以家乡资源为载体的科学stem课程开发

徐春

苏州市唯亭镇有全国著名的大闸蟹，产自我们的家乡母亲湖——阳澄湖。家乡的水域物产丰富，湖畔还有全国知名的草鞋山。这些家乡资源都可以引入科学stem课程，让孩子通过科学stem课程，了解家乡，了解国家，了解自然界。苏州园区唯亭镇历史文化悠久、物产丰富，作为学校有责任、有必要去整合这些家乡、祖国赋予我们的历史、文化、物质资源，开发相应的科学stem主题课程，让孩子们从家乡丰富的资源中学习，从科学stem课程中获得科学的营养，不断成长。

为此，我们通过学校课题引领，初步开发了三大板块以家乡资源为载体的科学stem课程：

1.阳澄湖水域植物stem课程；

2.阳澄湖大闸蟹水质监测实践stem课程；

3.草鞋山文化之旅stem课程。

一、阳澄湖水域植物stem课程

对于阳澄湖丰富的水域植物，我们以留住阳澄美景为主题，开发了科学stem课程，引导学生自制阳澄湖水生植物书签。

教学时让学生对如何保存水生植物产生思考与设计的兴趣，激发对母亲湖——阳澄湖的热爱，对祖国的热爱，对自然界的热爱。通过教学引导，观看阳澄湖美景视频，让学生思考怎样让阳澄美景留下来？学生会说画画、拍照、制作标本等。有这些留住美景的记录方式，既然要记录这些植物，就必须认识它们，引出下一步stem课程步骤，让学生认识水生植物，出示植物卡、记录单，讨论水生植物的相同点、不同点。让学生知道：不同形态决定不同生长方式，并进行交流说说感受。观察后，整理汇报，让学生思考怎么留住美景？然后，因势利导出示制作步骤，学生说说各部分的操作方法——植物书签。最后，让学生领取器材进行实验，学生研讨制作过程，完成后，讨论操作中的发现或感受。

拓展，有个别小组学生发现有的植物无法制作平面书签，你有什么办法？你还想研究什么？教师介绍立体书签，然后通过科学课堂展示教学课件，出示立体书签的制作方法。

以上是阳澄湖水域植物stem课程的一个小环节，还有几大环节，以下一一详细列举，简略概括一下。阳澄湖水域植物stem课程包括：采集水域植物，干燥制作植物，压制植物，制作植物标本，展示植物标本，进社区宣传阳澄湖水域植物一个系列科学stem课程，按中高年级区分难易程度，整个课程每周2节课，持续3到6周，6到12节课时。

活动一：调查学校、社区附近常见植物

学生自由组合，周末相约，在家长陪同下前去考察。考察时，可以通过绘画或者拍照打印的方法记录阳澄湖水域植物。对于不认识的植物可以使用植物识别的app来认识，或者拍照后请教老师。学生完成植物画像，填写植物信息：采集地点，采集时间，采集者，名称，种类，特点。

活动二：学习植物标本制作方法

资料阅读：传统的植物标本制作方法主要是压制标本，现在也常制作植物滴胶标本。

（一）压制标本

压制标本是指将新鲜的植物材料用吸水纸压制使之干燥后装订在台纸上制成的标本，也叫腊叶标本。

第一步：采集

采集植物标本最重要的一点是标本的完整性。矮小的草本植物要尽量采集完整植株，有根、茎、叶、花、果最好；高大的植物可以分段采集，使其分别带有根、茎、叶、花、果。采集后要挂上标签并编号；记录下采集人和时间地点。

第二步：压制

压制标本前先对标本进行简单整理，去掉腐叶、残叶，去除根部的土块。压制标本时，先将标本放置在吸水纸上，整理标本形态，叶片尽可能展开，使同一标本同时看到正面与反面叶的形态。有条件的可以用专用的夹板固定，也可以用较重的书叠在上方代替。

