领悟STEM：遇见更好的学习方式

    赵彤 郭双宏

    [摘? ?要]为了更好地完成小学阶段各学科的教学任务，教师应深入理解 STEM 教育理念的现实意义，探索其在分科教学中的应用。教师可通过类似小学科学体验化课堂、小学语文趣味化课堂、小学数学操作化课堂等跨学科教学案例，从学生的立场和角度出发，引领学生发现更好的学习方式。

    [关键词]STEM;学科教学;学习方式

    STEM教育强调不同学科、不同领域的融合，注重学科学习与现实生活的深度结合，是学习者之间通过互相合作，发现问题、解决问题、拓展实践的过程，更是学生在学中做、做中学，收获知识与丰富体验的过程。小学生在生理和心理上都具有鲜明的特点，教师要因材施教，必须从学生的实际情况出发。而基于STEM理念的教学有利于提升小学生的学习兴趣，提高课堂教学质量，培养学生核心素养。

    STEM教育所强调的跨学科整合并不是将科学、技术、工程和数学、艺术等教育内容进行简单的累积或叠加，而是将不同学科的内容进行有机整合，更好地为培养学生的创新精神和实践能力服务。由此，每个学科都可以从这一理念中获得启发，用以提升课堂的整体教学质量，培养学生综合素质。STEM教育作为一种跨学科的学习方式，其最核心的特质在于教会学生“思考方法”而非“记住知识点”，“注重整体”而非“单项突出”。以下将结合具体课例，討论如何将STEM理念渗透于不同的学科课堂。

    一、基于STEM理念构建小学科学体验化课堂

    小学科学课程旨在培养学生对科学的兴趣，提升学生的科学素养，具有启蒙性及普及性。其中的实验教学是科学实践活动中必不可少的重要环节。《义务教育小学科学课程标准（2017年版）》指出：“探索性学习既是科学的目标，也是一种学习科学的方法。”因此，实践、体验、探究应贯穿于小学生科学教学的全过程，而科学实验要从小学生的兴趣出发，以简单、有趣的实验为基础，将实验中与数学、工程、技术等领域有关的知识进行有机整合，精心设计实验，构建体验式课堂。如教学教科版六年级上册“形状与结构”单元中的“做框架”时，可以先让学生根据自己平时的生活经验，从最简单的框架开始观察、研究、体验、感受，然后借助课件，让学生发现三角形框架是更稳定的，再抛出问题“怎样对不稳定的四边形框架进行加固”。为了避免学生的学习结果只是“我会做框架了”，要让学生亲自通过实验操作，观察实验过程中发生的各种现象，发现斜杆在框架中所起到的“推、拉”作用。当然，这一内容对于小学生来讲是比较难以理解的，所以也是科学实验教学中的一个难点。为此，教师不能只依靠语言解说，而是可以事先设计一个大的四边形框架，也可以布置或鼓励学生在课下亲手制作，体会四边形框架在受力时的变化。课上，可结合多媒体动画的演示，让学生通过对比，发现三角形更稳固，充分、直观地感知不同框架结构的特征，并用自己的语言说出对“框架结构”的认识。再用“怎样对不稳定的四边形框架进行加固”这一任务，让学生自主发现：在四边形的对角线加斜杆，会形成两个三角形结构，而这一斜杆在四边形中就发挥了“推、拉”的作用。这样，学生在不知不觉中就迈进了科学的殿堂，通过亲自动手实践和感知，积极动脑思考怎样做、为什么这样做，在自主探究中，在反复实验中解决困惑，并进一步发现：科学是严谨的，是用实验和证据说话的。学生的科学素养将在这样的过程中逐渐得到培养。

    二、运用STEM教育理念，

    构建小学语文趣味化课堂

    STEM理念的核心是强调学科融合和不同学科之间的联系，强调对知识的应用。教师可以通过分析各个学科课程中的基础知识体系，寻找不同学科知识的衔接点，通过恰当的项目或主题，将一些分散或零碎的知识点融合为互相联系的统一整体。

    如人教版二年级上册语文教材中的《植物妈妈有办法》一课，运用拟人的手法，把科普知识以朗朗上口的韵文形式，生动、形象地表现出来，是一篇不可多得的科普作品。学习这篇课文时，教师除了要激发学生的朗读兴趣，引导其感悟课文的韵律美之外，还可以设计引导学生进行探究式学习的问题或任务，让学生在品读课文时，想象蒲公英妈妈传播种子的画面，然后将它传播种子的各种不同情形，用说一说、做一做、画一画、演一演等形式展现给大家。再让学生由蒲公英传播种子的方式展开，探究其他植物如何传播种子。可让学生把自己课下搜集的资料在全班进行展示交流，也可以把这项任务布置成与家长一同完成的课外作业，把课内的学习引向生活大课堂。

