STEM课程更关注真实问题

蒋波

摘要STEM教育提倡从生活中的实际工程问题出发，开展一系列探究实践活动，培养学生解决实际问题的能力。但工程问题一定要建立在真实基础上的，为了让STEM教育中的工程问题更具有真实性，更符合学生的认知，笔者认为需要从两个方面思考：一是要关注社会中存在的真实问题，将它们转化为学生可以研究的、有意义的课题；二是当实际问题过于困难、不利于学生研究时，教师可选取部分学生可以理解的问题进行研究。

关键词 STEM 实际工程问题 探究实践活動

中图分类号：G424文献标识码：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.30.039

STEM Courses Focus More on Real Issues

JIANG Bo

（Yangzhou Weiyang Experimental Primary School， Yangzhou， Jiangsu 225001）

Abstract： STEM education advocates starting from the actual engineering problems in life， carrying out a se？ ries of inquiry and practice activities， and cultivating students’ ability to solve practical problems. However， engi？ neering problems must be based on reality. In order to make engineering problems in STEM education more au？ thentic and more in line with students’ cognition， the author believes that we need to think from two aspects： first， we should pay attention to the real problems existing in society and turn them into meaningful topics that students can study； Second， when the practical problems are too difficult for students to study， teachers can choose some problems that students can understand for research.

Keywords： STEM； actual engineering problems； inquiry practice

STEM教育提倡从生活中的实际工程问题出发，开展一系列探究实践活动，培养学生解决实际问题的能力。但我发现，有些STEM活动提出的问题不够真实，有的甚至是一些假问题，这明显与STEM教育的核心理念相违背。

为何会出现以上的情况呢？我想可能有两个方面的原因：第一，可能是教师并未真正了解STEM教育的内涵，忽略了问题的真实性；第二，可能是教师觉得真实的问题过于困难，不适合学生解决，所以设计一些简单的、可行的问题让学生思考并解决。

但工程问题一定要建立在真实基础上的，失去了真实性，工程问题就如空中楼阁，看上去美好无比，其实没有意义。为了让STEM教育中的工程问题更具有真实性，更符合学生的认知，我认为需要从两个方面思考：一是要关注社会中存在的真实问题，将它们转化为学生可以研究的、有意义的课题；二是当实际问题过于困难、不利于学生研究时，教师可选取部分学生可以理解的问题进行研究。

将热点问题转化为有意义的STEM课题

社会包罗万象，里面有许多纷繁复杂的问题。教学时应该选择其中具有意义的问题加以研究，这就需要教师在课前进行大量的积累和筛选。

比如关注西北的治沙问题时，教师先在操场中布置一个小型的沙堆，在高功率吹风机的吹动下，风沙四起，让学生感受风沙吹打在皮肤上的疼痛感。接着，教师播放视频，让学生了解“第五次全国荒漠化和沙化土地监测”情况：全国荒漠化土地面积为261.16万平方公里，占国土面积的27.20%；沙化土地面积为172.12万平方公里，占国土面积的17.93%。教师接着追问：如果我们在大西北，无尽的风沙刮起时，我们是怎样的感觉呢？学生立刻感受到了西北治沙的重要性和迫切性。然后，教师提出研究的课题：如何防治风沙？在教师的引导下学生经历如下探究过程：设计方案—交流讨论—修改方案—测试方案—评价。最后，教师播放视频，展示目前比较有效的防沙治沙方案，开拓学生的视野。

又如关注现实生活中的水土流失问题，教师先播放黄土高原水土流失的视频，让学生了解问题的严重性。教师提出问题：我们面对这样的情况，应该怎样去做？进而介绍侵蚀的多种形式：水力侵蚀、风力侵蚀、冻融、崩塌、滑坡，接着教师提出研究的课题：如何保持水土不流失？有了研究课题后，学生先利用平板电脑搜索保持水土不流失的方案，接着小组内进行讨论和梳理，选择适合自己小组的方案。然后选择材料，进行方案测试。经过一系列测试，学生发现土地有草皮和没有草皮的水土保持力是不一样的，认为植树造林是可以防止水土流失的。再经过多轮的建构和测试，他们找到了有效地防止水土流失的方案。