第三步：标本干燥

通过每天更换吸水纸吸收植物水分使其慢慢干燥，制作量大时，也可采用烘干的方式。

第四步：标本信息

将收集到的标本信息整理于标签上，剪好备用。

第五步：标本装订

装订需要用到的工具有：台纸、干燥的植物、剪刀、美工刀、标签、塑封膜、塑封机。

将压制好的标本固定在台纸上，贴好标签，使用塑封膜塑封植物标本。

（二）滴胶标本

滴胶标本是指利用水晶滴胶包裹植物体的标本，是利用其固化产物具有的耐水、耐化学腐蚀、晶莹剔透等特点，以保存植物的方法。

第一步：采集

要求与压制标本是一样。

第二步：标本干燥

将植物放入合适大小的杯子中，小心地将干燥剂倒在植物的周围，要让植物的每一部分都干燥到，以免后续滴胶时出现颜色的变化。放置干燥剂时要注意尽量让植物保持原本的形态。最后盖上盖子或用保鲜膜密封。

第三步：小心地取出干花

第四步：调胶水

以3：1的比例，调制AB胶，慢慢搅拌至透明，待没有丝状物和泡泡时，胶水就调制完成了。

第五步：入模

把适量的胶倒进硅胶模具中，用装置固定植物，先在容器中用滴胶浸湿，再悬挂于模具上方，让滴胶没过一部分植物。

第六步：补胶

两三个小时过后，等到花朵不再乱跑，就可以将悬挂装置取掉，用胶将模具填满。

第七步：烘干

可使用机器快速烘干或自然放置24小时。

活动三：制作植物标本

首先让学生填写我选择的方法，并且说明选择这种方法的理由是什么？让学生完成以下内容的记录：制作材料，制作工具，制作步骤，设计图。

根据小组讨论的结果，选择合适的方法，参考设计图，制作一个植物标本。

活动四：展示与评价

制作植物标本是我们认识植物、保存植物的重要方法。那么植物标本与植物本身有什么相同与不同呢？我们是否能找到更好的方法来有效保存植物，以最大化地保留其生活状态时的特点呢？

比较活体植物与植物标本，从四个方面比较：水分，颜色，大小，完整度。然后对活体植物的标本制作提出改进方法，最后让学生根据改进的方法，再一次制作植物标本。

为了提升学习品质，请回顾“制作植物标本留住阳澄美景”的活动过程，对自己的学习过程和结果作出评价，涂上不同数量的星星。其中对stem课程学习过程进行自我评价，认识多种陆生植物和水生植物，掌握考察植物的方法，掌握一种或多种植物标本制作方法，知道活体植物与植物标本的区别，积极合作，和组员一起完成制作，乐于与他人分享自己的想法或发现，能够制作出植物标本，改进标本的制作方法，评价打分从一星到五星。

活动五：拓展

对于我们制作标本的这些植物，它们对于环境和人类有什么价值呢？查找资料，制作信息卡片，和同学们分享。对应植物名称，写出食用价值，药用价值，观赏价值等。

活动六：小区宣传

让学生根据所在小区分组，3到5人一组，进社区宣传阳澄湖水域植物，宣传形式可以是图片和文字结合的展板，也可以是植物标本展示，现场制作植物标本，让小区居民体验植物标本制作等。

阳澄湖水域植物stem课程是针对家乡母亲湖资源很好的开发利用，对学生爱家乡，爱祖国，爱大自然，从小就激发了对科学的学习兴趣，并丰富了在课堂之外的学习。

二、阳澄湖大闸蟹水质监测实践stem课程

阳澄湖有全国著名的大闸蟹，养殖户渴望阳澄湖治理改善水源环境，改善大闸蟹质量。然而大闸蟹养殖户不知河水水质的优劣、好坏，如何用简易方法来测定。我们通过科学stem课程的开发，让孩子先学会对河水水质的简易检测方法，让群众都能识别测定水质优劣，从而保护阳澄湖的水环境，不断实现阳澄湖水域的生态化。

科学stem课程设计开发过程中，我们通过课程普及水环境环保知识的同时，对广大学生开展“水质调查”实践活动。让学生了解阳澄湖水、保护阳澄湖水，通过“小手牵大手”共同保护阳澄湖水，以达到提升学生体验、感悟和实践的过程，丰富学生的经历和经验的目的，加强爱家乡、爱祖国教育，培养学生的动手能力、创新精神。

