开展STEM教育出现的问题与对策

蒋波

2016年教育部出台的《教育信息化“十三五”规划》明确提出要探索STEM教育、创客教育等新教育模式，使学生具有较强的信息意识与创新意识。目前，STEM教育在小学校园中正如火如荼地开展，但具体开展时常常遇到许多问题，让学校领导和老师感到困惑甚至迷茫，这严重制约了STEM教育在小学的有效开展。

一、STEM教育存在的问题

（一）STEM教材内容不适切

教材是STEM教育的灵魂。好的教材可以引导学生有效地进行跨学科学习，提升综合素养。目前小学开展的STEM教育没有统一的教材，大多数学校不重视教材内容的开发，为了图省事，将STEM课程外包给某些公司或者机构来开发。这些公司或机构所开发的课程鱼龙混杂，选择的内容并不适切。有的仅仅关注了小学科学课程的融合，有的只是关注了信息编程，并没有关注STEM教育的核心理念，即综合运用多学科知识来解决实际问题。单调乏味的教材内容，无法激发学生的探究兴趣。

（二）STEM教学资源不充足

教学资源是STEM教育的重要组成。STEM教育在国内兴起不久，无论是线下资源还是线上资源都很欠缺。老师们想要用现成的教材与教学方法有一定的困难。除此之外，城市小学和农村小学的STEM教育资源分布不均，例如城市小学学生为了解决一个问题，可以很方便地进入当地科技馆查阅相关资料，但远离城市的农村孩子就没有这样的便利。资源不足以及资源的分布不均严重制约了STEM教育在小学的全面开展。

二、有效开展小学STEM教育的对策

（一）设计符合学生认知的STEM校本课程

STEM教育强调问题的真实性，在设计STEM校本课程内容时，一定要聚集问题的真实性，只有真實的问题，才能激发学生的共鸣，引发其探究的欲望。例如可以从家庭、学校、社区、社会四个方面发现真实问题，并将这些问题进行梳理整合，编成学校STEM校本教材，利用社团课或者兴趣小组的时间开展项目式学习。例如关注家庭安全，发现妈妈经常因为刨土豆丝被刨子划伤流血而设计的STEM课程《为妈妈设计一个安全的刨土豆器》，就是从关注家庭安全的真实问题入手，并综合运用科学原理、技术手段、工程思维、数学思想，一起来研究并解决这个实际问题。又如关注校园安全，发现学校围墙无法阻挡小猫、小狗随意进入校园，有对学生造成伤害的隐患而设计的STEM课程《智能防猫狗进校园围墙模型》，就是从关注校园安全的真实问题入手，综合运用多学科知识，一起来设计制作并解决实际问题。

关注社会热点问题，是STEM教育在小学推进的另一种方式。社会是一个庞大的机器，在运行过程中多少会出现这样那样的问题。STEM教育倡导培养学生社会责任感，提倡运用多学科知识解决社会热点问题。例如在大江大河流域，经常遇到河流冲击导致沿线坍塌的情况。可以针对这个社会热点问题，制作相关河道模型，并用管道冲水形式模拟河流的冲击，让学生展开研究。首先利用思维导图的形式，将需要研究的问题列出来，借助多媒体设备进行在线搜索，然后进行梳理，将自己不能解决的问题圈出来，借助小组合作和老师的指导，开始研究。针对不能解决的问题，在老师的引领下开展探究活动。学生在一个个有针对性的探究活动中开展跨学科学习，综合运用科学、数学、工程、技术知识和技能，最终解决了实际问题。

从真实问题入手，关注社会热点。体现了STEM教育的真，呵护了学生的好奇心，激发了学生的探究欲望，并最终提升了他们的跨学科学习素养，体现了STEM教育的精髓。

（二）构建丰富的STEM教学资源库

多学科融合的学习方式，需要大量的教学资源支撑。目前线上线下关于STEM教育教学的相关书籍、案例、资源不充分，远离城市的乡村学校更是无法便捷地利用城市科技馆或者创客中心优势。这两个问题成为STEM教育在小学推进的拦路虎。针对这种情况，可以从两个维度思考改进。①自主开发资源 无论在哪所学校，只要紧紧围绕STEM教育的核心，利用好身边的材料，引导学生关注生活、关注校园、关注社会，就可以自主开发适合自己学校有生命力的STEM教学资源。例如，学校可以定期举办校园STEM工程挑战赛，在校园的醒目处张贴一个大型白板，让学生仔细关注校园内的安全隐患，然后将发现的问题列出来，面向所有学生发出挑战：我们如何解决这个工程问题？学生可以单独挑战，也可以组成小组进行团队挑战。例如针对校园内花盆容易被破坏造成安全隐患的真实问题，请学生进行工程挑战，设计一种花盆保护器。学生在有限的时间内对这个实际问题展开研究，并综合运用多学科知识，进行项目研究，通过设计、制作、测试、再设计、再制作、再测试的环节，体验完整的工程设计过程，最终完成校园STEM工程挑战赛，并形成完整的项目报告书。这样的鲜活案例积少成多，经过一段时间的大挑战活动，案例越积越多，而且是适合自己学校的，有生命力的，最终将这些案例按一定的逻辑关系进行整理归纳，形成STEM教学资源库。②利用虚拟资源 远离城市交通不便捷的乡村小学，可以利用线上科技馆、线上图书馆、虚拟实验室等虚拟资源进行资料的查阅以及案例研究。虚拟资源可以在很大程度上解决地域的差异，使城乡学生获得同样的学习资源。

总之，STEM教育倡导在真实环境中，融合科学、技术、工程、数学等学科的知识解决实际问题，并在教育过程中培养学生的批判性思维、创造力、有效协作以及良好的沟通能力。在实施过程中一定会遇到各种各样的难题。要想让STEM教育真正落地学校，一定要学习STEM教育的精髓，转变思想，培养跨学科专业老师，并对课程资源进行优化和重组，构建个性化的STEM校本课程和丰富多样的STEM教学资源库，创新STEM课堂教学模式，通过一系列途径有力地推进STEM教育在小学的开展。