又如安全帽是施工的安全保障，安全帽是否合格直接关系着工人的生命安全。上课时，教师播放一段名为“5元‘脆皮’安全帽一按一个坑，一线工人‘头顶安全’谁来保护”的视频后，提出问题：如何使工人的安全帽更加安全？学生分小组先仔细观察安全帽实物，接着开始设计实验寻找安全帽哪个部位最薄弱，然后针对薄弱点设计方案进行加固，最后通过一次次的设计与检验，得出合理的方案。

通过以上事例，我们不难发现，只要我们用心发现生活的问题，进行有效的梳理与选择，我们就能将这些问题转化为有意义的研究课题。

将难点问题转化为可研究的STEM课题

生活中的问题很多，难易程度不一。有些问题看上去好像非常棘手，许多教师容易放弃，覺得学生无法完成这样的任务。殊不知，学生有了一定的阅读面和生活经历，可能已经具备了解决问题的初步能力。只需教师将这些看似困难的问题加以简化，就可以转变为学生可研究的STEM课题。

影响全球生态的问题——酸雨，看似这个问题学生了解少，在课堂上也难以解决，许多教师就不去触碰它。其实，酸雨的危害越来越严重，是一个非常现实的问题，如何将这个问题转化为学生可研究的课题呢？有一位教师对问题进行简化，去掉了复杂的化学问题。

教师先让学生认识他们熟悉的二氧化碳气体，使用pH试纸测水的酸碱性和溶解了二氧化碳气体的溶液的酸碱性。学生对比发现，溶解了二氧化碳气体的溶液呈酸性，从而明白二氧化碳气体是产生酸雨的一个因素。教师介绍二氧化碳主要来自化石燃料的大量燃烧，让学生明白以后要减少化石燃料的燃烧。教师出示二氧化硫气体，让学生观察其特点，再将这种气体溶于水，让学生测量溶液的pH。学生通过测量发现溶解了二氧化硫气体的溶液也显酸性，得出结论：二氧化硫气体也是造成酸雨的元凶之一。学生习得了这种方法后，开始对其他气体进行研究，最终发现了多种气体可能导致酸雨的形成，并知道了通过减少化石燃料的燃烧减少酸雨产生的方法。

通过关注生活中的真实问题，以及将其转换成学生可以研究的问题，让学生与真实问题相遇，在真实情境中探究、创造，最终成为一个具备质疑精神、探究能力、科学素养、工程思维、技术水准的STEM人才。

●课程标准解读

评价要着眼学生发展

评价对学生的学习具有导向作用，教师的评价理念和评价手段会对学生学习科学产生不可低估的影响，科学教师要树立正确的评价观念，学习先进的评价技术，为促进学生的发展而采取合适的评价手段。

评价应该致力于促进全体学生的学习，充分考虑学生在学习风格、性别、年龄、民族、背景以及社会环境方面的差异。评价主体的多元化、评价内容的全面化、评价方法的多样化、评价时机的全程化是科学课程教学评价所提倡的要求。

课堂教学评价属于过程性评价的一种。教师应该时刻关注学生在课堂上的表现，以给予鼓励性评价为主。过程性评价的另一个方面是教师可以根据对学生行为的观察进行叙事性记录。这些记录可以附在学生记录的后面，更好地呈现学生的一般或特殊表现。同时，教师还可以通过学生制作的作品、刊物、写作、概念图、科学绘画等对学生进行表现性评价。

终结性评价一般是指最终的评价。特别是在考试评价中，教师要把握好命题的方向性，把握好试题的内容，避免出现死记硬背的题目。要注重评价学生对科学概念的理解和应用，尽量将其融合在分析和解决实际问题的情境中。对语言和表达能力的发展，可通过课堂教学中的讨论、交流、记录和展示等多个环节对学生的语言和表达能力的发展状况进行观察、记录和分析。对探究能力的评价，可结合学生的科学学习过程，对比学生学习前后探究能力的变化，依据内容标准考查学生各方面探究能力的发展。

不管是过程性评价还是终结性评价，都必须对评价结果进行及时分析和反馈，要关注学生的自身发展和进步，并以此增进学生学习科学的自信心和兴趣，培养学生的元认知。

（内容来源：义务教育小学科学课程标准解读/刘恩山主编；义务教育小学科学课程标准修订组编写.—北京：高等教育出版社，2017.12，有删减。）