深入挖掘，让STEM教育不再神秘

杨柯君

[摘要]我们完全可以在平常的科学教学中注意挖掘一下每一课的STEM元素，进而设计出适合本课的STEM活动，以平常心来践行sTEM教育;当然，如果能结合一些科技活动项目，以这些活动为载体，进而设计出一整套STEM系列活动，实实在在地践行STEM育就更好了。毋庸置疑，我们不管以哪种方式来践行STEM育，都能不断提升学生的综合素养，为培养实现“中国梦”的人才打下基础。我们可以在解决“难题”中完善科学探究，在材料选择时实施工程教育，在改进工艺时感知技术教育，在测量计算时践行数学教育。只要我们不断探索、不断实践，就一定能开发出更多基于科学探究、可行和有效的STEM课程，从而不断提升学生STEM素养。

[关键词]科学教学;STEM教育

[中图分类号]G623.6 [文献标识码]A [文章编号]1007-9068（2020）12-0078-02

STEM，是近年来在世界上非常火的教育概念，STEM代表科学（science），技术（Technology），工程（Engineering），数学（Mathematics），STEM教育就是一种将科学、技术、工程和数学结合的跨学科融合教育。2013年，为了培养新时代的人才，有识之士将STEM教育引入我国，同时开始了STEM教育的一次次尝试。然而，现行的小学科学教学体系有很多因素制约着STEM教育的开展：课时少，课时分散，没有参考……于是有人望而却步了。于是，STEM教育似乎可望而不可即了，神秘感也油然而生。但是我想，我们完全可以在平常的科学教学中注意挖掘一下每一课的STEM元素，进而设计出适合本课的STEM活动，以平常心来践行STEM教育;当然，如果能结合一些科技活动项目，以这些活动为载体，设计出一整套STEM系列活动，实实在在地践行STEM教育就更好了。毋庸置疑，不管我们以哪种方式来践行STEM教育，都能不断提升学生的综合素养，为培养实现“中国梦”的人才打下基础。下面，结合《空气火箭》一课，谈谈我在小学科学教学中践行STEM教育的点滴体会。

一、在解决“难题”中完善科学探究

在现如今小学科学课堂，我们科学老师总是设计出一个个科学探究活动，引领学生亲历科学，让他们像科学家那样“真刀真枪”地搞科学，并在探究的过程中思考、经历、感悟、体验。于是乎，小学生的科学探究能力得到了一定的培养，但是学生的技术素养、工程素养却没有得到培养。而缺少了技术素养和工程素养培养的科学教育又是不完整的。为了培养具有科学、技术、工程、数学等综合素养的未来接班人，我们必须重新审视原有的科学探究活动，从工程和技术的角度出发，结合相应的科学概念设计出具有STEM元素的活动，从而完善我们的科学教育。例如《空气火箭》一课中有研究空气火箭飞得远近与什么因素有关的科学探究活动，如果我们只是按照“提出问题——做出假设——实验验证——得到结论”的科学探究四部曲带领学生探究，学生的综合素养很难得到提升。但是，如果我们把这个探究活动稍稍改动，让它难一点，“让学生想办法制作一个发射得更远的空气火箭”，效果就不一样了，学生们为了解决这个“难题”，不仅会先去探究搞明白“影响空气火箭飞得远近的因素”，还会从材料、制作工艺等方面综合考虑，从而改造出飞得尽可能远的空气火箭来。这样，一个原本只能培养学生科学探究能力的活动，由于渗入了工程和技术因素，变成了一个具有STEM元素的活动，学生一旦经历了这样的活动，其综合素养都会得到提升。

二、在材料选择时实施工程教育

在科学教学中，材料的准备是至关重要的，可以说没有“材料”就没有“经历”，就没有“发现”。那我们应该给学生提供怎样的活动材料呢？无疑，有结构的材料是上上之选。因为“有结构的材料”往往更便于学生发现问题，解决问题，以获取新知。我们在平常的科学教学中，经常会采用材料超市的方式给学生提供材料，这些材料往往是经过我们精选的有结构的材料，期望学生利用这些材料通过实验探究轻松地获得结论。不容置疑，这些有结构的材料对于培养学生的科学探究能力的确起到了不可或缺的作用，但对于学生其他素养的提升却收效甚微。于是，我在想，要是精选材料的事情不是由教师包办代替，而是由学生自己完成，不就可以让学生通过材料的选择，接受工程方面的教育吗？所以在本课中，我设置了一个特殊材料超市，在这个材料超市中物品有的是有结构的材料、有的却不是。我让学生根据自己的设计，自行选择需要的材料，再进行制作。学生们在经过了几次材料的选择和尝试后终于选出了合适的材料，然后通过不断尝试改进，终于制作出一个尽可能飞得远的空气火箭，不知不觉中，学生们接受了工程教育的洗礼。

三、在改進工艺时感知技术教育

一个设计要变成现实，就必须有好的原材料，然而有了好的原材料，没有相应的技术支持也还是不行的。在科学教学中，有很多时候，我们常常会让学生利用一些由教师预先准备好的活动器材来进行某些探究，以便学生能轻松地完成科学探究活动。但是这样的话，学生只做了一件没有技术含量的活动，只是去模仿教师实验或者被教师牵着鼻子进行探究，毫无创新精神可言。其实，如果我们在学生进行科学探究前，只提供一些最初始的原材料，让学生根据自己的设计，亲自制作科学探究活动所需要的活动器材，就能让学生在制作过程中通过不断地改进制作工艺，从而完善实验器材，使学生能更有效地完成科学探究活动。本课，在探究“空气火箭发射远近与哪些因素有关”环节，我没有直接提供给学生预先制作好可做对比实验的空气火箭，而是提供了众多制作空气火箭的原材料，我让学生亲自选材、制作，然后不断尝试，最后通过对比实验明白：在其他因素不变的情况下，制作工艺差（漏气）的空气火箭飞得近，而制作精良（不漏气）的空气火箭飞得远。学生们通过做了一些“技术”活，不仅动手能力得到提升，也深深地感受到了工艺改进对于科学研究的重要性。

四、在测量计算时践行数学教育

众所周知：科学课强调对事物不仅有在质上的认识，更要从量上的分析得出结论。定量分析会使学生的头脑更精确化、更科学化，只有能用数据来描述事物时，才算达到了对事物性质的真正了解。那么数据从何而来呢？显然，收集数据应该由学生来完成，因为这样不仅能让学生获得第一手资料，为解决科学探究问题打下基础，还能培养他们的数学技能。本课中，我让学生在自行玩空气火箭的时候，让他们利用量角器来测量火箭发射角度，使每次发射角度都保持一致，以避免角度因素对空气火箭发射远近产生影响，从而使学生能获取更为精确的数据;我让学生用卷尺测量自己组的空气火箭发射的距离，最后再计算平均数，以消除偶然数据的影响。这样，学生通过在活动中测量、计算，不仅解决了怎样的空气火箭飞得更远这个终极问题，还提升了自己的数学素养。

以上是笔者在小学科学教学中践行STEM教育的点滴体会，事实证明，只要我们善于挖掘科学活动中的STEM元素，就一定能设计出精彩的STEM活动;只要我们不断探索、不断实践，就一定能开发出更多基于科学探究、可行而有效的STEM课程，从而不断提升学生综合素养。

（责编：韦淑红）