调查活动从9月开始，不间断进行一个月，向学生说明此实践活动的目标与任务，引出测定水质活动。活动初，我们组织学生学习湖水透明度简易测量方法，温度计测量水温的方法，鉴别水质酸碱度的方法，为后期科学stem课程的调查活动打好基础。

比如我们要求学生回家做好简易“水样采集器”，用有一定容量的废旧饮料瓶，在距瓶口20㎝处将以上部分剪掉，在开口的两边拴上一条绳子，这样制作成简易“水样采集器”。另外，用吃完药的白色小药瓶，在盖口钻一孔，将一细绳穿过孔，打好结，瓶内装满砂子，再在细绳每5㎝处作一标记，制作成“水质透明度”测定器。

教学中科学stem课程展示，鉴测河水三种方法：

第一，如何利用PH试纸来测定湖水酸碱度

用PH试纸放进取水样，PH为6-7是中性水，PH﹤5为酸性水，PH﹥8为碱性水。

第二，如何测定湖水水温

利用湖水温度计测量湖水的温度，测量一到三次，读出平均值。

第三，如何测定湖水透明度

利用自制的水质透明器来鉴测水质透明度：当小瓶在河水中看不清时取出小瓶，读出标记，数字越大，则透明度就愈好。

通过活动让学生学会如何运用快速检测试剂来判断水质优劣和写评估报告；并且掌握各类水质标准，简易诊断水质好坏，并能够提出治理建议；活动过程中，学生亲手制作测定工具，增强动手能力，同时通过亲身体验操作，学会试用快速检测剂来判断水质优劣，我们的科学stem课程，不仅是一次环保实践活动，更是一次保护家乡水环境的护水教育活动，从而全面提升学生多方面的素质。

通过此次科学stem课程活动，实现家校互动。学生将水质检测结果向家长、学校、政府部门、大闸蟹养殖户进行介绍，提出保护水质的建议，实现家校互动，并提出个人治理建议。学生向家长、学校、政府部门、大闸蟹养殖户传授科学简易的鉴测水质方法，让公众了解水质优劣，对保护阳澄湖水质起到连锁效应。

本科学stem课程设计紧紧抓住家乡母亲湖——阳澄湖，利用家乡独特的资源进行科学学习，其中跨学科结合了科学、数学、绘画、化学、物理等课程，整合了多元化的课程教学资源，丰富了学生的学习体验。

三、草鞋山文化之旅stem课程

草鞋山遗址位于阳澄湖南岸，被称为“江南史前文化标尺”。其中一个非常重要的就是发现了最早的人工灌溉古水稻田。据文献记载，我们的先民已经有筛选优质稻种的概念，也就是那时已经开始对水稻进行驯化了。

我们设计开发课程，让学生走进草鞋山体验真实的水稻，学生会看到两片对比非常明显的稻田，一片是驯化稻，一片是野生稻。我们开始教学，为什么会产生如此不同的变化？其实，主要让学生了解水稻的一生到底经历了哪些阶段，它又如何成为我们的粮食？为了产量提高，野生水稻不能满足我们的需要，所以产生了驯化稻，高产抗灾害抗病虫。我们的科学stem课程通过稻体验、绘体验、织体验等来感受稻作文化，通过割稻、脱粒、编织、写生、彩绘、拓印等方式充分体验水稻的一生，体味丰收的来之不易，走进草鞋山先民们的生活，充分利用草鞋山的家乡资源为我们服务，让学生从小塑造科学的世界观、人生观。

在本科学stem课程中融合了科学、绘画、劳动等课程，进行了课程整合的尝试，把科学延伸到其他学科，最后拓展开发与草鞋山文化相关的产品——草鞋山文创，丰富学习体验，从学生的学习，升华到为家乡服务，设计草鞋山产品，推广学习结果，学以致用，让我们的学习延伸到课堂之外。

家乡资源的科学stem课程开发还不够完善，后期还要更多地思考不同学科、不同领域之间的深度整合，采用立体化、跨学科的学习实践模式，为学生提供更多元化的科学stem课程学习资料，更多样化内容的stem实验选择，我们要通过家乡资源的科学stem课程，着眼于培养学生的科学素养、实践精神、创造能力和家国情怀。