小学STEM课程中的探究式学习

摘要：STEM课程是小学科学课程变革探索的新方向。探究式学习是一种经历科学探究的过程，以获取科学知识、领悟科学思想、学习科学方法的学习方式。在STEM课程中引导学生进行探究式学习的实施过程包括：发现和提出问题阶段，明确“动手做”任务;获取证据和形成解释阶段，突出整合学习;交流反思与改进完善阶段，体现“迭代”思维。

关键词：STEM探究式学习动手做整合学习迭代思维

本文系泰州市教育科學“十三五”规划立项课题“基于STEM教育的小学科学校本课程建构研究”（课题编号：tjkyblx2017/030）和泰州市中小学教学研究第十一期课题“小学STEM项目开发与实践研究”（课题编号：TJYZD2017019）的阶段性研究成果。

STEM课程作为一种倡导跨学科学习的课程组织形式，是小学科学课程变革探索的新方向。探究式学习是STEM课程常见的教学推动手段。它是指从问题出发，基于证据得出结论并做出解释，经历科学探究的过程，以获取科学知识、领悟科学思想、学习科学方法的学习方式。它通常包含：提出问题、做出假设、制订计划、收集证据、处理信息、得出结论、表达交流、反思评价，在教学过程中可以根据需要和实际情况灵活整合处理。以下结合《做弹球》一课的教学实践，说明问题、证据、解释、交流四要素在小学STEM课程中的应用。

一、发现和提出问题阶段，明确“动手做”任务

“动手做”不是单纯的操作性活动，而是要与“动脑”相结合，不仅要在“做中学”，更要在“学中思”。STEM课程中探究式学习任务的提出必须基于学生已有的认知基础，与学生的生活相联系，创设真实的问题情境，以充分激发学生探究的热情。弹球是一种十分常见且深受学生喜爱的玩具，用身边熟悉的材料制作弹球玩具，对于学生来说，是一个极具吸引力的探究任务。

和科学探究的问题多为“是什么”“怎么样”“为什么”不同， STEM课程中探究式学习的问题多为“做什么”“怎么做更好”，大多是可以通过设计来解决的问题，引导学生指向问题的解决去完成一个作品或设计一个方案。在制作弹球的过程中，学生会不断地发现问题和提出问题。比如，胶水和硼砂溶液混合能做成弹球吗？两种原料怎样配比？等等。然后通过讨论、整合，明确“动手做”的任务——制作一个弹得高的结实圆形弹球。

二、获取证据和形成解释阶段，突出整合学习

多学科整合学习，是STEM课程的核心理念。从探究式学习的流程看，制订计划（方案）、收集证据、处理信息、得出结论是获取证据和形成解释阶段的主要环节，整合学习的要求也体现在这些环节中。

在获取证据阶段，教师引导学生在掌握制作弹球的技术要领和基本流程的基础上，设计出“验证弹球配方可行性”的实验方案。在展示交流实验方案后，教师引导学生收集证据，根据实验步骤尝试制作弹球，验证硼砂溶液和透明胶水混合能不能做成弹球，并对自己制作的弹球的弹性进行测量。

在形成解释阶段，学生展示自己制作的弹球，观察各组硼砂溶液的加入量以及弹球反弹高度的平均值，最后得出结论：硼砂溶液和透明胶水混合能够做成弹球，硼砂溶液和胶水的配比不同，得到的弹球的弹性不同——胶水一定，在一定范围内，硼砂溶液越多，弹球的弹性越强。配方相同，弹球的制作工艺不同，其反弹高度也存在差异。

在上述过程中，学生综合运用各学科知识、技能进行整合学习。科学方面，验证知道硼砂溶液和含聚乙烯醇的胶水混合可以得到一种具有黏性的弹性物质;知道原料配比不同、制作工艺不同，混合后所得物品的特性（黏性、可塑性、弹性等）不同。数学方面，通过确定和控制变量，进行原料用量和比例的换算，统计每次弹球反弹高度的数据，并分析和解释，发现原料配比不同、工艺不同的弹球反弹高度的数据变化规律。技术方面，知道制作弹球的基本工序和塑形工艺，能够制作弹球并测量其反弹高度，并不断地改进技术。工程学方面，应用工程设计思维，通过选择不同的原料配比、制作工艺等实验方案，解决如何使弹球弹得更高的问题。

三、交流反思和改进完善阶段，体现“迭代”思维

工程设计取向是STEM课程的主要特征。工程师们解决问题的思路大致是：提出问题、界定问题、制订合理的解决方案、落实方案、在落实方案的过程中发现新问题、再次界定问题、制订新方案，直到完全解决问题。这是一个多次循环的过程，称为“工程迭代”。STEM课程中的探究式学习，并不刻意追求研究的结果，而更加重视反思和改进——通过学生生成的完整作品或方案来考量他们对所涉及的各个学科主要概念的掌握，并通过反思和评价，进一步完善作品或方案，渗透工程技术“迭代”思维。

在上述获取证据、形成解释的探究基础上，教师引导学生思考：怎样改进才能将让弹球的弹性更强、外形更加美观？学生通过交流反思，共同研究改进实验方案，调整原料配方，优化制作工艺，尝试做出弹性更高、外形更加美观的弹球，并通过测量检验弹球反弹的高度，不断探究硼砂溶液和胶水的最佳配比，充分经历“迭代”过程，培养思维的严谨性和持之以恒的态度，发展综合素养和解决问题的能力。

（王东，江苏省泰州市姜堰区教师发展中心综合教研部主任。）2019年第1期教育研究与评论人物人物教育研究与评论2019年第1期【策划人语】 “小小石榴花，深深一片情”，这是顾美云老师在赠给我的著作《石榴花开》上所写的赠言。朴素真挚的话语，饱含着她对教育、对学生的深情，也传递着她对教育生命常青的追求。

顾美云老师是江苏省首批特级教师，是其中最年轻的一位。那一辈教师为江苏的小学语文教学研究做出了卓越贡献，泽被至今。我敬重他们，敬重顾老师，想起她，就想起由文字复现的她的生动课堂，就想起她温和暖煦的笑容。教育人，需要这样的“想念”和“记忆”。

——周益民

顾美云1943年出生，江苏省首批特级教师，中学高级教师。1961年从江苏省无锡师范学校毕业，分配至无锡市崇宁路中心小学从事语文教学工作38年。退休后受邀在无锡市侨谊实验小学专家组工作至今。

从教五十多年，热爱学生，热爱语文课堂，潜心研究小学语文教学。曾参加全国汉语拼音基本式研究和低年级听说训练实验，从20世纪80年代起，着重进行“发挥电教功能，优化教学过程”的研究;主持无锡市12所学校协作研究国家级课题“科学教育”子课题“科学认读，发展语言与思维”等的研究。

把培养青年教师视作己任。4年间，承担了两期有40多位学员的“（原）崇安区顾美云教法学习班”的培训工作。在崇宁路小学“名师伴我成长”小组工作6年，指导10多位年轻教师。在原崇安区、原南长区教育局举办的“特级教师工作室”，指导18位研修教师。两次接受江南大学的委托，在“无锡市学科带头人高层次研修班”指导多名学员。

曾当选为全国青联委员，兼任江苏省电教研究会副理事长、江苏省小语会副理事长、无锡市小语会理事长、无锡市教育学会副会长。无锡市第九、第十、第十一届人大常委会委员。曾获全国三八红旗手、全国优秀教师，江苏省有突出贡献的中青年专家等称号，获评江苏省小学、幼儿园“红杉树”园丁奖金奖。·代表作·