与STEM教育融合理念下的科学教育片断与分析

STEM教育在国内“重要却又没有课时或课时少”的问题困扰着小一线教师。针对这一问题，以教科版六年级小学科学教材部分内容为例，笔者从STEM课例的来源、课例的实施，以及实施效果三方面介绍小学科学融入STEM教育的策略，提供STEM教育融入小学科学的新思路。

一、大胆实践，万物皆可STEM

六年级上册第二单元《形状与结构》的内容，就特别适合进行这样的融合。以《建高塔》为例，过去笔者曾用意大利面条、胡萝卜等多种材料进行项目创作。在今年的教学过程中，我突发奇想，利用学校的菜园为基地，将项目改为“攀藤架”——为四季豆搭架子。孩子到户外进行实践，亲证工程与技术在现实情境中的运用。他们像工程师一样经历了设计过程，从材料到工艺，从选材到动手实践，无不考量孩子们综合运用知识的能力和解决问题的技能，整个学习过程，如下面流程图所示（见图1）。

二、高于教材，兼顾STEM各个要素的有机融合

STEM教育是一个“后设综合型学科”，即基于不同学科之间的融合形成的一个新的整体。但并不是科学技术工程和数学的简单组合，而是把学生学到的零碎知识与机械过程转变为一个探究世界，相互联系的不同侧面的过程。所以，与STEM有机融合之后的科学课，也将高出于教材本身，同时又变成更加易于被学生接受的形式。以《小苏打和白醋》的变化为例，笔者尝试着将内容改为《蛋壳上的画》。孩子们为了能顺利作画，热情高涨地去查阅资料寻找其中的原理。另外，为了节约课时，有些内容相关的课程还可以进行合并，例如六下第二单元的《铁生锈了》和《控制铁生锈的速度》，合并之后的项目任务即确定为“做一个不生锈的铁钉”。有些孩子将铁钉图上了油，有的孩子将铁钉包上了纸巾，甚至抹布，然后进行长达多天的观察与改进，最后在交流反思环节很自然就能得出铁在什么环境中容易生锈，在什么环境中不容易生锈，以及对“铁生锈的原因”的原因和防锈措施作出总结。

三、物尽其用，体现学生为中心的学习过程

《米饭、淀粉和碘酒的变化》一课中，我们将教材创造性地改成《神秘信件》，以制作信件为项目目标，而制作信件的原始材料——淀粉，则从课本中所出现的食材中提取。提取的方法是用传统的工艺——石臼，来捣碎现场提取淀粉。另外，对于“信纸”的选择，也是费了一番周折，因为很多纸都是添加了淀粉的。所以，最后我们选择了不含淀粉的玉扣纸作为书写材料。

为了使信件符合标准中的“写好之后无明显痕迹”，孩子们得想方设法加速信件的干化。有的孩子用扇子、书本拼命扇风;有的孩子拿着“信件”跑到空调口去吹风;有的把老师用来煮热水的水壶都占为己有的，紧紧地将信件捂在上面企图用加热的方式来加速水分的蒸发;还有的孩子，跑到太阳底下去“晒信”;甚至，有的孩子想用放大镜的聚光作用去加热信件……在材料的使用方面，孩子们充分发挥了主管能动性，成为学习的主人。

四、基于现实，培养未来社会的问题解决者

六年级的科学课本属于即将被取代的老教材，基本是按照知识点为逻辑顺序排编的线性教程，所谓的探究，就是学生按照一定的步骤去开展实验，最终得出结论也是建立在掌握学科知识点的基础上。这种按部就班的方式，看起来是学生通过探究获取知识，但实际上并没有培养孩子解决问题的能力。这与我们所要的“培养解决问题的能力”的初衷是不大一致的。但是，融合后的课程可以解决这一矛盾。例如：六年级下册《环境和我们》一单元，教材排编的顺序是：一天的垃圾（1）、垃圾的处理（2）、减少丢弃和重新使用（3）、分类和回收利用（4）、一天的生活用水（5）、污水和污水处理（6）、观察家乡的自然水域（7）、环境问题和我们的行动（8）。那么，在这几个学科的融合下，我们就有相当多的课程可以设计了，如制作一个现代型的垃圾填埋场、家乡的污水处理（选取学校附近的水资源）等。其中，在制作垃圾填埋场的过程中，学生会全面考虑到垃圾的处理方式、垃圾分类、垃圾的产量、垃圾填埋后的渗液处理、垃圾减量等等，甚至生成新的命题，如制作环保材料来减少垃圾的排放、垃圾焚烧过程中的热量、焚烧后的炉灰的重新利用、垃圾填埋场填完垃圾后的土地利用等等。

总之，基于小学科学课本，我们将之与STEM教育融合后，整个学习过程以分小组的形式进行活动，学生在小组内，从设计到想办法解决问题;从制作到测试;从一起反思到一起上台汇报。合作意识得到了培养，哪怕平时都不善于表达的孩子，也愿意站上来与大家分享，教师巧妙地担当引导者与组织者。导学单设计有层次的问题保障长时探究实验的顺利进行，也在发展着学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。整节课下来，学生的主体地位得到充分体现。

参考文献：

[1]钟柏昌，张丽芳.美国STEM教育变革中“变革方程”的作用及其启示[J].中国电化教育，2014，（4）：18-24.

[2]（美）国家研究理事会.美国国家科学教育标准[M].北京：科学技术文献出版社，2002.7

[3]唐云波.初中化学 “教·学·评一体化”教学模式的构建与实施[J].化學教育，2013，（6）：50-54.

广东省深圳市宝安区桥头学校 章婵然