    又如义务教育课程标准实验教科书四年级语文上册《题西林壁》中有“不识庐山真面目，只缘身在此山中”的诗句，诗人畅谈游山感受，借景物说明道理。在学生理解了这两句诗的意思后，可以进一步围绕“不识庐山真面目”这一问题，让学生用科学方法，借助手机、电脑、三维动画等技术手段揭示这一原理：因为身在庐山之中，视野为眼前的峰峦所局限，看到的只是庐山的一峰一岭一丘一壑的某一面，但它们都是庐山的局部，不是全部。游山所见如此，观察世上各种事物也如此。由此揭开这首古诗更深刻的内涵——人们认识世界、为人处事的道理：由于大家所处的位置不同，所以看问题的角度也不尽相同，对客观事物难免会产生一些片面的认识。如果要认识事物的本来面貌，就必须跳出自己狭小的认知范围，摆脱主观成见。

    三、运用STEM教育理念，

    构建小学数学操作化课堂

    小学数学课程的教学内涵非常广泛，其数学概念及公式多与生活密切相关，并经过严谨的推理而来。小学生受到思维发展水平与学习能力的限制，不易理解比较抽象的数学概念。基于STEM理念的数学课堂，可以把数学知识还原到实际生活中。

    例如，在教学五年级“平行四边形面积的计算”一课时，其前提是学生熟练掌握了正方形、长方形面积计算公式，并能灵活运用这一公式以及理解平行四边形图形特征，教师应抓住教材的关键——平行四边形与长方形面积相等转化问题的理解，引导学生利用知识迁移及通过“剪、移、拼”的割补实验，以及对图形的观察、猜测、比较，找出平行四边形的底和高与长方形的长和宽之间的内在联系。首先，教师可使用平实易懂的语言让学生回顾已学过的知识或已有的生活经验，引导学生把新旧知识联系起来，同时以小组为单位，想办法把一个平行四边形变成一个长方形，操作完成之后小组汇报，说出本组操作、拼凑的过程。教师发现学生“剪拼”的方法五花八门，这时再根据学生的“作品”提问，例如：“你为什么会沿着平行四边形的高剪开？”“为什么有的人剪成了3块？”“为什么有的人剪成了2块？”“怎样不用尺子量，就把它剪成大小相等的2块？”“你怎么保证自己是沿着高线剪开的？”“为什么大家剪的不一样，但是面积都一样？”。教师用问题促进学生动脑，引导学生仔细观察两种图形并认真对比，进而引发讨论：拼成的长方形与原来的平行四边形相比，哪里变化了，哪里没有变化;所拼成长方形的长和宽与原来平行四边形的底和高之间有什么联系。经过这样的操作与思考，学生对平行四边形面积公式的推导过程就有了一个更深层次的认识和了解。这时，学生的脑海中已经有了一个推导平行四边形面积公式的生动的过程：将一个平行四边形“剪、移、拼”成一个长方形，新的长方形的长是原平行四边形的一条底边，长方形的宽是平行四边形的高，而这个平行四边形的面积与长方形的面积相等（这张纸只是被剪开并移动拼接，总体大小不变）。于是在已知长方形的面积公式的情况下，学生就能自己推出平行四边形的面积公式了，同时也真正理解了平行四边形转化成长方形的过程。

    这样，学生通过对一连串问题的思考，以及观察、猜测、动手操作等环节，丰富了数学经验，发展了数学思维，同时培养了主动探究、发现规律、应用规律的习惯，成为学习的主人，真正体会到了学习的乐趣。

    四、经验与反思

    在开展基于STEM的小学跨学科整合的教学实践中发现，学生对具有跨学科整合性质的教学活动普遍具有更高的兴趣。不同学科教师在STEM教育理念潜移默化的影响下，正在从多角度、多层面逐渐优化教学模式，使学生能够通过实践、操作、探究，更好地掌握课本知识，并从多个角度建构知识体系，提高解决问题的能力。如果在此基础上，教师能结合小学生的年龄特点、心理特点以及其他实际情况等加以合理引导，就会取得良好的教学成效。

    在小学各个学科的教学实践中渗透STEM教育理念，从表面上看，似乎主要注重的是对学生动手操作、实践能力的培养，以及学生观察、分析能力的提升，但是在不同学科的具体教学活动中，其各自课堂教学目标的设定并不拘泥于以上方面。

    对于知识的传播者来说，STEM教育理念在小学不同学科课堂中的有效应用，是提升课堂教学效率、调控课堂教学节奏的有效手段。教师要从学生全面发展的角度出发，合理地、科学地将STEM教育理念渗透于本学科的教学实践。但同时，这一理念的应用也对一线教师提出了更高的要求，教师要使自己的知识更加多样化，包括技术知识、教法知识、学科知识等，这样才能促进自己和学生掌握更符合新时代要求的教学方式并从中获益。

    综上所述，在多学科知识相互交叉、相互融合的现代社会，培养具有创造性的复合型人才，需要更先进的教学理念与教学方式。教师要不断深入领会STEM教育的本质，才能自然地将这一理念融入自己的学科教学，在每一门学科的课堂上都埋下跨学科学习的种子，培养学生的STEM思维和综合实践能力，并在这一过程中，与学生共同成长。

    （责任编辑? ?郭向和）