合理开发STEM课程 促进STEM教育落地

郑吉颖

【摘  要】STEM课程注重让学生面对复杂、真实的问题情境，对科学知识进行重组、建构与迁移，解决学习和生活中的实际问题。利用现有小学科学教材，关注学生课堂生成，结合本校、本地特色，合理开发STEM课程以适合解决本校学生的真实问题为目的，让学习真正发生，使STEM教育真正落地小学课堂。

【关键词】STEM;课程开发;普通小学

STEM作为一种全新的教育模式，因跨学科的综合性、技术的融合性、情境的整合性、项目的创新性越来越受到重视。许多学校想要或已开设STEM课程，但课程资源从何而来，什么样的课程才是真正适合本校学生呢？大城市许多大校、名校因其地理位置、经济实力等原因能购买机器人、3D打印机、scratch软件等配套的一系列材料，还有许多校外机构及科研单位作为依托，可以系统地开发STEM课程资源。

那么普通县城或农村的学校，没有高大上的实验室，没有权威的专家和校外辅导机构助力，是否就不能进行STEM课程教学呢？其实不然，STEM课程注重的是让学生面对复杂、真实的问题情境，对科学知识进行重组、建构与迁移，解决学习和生活中的实际问题。不同的学习、生活环境，不同的家庭、社会背景并不会阻碍STEM课程的开发与实施，只会产生与大城市的名校不同的实际问题供我们的STEM课程进行开发与利用。

一、从科学课程的“技术与工程领域”寻找课程资源

小学科学课程作为国家基础性课程，其设计充分考虑小学生的年龄特点与认知规律，既反映国际科学教育的最新成果，也兼顾我国小学科学教育的实际情况，并倡导学科关联和跨学科学习。在2017版小学科学课程标准中增加的“技术与工程领域”学习内容就是为了让学生有机会综合所学的各方面知识，体验科学技术对个人生活和社会发展的影响，使学生体会到“做”的成功和乐趣，并养成通过“动手做”解决问题的习惯。这一领域的学习内容完全可以通过二次开发成为STEM课程实施。

教科版小学科学教材中就有很多可以开发成STEM课程的内容。这些学习内容十分注重科学教育和技术教育的结合，与学生的学习生活息息相关，学生也有相应的科学知识基础，很适合开发成STEM课程。

例如，教科版六上《做框架》《建高塔》这两课可结合改编成《牙签建高塔》，在课程实施中，我选取了牙签和胡萝卜作为建高塔的材料，这些材料是生活中最常见易得的，使用胡萝卜可以根据需要切割成不同的大小，还能让牙签顺利插入固定，这比使用瓶子、吸管作为材料建高塔时固定容易。接着我通过微视频再现埃菲尔铁塔、广州塔，聚焦高塔结构，引导学生分析高塔稳定不倒的秘密有：三角形结构稳定，上小下大、上轻下重结构稳定。有了这样的科学认知作为基础，学生以“建筑师”的角色参与课程，依照“确定主题-设计方案-选材建造-分析评价-修改方案-重新建造-造出产品”这一工程设计的流程进行了建高塔活动。

学生先根据建高塔这个主题确定限制条件和成功的标准，设计前先思考什么样的结构高塔才能稳定;建造过程中要明确牙签怎么插，胡萝卜块怎么切;评价时需要考虑高塔是否稳固、美观、成本低等因素。活动中，学生通过展示个性设计，在自评与互评中反思优化，再进行二次设计。整个活动在师生、生生互动交流与质疑优化中自然展开，思维不断碰撞，学生就如同建筑师般对自己的作品进行不断的改进与优化，创新与实践能力得到有效提升。

这样依托小学科学“技术与工程领域”教材资源进行二次开发而形成的STEM课程符合小学生认知水平和实践能力，课程难度适中，教师在实施课程时的可操作性强，促使STEM教育真正落到实处。

二、从学生的课堂生成中寻找课程资源

课程资源不仅可以来自小学科学教材、教学用书等现成的资料，我们的教育对象——学生在教学活动中的一些动态生成也是STEM课程开发的又一资源。学生在课堂活动中常常会产生质疑、出现错误、提出需求和困惑，很多具有潜在的教育价值和意义，只要合理地利用也能开发成STEM课程。

