在团队思维多样的情况下，对所提方案、措施权衡主客观条件和利弊得失而做出决策，或综合几个方案提出新的方案，可以说，在正确的时刻恰当选择正确的方案也是创造性的本质所在。

在《神奇的泡泡》研究课中，不仅研究吹泡泡的不同溶液配方与泡泡大小、持续情况的关系外，还创新性的研究用不同形状的泡泡器吹出来的泡泡是怎样的形状。学生亲历实践探究打破了他们认为只有圆形的泡泡器吹出来的才是圆的前认知，另有学生别出心裁的提出能否制作出吹出其他形状的泡泡呢，这无疑是开辟了一条新的探究道路，持续激发学生的探究热情，是“没有最好，只有更好”的无止境探索的真实写照。

五、交流评价

STEM教育的评价过程应该趋向多元评价主体、形成性评价和面向学习过程的评价。为了在STEM教育活动过程中更好地达到教学目标，教师要注重评价方式的多元化，需要在教学过程中不断进行形成性评价。

通过使用量表、行为观察和知识测验等形式了解学生阶段性的教学成果和存在问题，及时对STEM活动方案进行修改、完善。在活动关键阶段或者活动完成时，我们也可以采用总结性评价以检验学习效果是否达到预期的教学目标。STEM教学侧重于培养学习者解决实际问题的能力，比传统的纸笔测试更加灵活多样，并关注学习者的真实能力。

综上所述，基于STEM的教学模式让学生从解决实际问题出发，在培养STEM思维的同时，不断提升学生综合素养，提高学生的科学学习兴趣，培养小学生创新能力和数学应用能力，让我们共同努力，为孩子们插上科学的翅膀。