STEM理念指导下小学科学课堂设计的实践探究

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STEM理念指导下小学科学课堂设计的实践探究

作者：凌启煜

来源：《知识文库》2020年第18期

STEM理念课堂有别于传统课堂，它的任务定义模糊，却有着明确定义的结果，即解决问题，以问题驱动来展开教学。STEM教育给一线教师带来的挑战主要有：（1）项目内容太大，需要一定的人力和物力，一线教师独立开展存在困难。（2）学习历时久，日常的科学课堂无法承载。（3）选择学习主题存在难度。如何跳脱出STEM教育的常规模式，尝试简单地将STEM理念融入教学？笔者将结合自编内容《放大镜支架》，从以下五方面进行设计介绍： 学生对哪里的实际问题能够产生共鸣？无疑是那些发生在课堂上的问题。

科学课堂上会有不少小组实验活动，不同能力水平的学生会暴露出各种问题，不同年龄段的学生也会表现出不同的能力水平。在三年级学生观察蚂蚁过程中，有些学生把蚂蚁弄丢了;有些学生没能正确使用放大镜的功能等。这样的课堂问题背后暴露出了学生在观察蚂蚁时存在问题或困难。同时，在科教版五年级《光》单元中涉及到“凸透镜能把光线会聚到一点”这个知识点，六年级《微小世界》单元中涉及到放大镜知识点以及放大镜组合成简易显微镜的知识点。笔者将这一系列知识进行串联，将如何解决该问题变成STEM理念学习的目标，设计了适用于六年级学习的自编内容《放大镜支架》。

儿童具有一种天生的、强烈的了解世界的愿望。皮亚杰认为，儿童生来具有的好奇心是驱使他们探究事物的基本动力。当给学生提供与原有知识或原有经验不同的挑战性环境时，他们的认知平衡结构被打破，从而驱使他们去解决面临的认知冲突。

在《放大镜支架》一课中，为了营造真实的问题情境，笔者引用视频资料，通过学生间对话描述三年级学生在观察蚂蚁时遇到的困难：（1）手拿放大镜时，不方便记录观察结果。（2）放大镜晃动，不能很好地进行观察。（3）蚂蚁乱爬，需要限定环境。笔者将学生整理所得的“困难”以表格形式得以呈现，引导学生初步设想“产品”的理想雏形。在这一环节中，目的是让学生达成共识，在讨论过程中生成共同的学习目标，为接下来的设计定方向。

学生在学习过程中会出现现有问题与原有知识经验产生矛盾的点，这个点就是值得深挖的思维点。我们的课堂需要给学生足够的思考空间，包括横向与纵向，小组内或班级内进行头脑风暴是有效的途径之一。在学生的争论过程中，他们着手思考如何论证自己的想法是正确的。在这个过程中，学生提出了两个关键点：“用什么放大镜”与“如何让放大镜‘浮’起来”。问题的