《光线现形器》这一课程资源正是这样开发的。教科版小学科学五年级上册《光》这一单元的教学中，要求学生理解感受光是沿直线传播的，并认识光遇到镜子后会发生反射，反射光也是沿直线传播的。然而不论教材还是配套实验仪器中都没有能展示和探究光传播路径的器材。在《光怎样传播的》一课中教材采用手电筒照射打孔的卡纸，观察手电筒的光斑位置来推测光是否沿直线传播;在《光的反射》一课中教材设置了三个小实验，通过用手电筒照射平放在桌面的书、立放在桌面的书和借助镜子照射放置在书后的小球来理解光会发生反射及反射光也是沿直线传播的。

在实际教学中，学生肉眼能看到的是目标上留下光斑，无法清晰观察到光传播的路径，很难准确画出光路图，也无法建构光沿直线传播及光的反射概念。于是我充分利用这个课堂生成，鼓励学生自制光线现形器。确定主题后学生通过上网查询等方法了解丁达尔现象，知道光通过胶体时会产生一条光亮的通路。接着他们选取胶体材料，体验项目制作的过程，在制作“光线现形器”活动中学习逐步调整设计至项目完成。这样利用学生课堂生成开发的STEM课程资源，解决学生学习生活中遇到的困难，具有针对性和时效性，充满真实探究的活力，不仅可以拓展我们开发课程资源的领域，也让学生更容易将所学的内容内化，使STEM课程实施真正落到实处。

三、从学校特色、地方特产中开发课程资源

每个学校的学校特色和每个地方的本土文化对STEM课程来说都是一座永不枯竭的宝藏。合理的开发成适合小学生的STEM课程更有利于STEM课程本土化。

科技节是我校一年一度的盛会，学生积极参与各种科学游戏竞赛，其中“纸飞机大赛”是深受学生欢迎的一项赛事，怎样让自己的飞机飞得更远是他们迫切想解决的问题。于是一堂主题为《纸飞机的秘密》的STEM课程孕育而生，学生为了让自己的纸飞机飞得更远，通过上网搜索、翻阅书籍、询问他人等方式学习纸飞机不同的折叠方法（多的小组找到了12种），并不断尝试用不同的投掷角度试飞纸飞机，再用软尺测量出飞行距离，选出本组中最強飞机展开想象用画笔给飞机设计美丽的外壳，最后参与纸飞机大赛。整个课程以造一架飞行距离最远的纸飞机为任务驱动学生的主动学习，让学生在问题、实验、成果、修正、再实验、结果等几个流程中自主探究，寻找科学规律。

电机工业是福安市重点特色产业之一，福安也是中国中小电机出口基地。我们就利用地方优势产业，开发了《小电器我来造》这一课程。我们在当地企业中建立了实践基地，带领学生到企业厂房中观摩电动机的生产组装，聆听技术工人介绍电动机的工作原理，了解电动机市场运用前景。有了这样的前期准备，学生接下来的小电器创作就水到渠成，他们利用电学原理设计想要制作的小电器，再到市场上购买所需材料进行组装，反复调试，遇到困难就找教师或企业中的技术人员咨询。一个月后，一个个自制小电器问世了，有小吸尘器、小风扇、小赛车、制棉花糖机……看着自己的产品在展示会上亮相，学生的成就感溢于言表。这样鲜活而生动的课程，才是学生想做、能做、乐做的，才能使我们的STEM课程真正有效实施。

四、结语

德国教育学家斯普朗格曾说：“教育的最终目的不是传授已有的东西，而是要把人的创造力量诱导出来，将生命感、价值感唤醒。”利用现有教材，关注学生课堂生成，结合本校、本地特色，合理开发STEM课程正是秉承这一理念，以适合本校学生的真实问题解决为目的，让学习真正发生，使STEM教育真正落地小学课堂，不再是空中楼阁、水中明月。

注：本文为2018年宁德市小学、幼儿园课程教学研究一般课题“在‘技术与工程’领域融合STEM的实践研究”（课题编号：NJYKT2018-016）。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.义务教育小学科学课程标准[M].人民教育出版社，2017.

[2]郭斌.STEM教育理念下学校特色课程建设的思考与建议[J].教育科学论坛，2019（20）.

（责任编辑  范娱艳）