基于STEM教育开展小学科学家庭实验的策略

郑洁

【摘要】小学科学新课程标准发布后，小学生科学探究热情呈现前所未有的高涨，走向融合的STEM教育也成为热门，但热闹景象背后却掩盖不了学生在设计和探究过程中带来的挫折与沮丧，如果在适当时候或适当环节，教师、家长出来帮领一下，学生就可以从困惑或失败走出来。笔者从STEM教育理念出发，结合当地农村小学开展家庭实验的实际情况，探讨科学家庭实验“先领后放”实施策略，“领入课堂，放开志趣”“领动社团，放开过程”“领进家庭，放开探究”。让学生在领与放的空间上自信地科学探究，同时为致力于一线科学教师家庭作业的布置及与家长地有效沟通提供参考，引起更多的教育工作者一起重视小学科学，研究家庭实验的实施。

【关键词】小学科学；STEM教育；家庭实验；先领后放

2017年1月19日，教育部发布了《教育部关于印发〈义务教育小学科学课程标准〉的通知》，小学从一年级开始开设科学课，科学教学实施方面注重实验教学和实践探究过程，单独強调了要增强学生的问题意识。为了了解学生对科学实验的学习情况，笔者联合深圳X小学科学组设计了问卷《小学生科学对比实验学习情况》，问卷随机发至广东省的各小学，对学校的三至六年级学生进行问卷调查，得到有效问卷1431份，下面是一些调查数据：66.25%学生表示对科学实验非常感兴趣，身边如果有适合用对比实验探究科学问题，80.29%学生表示很好奇很想探究，显示学生对科学对比实验的兴趣程度都很高，但关于学生对对比实验的运用程度数据显示，达半数学生选择的选项都是错误选项，可见对实验的了解程度和运用能力都比较薄弱。

近几年，本校在STEM教育理念指导下采用“领入课堂，放开志趣”“领动社团，放开过程”“领进家庭，放开探究”策略，让学校不同科目之间，教师与家长之间形成教育合力。接下来便以粤教科技版科学六年级下册第二单元“我是小小设计师”第12课《材料的选择》为例，诠释“先领后放”的实施策略。

教材通过分析不同鸡蛋包装盒的材料，了解材料的选择对物品功能的实现起着至关重要的作用，然后基于材料的选择设计，并根据设计方案制作、测试和评价鸡蛋包装盒。在单元中起承上启下的作用，结合STEM教育和学校科技社团的课时安排，开展了设计“保护鸡蛋装置”项目。

一、“领”入课堂，“放”开志趣

良好的开端是成功的一半，家庭实验的开展也不例外，学校课堂教学起到了关键性的作用。教师应当努力去寻找学生感兴趣、新奇而且能引人入胜的情景，然后将学生领入其中，这样能够有引起学生的注意力，放开学生对该项目学习的兴趣；同时，好的领入能为后面的环节设下铺垫，诱发学生产生学习的求知欲望，为后面项目的探究埋下伏笔。

课堂上设计了四个活动：1.分析交流不同材料的鸡蛋包装盒；2.设计鸡蛋包装盒；3.制作和测试鸡蛋包装盒；4.拓展延伸布置家庭实验项目。老师指导小组讨论设计完成“测试与评价表”，内容包括：测试结果，评价项目（功能结构、材料选择、外观、其他方面），改进方法，改进设计图。鸡蛋包装盒的设计和制作难度不大，但在教学过程中，尽量为学生成功地制作样品提供及时的支持和帮助，让他们体会到“做”的成功和乐趣，培养通过“动手做”解决问题的习惯。孩子们投入的热情、思维的发展，创新的智慧都让我深深感动。课上，小组同学间经常就一些技术问题展开讨论，很多学生打了下课铃还不愿走，还要继续改进方案。

老师是家庭实验的发动者，一定要研读课标，“吃透”教材，对涉及的内容非常熟悉。能根据教材和目标要求，拟定整学期的家庭实验详细计划书。在确定“大实验”的同时，能结合实际情况，从教材和相关教辅中选择一些力求器材简单易得、操作简便、现象明显、比较安全并独具趣味性的实验。

