基于STEM教育的科学课堂课例开发策略研究

程英

这几年，STEM的概念以迅雷不及掩耳之势进入大家的视野，并且日益受到重视，优势凸显。与此同时，STEM教育也日益受到重视并进入小学课堂。我们小学一线科学教师也在顺应教育发展的需求，讨论它、理解它、采纳它、实践它、发展它，也在不断尝试自主开发案例，在探索中积累了一些浅显的课例开发策略。本文基于不断尝试自主开发案例的实践经验，探讨了有关主题来源、内容设计、研究过程、综合评价方面的案例開发策略。

一、主题来源：基于师生需求的自然发生

说起案例开发，我们最头疼的问题往往是：我们研究什么？没有一个好的主题就无从下手。如何才能从无从下手到才思泉涌、游刃有余？我觉得我们最应该关注的还是师生本身的需求。

苏教版六年级上册三单元《物质在变化》第三课《变色花》中，学生通过酸碱指示剂认识了物质的化学种类。尤其是在自制指示剂时，观察到指示剂这种神奇物质与不同酸碱性物质相遇时产生的变化，学生流露出了浓厚的兴趣。好奇的他们在课上忍不住问：除了紫甘蓝，其他植物是不是也可以做酸碱指示剂？于是，老师抓住了这个问题，设计了《神奇的指示剂》一课。学生调查研究、设计测试后，提取了某些植物的花、茎、叶、根和果实的浸出液，并且还进一步学习造纸技术，制作成了pH试纸。这个STEM教育的案例只是科学课堂教学的一个延伸，却能给学生一个自由探索的平台。

因此，学生善于发现问题，教师善于记录积累，也许能巧妙化解找不到合适主题的困难。学生对哪个点有疑惑，我们就给他们机会自主地查阅资料、分享、设计、研究。只有真正基于师生探索需求并且自然发生的问题才是真问题，才能更好地唤起求知欲望、掀起智力情绪。

二、内容设计：基于真实情境的项目研究

说到真实情境，我想起了美国STEM概念首次提出的渊源。NASA于二战后在发展科技竞争的同时，开展了大量的STEM式科学教育活动。在活动中，他们总是安排学生通过观摩、体验甚至直接参与项目，让学生近距离接触太空先进科技。这些机会非常宝贵，学生通过这一过程收获了崭新的自我，建立了突出的能力，形成了良性的成长，建构了对未来从事科学的兴趣性和志趣性意愿，并在未来有能力承担更具科技高度复杂性的工作。正是NASA的不断探索才使得美国将STEM的规律从相对模糊推进到了相对清晰。

当然，项目式的研究也同样重要。利用综合性的任务或者模仿综合性的任务实施，对于后备人才的培养是具有显著而突出的效应的。目前，多数学校的语文、数学、科学等课程通常是分开设置的。但生活中没有单一的问题，《基础教育课程改革纲要》早就提出，小学阶段应以综合课程为主。事实也证明，某一门课程或某一个领域中学到的知识与技能，将在其他课程或领域中助你一臂之力。

三、研究过程：基于思维能力的渐进发展

基于思维能力的渐进发展，我思考了STEM教育的课堂推进，也就是学生项目式研究的整个过程。我觉得这可以有相对固定的流程，即：发现问题、定义问题、创意设计、工程制作、测试改进，再发现新的问题、定义问题、创意设计……不断循环，最后得到满意产品。当然，不同的案例中，不同的授课老师，针对不同的学生，可以在流程环节上有不同的侧重点。

例如《喂鸟器》一课中，学生可以先对本地鸟类的生存状况做一个充分的调查，提升信息整合能力。基于调查学生提出问题：城市里鸟儿的食物有些匮乏，能否做一个给它们提供食物的器具呢？接下来定义问题：当地常见的是哪些种类的鸟类呢？它们的身体构造和生活环境怎么样？怎样吸引它们过来吃食？为什么不同种类的鸟需要不同大小的喂鸟器？为什么喂鸟器的入口有大小之分，食物与基座的距离有长短之分？为什么喂鸟器距离地面的高度也很重要？你设计的喂鸟器是给一种鸟还是多种鸟使用的？这样细致的思考后再设计和制作。完成后也应反思：我掌握了什么新的技术？我还有什么新的想法？测试改进环节再想一想，作品实际测试的效果与预期效果一样吗？不一样在哪儿？为什么会这样？还存在什么缺陷？还可以做什么改进？这就是发现新的问题了，可以继续循环往复，最后完成一个满意的喂鸟器。

四、综合评价：指向核心素养的全面培养

在建构主义学习观下，课堂教学任务和评价任务是同一个硬币的两个方面。由此，评价的重要性不言而喻。整个STEM案例实施过程是复杂的，因此对应的评价也是全面综合的。评价的综合性除了体现在常说的自评、互评和师评以外，还体现在以下方面。

（一）评价贯穿教学的整个过程

日常学科教学的评价往往是在课后，而STEM教育的评价是可以贯穿于整个教学过程的。我们可以评价设计图纸，简洁易懂、所有结构有标签、尺寸标注准确的设计图纸是我们喜欢的。我们可以评价信息收集方面，信息往往要来自多个出处，并经过系统的整理。我们可以评价学科知识，所有小组成员在陈述中都要能清晰准确地说明作品涉及的科学原理。我们可以评价作品功能，作品应能很好地实现设计想法。

（二）评价激发推进的后续活力

在日常教学中，我们发现学生互评环节，学生往往习惯性给他人较多的批评，这大大地打击了被评价者后续深入研究的积极性。为了激发学生推进研究的后续活力，推荐一种评价方法——三明治点评法，在多次课堂实践中，这种评价方法切实给了学生更多的鼓励和支持，对学生长足发展具有良好的价值。

三明治点评法，顾名思义正如一个三明治一样，第一层面包：狂风暴雨式的赞美。第二层夹心：和风细雨式的建议。建议是非常重要的价值输出部分，指出哪里不足，为什么，提出具体明确可改善的建议。第三层面包：狂风暴雨式的赞美。对被评价者多鼓励，提出希望，增强信心。

要特别注意的是，评价需要具体化，不能是概括性的“好”“棒极了”等。

（三）评价关注学生的关键能力

评价还应关注学生能力的提升。合作能力、演讲水平、科学态度等都可以是我们评价的关注点。对合作的评价可以关注互相尊重、分工合理、工作效率。对交流的评价可以关注语言表达、给予肯定、接受建议等。

STEM研究之路无止境，贵在坚持。作为一线教师，要积极思考与探索案例开发的策略，为小学STEM教育的实施与发展发光发热。最终受益的也还是我们的学生，使他们能在STEM教育的浸润下，获得最为扎实、最为有效、最为丰厚的成长。

【作者单位：常州市龙城小学  江苏】