二、“领”动社团，“放”开探究

从课堂实验到家庭实验，我们以STEM社团为桥梁“领”动，借助特长学生带动全体学生参与活动探究。对应课堂拓展延伸布置的家庭实验项目“制作保护鸡蛋装置”，将活动做到深处，讲解鸡蛋保护器的科学意义：月球登陆、安全降落、（下转第21版）（上接第20版）重力加速度、缓冲等原理用每周的社团活动课连续上三次。第一次：侧重于方案设计，交流修正，布置回家制作。第二次：展示各自的作品，实际测试，分析原因，再次设计，再回家制作。第三次：展示作品，猜一猜，实际测试，比一比、评一评。在第一课时，学生直接面对挑战任务——制作一个保护鸡蛋装置从三楼高空降落，安全着陆。之后引导学生经历分析任务、设计方案、设计汇报、制作与测试、交流反思等一系列过程，我们看到不只是降落伞型装置，还有框架型、不倒翁型等，运用的保护材料也非常丰富，除了常规的纸、泡沫，还有吸管、棉花、盐水等，还融合生活中快递包装进行设计。给学生探究的空间，他们的思维会更加活跃。

社团集结了各班的特长学生，通过社团学习学会构思、设计、制作，在后续班级进行家庭实验过程中，起到以点带面的作用。先在社团开展STEM课程培养学生解决问题的能力，在提问环节，有的学生也很会提问，有的针对结构的设计，有的针对材料的使用，价格，质量等。制作和测试，学生更是体验了工程制作中的困难，如线怎么打结，如何裁剪合适的尺寸等，发现制作中的每个细节都很关键。在后续班级开展家庭实验过程中，特长学生们担任小队长，让探究方向变得更开放。

三、“领”进家庭，“放”开过程

在每学期的开学初，借家长会向家长简单介绍本学期的科学家庭实验，并发放家庭实验通知书和相关指导资料，引导家长阅读。利用学校微信公众号平台及时解决各家长提出的疑问。并鼓励家长在指导实验中遇到问题找老师一起讨论解决。例如，“保护鸡蛋装置”的实验通知书，需要介绍的内容除了基础的实验目的、实验原理、实验难点、温馨提醒，还有实验过程中家长的具体指引：推荐制作材料、参考制作步骤、注意事项和拓展资料。家长认识到家庭实验的意义，重视孩子的实验，提供全过程的耐心指导和鼓励，支持培养孩子的动手分析能力。作品出炉，家长给予适当赞扬，对作品进行评价，引导孩子作改进工作。

家庭实验以课本为依据，制定各个学期的实验计划。据有关调查显示有71.3%的家长是想指导但是自己的科学素养缺乏，而另外还有15.75%的家长没有时间指导孩子。这个结果告诉了我们“领”的重要作用，我们要注意帮助家长能有效指导实施，加强与家长的交流沟通，让他们意识到家庭实验的意义及自己的责任，投入时间，“放”手为孩子进行家庭实验过程提供开发的空间和资源。

笔者使用“先领后放”的策略开展家庭实验，每一步结合实验设计表，课堂领动社团，社团领进家庭，让学生少走弯路，走出挫折与沮丧阴影，能自信地参与其中，真正地拥有独立思考、操作以及评价的机会，能真正地成为STEM项目的主人。这样的实施策略深受学生的喜爱，因为这样他们不仅在科学课中可以收获书面知识，收获技巧以及提升自己的科学素养，还可以在同学、家长的引领下成功探究。本校近几年学生作品《厨具油污的环保清洗方法调查研究》《胡萝卜沉浮的秘密》《美容水果，等你来选》《简易抽袋装置》等在各级科技创新大赛获奖，不仅增强了学生的科学素养，还逐渐提升了科学在大家心目中的地位。但是，这种策略的运用讲求领的法和放的度，如何把握，真是考验教师的智慧与经验。不过，只要教师在教学实践的过程中不断地探索与总结，笔者相信解决领的法和放的度会更加得心应手。

参考文献：

[1]陈耀.小学生家庭实验室实施问题与对策[J].探秘（科学课），2010（05）.

[2]马春晖.挑战地球引力[J].农村青少年科技探究，2018（Z1）：76-77.

[3]陶涛.基于STEM教育理念的小学科学实践活动课程探索[J].教育科学论坛，2018（32）：34-36.