【天津托特科學(xué)】在STEM教育中，教師要抓住哪三個(gè)問(wèn)題？

STEM教育，是當(dāng)前國(guó)際教育界普遍關(guān)注的熱點(diǎn)，它以解決生活實(shí)際問(wèn)題為出發(fā)點(diǎn)，重在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、數(shù)學(xué)（Mathematics）方面的素養(yǎng)。教育部在2017年1月頒布的新《小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》被認(rèn)為是“定義了中國(guó)版的STEM”。

新《小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)STEM的解釋為：科學(xué)（science）、技術(shù)(technology)、工程（engineering）與數(shù)學(xué)（mathemetics）即STEM是一種以項(xiàng)目學(xué)習(xí)、問(wèn)題解決為導(dǎo)向的課程組織方式 ，它將科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)有機(jī)地融為一體，有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，對(duì)STEM概念強(qiáng)調(diào)在于跨學(xué)科、項(xiàng)目制學(xué)習(xí)、以及解決問(wèn)題這三個(gè)特點(diǎn)，相比其它國(guó)家和以往的說(shuō)法，新課標(biāo)更強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

隨著我國(guó)基礎(chǔ)教育領(lǐng)域課程改革的深化，各地積極鼓勵(lì)中小學(xué)校和教育機(jī)構(gòu)探索STEM教育。那么，開(kāi)展STEM教育時(shí)會(huì)遇到什么問(wèn)題，該怎么解決呢？

問(wèn)題1：要解決真實(shí)問(wèn)題

STEM教育以解決生活實(shí)際問(wèn)題為出發(fā)點(diǎn)，教師在指導(dǎo)過(guò)程中，需要經(jīng)常問(wèn)問(wèn)自己：真實(shí)世界的問(wèn)題是什么？

以國(guó)內(nèi)比較流行的設(shè)計(jì)凈水器項(xiàng)目為例，如果只是根據(jù)常識(shí)模糊得出“飲用水需要凈化”這一貌似與真實(shí)世界相關(guān)的緣由，就急于指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)，并開(kāi)始行動(dòng)，其直接結(jié)果是：科學(xué)學(xué)習(xí)、設(shè)計(jì)制作過(guò)程有了，但是，由于沒(méi)有在制作前對(duì)工程項(xiàng)目的靶向進(jìn)行詳盡調(diào)查和思考，活動(dòng)過(guò)程的價(jià)值會(huì)大打折扣，后面的評(píng)價(jià)也可能變得單薄無(wú)力。

其實(shí)，在真實(shí)的世界中，由于不同地區(qū)的水質(zhì)不同，或者同一地區(qū)飲用水來(lái)源不同，例如井水、雨水、河水等，進(jìn)而造成凈化的代價(jià)不同。教師應(yīng)當(dāng)指導(dǎo)學(xué)生從真實(shí)世界出發(fā)，先弄清楚水源特質(zhì)，再分工合作，針對(duì)不同的情況提出相應(yīng)的項(xiàng)目方案，最后給出材料性?xún)r(jià)比。如此，科學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)過(guò)程才是應(yīng)需而發(fā)，學(xué)生的理解才會(huì)更深，掌握才會(huì)更牢固。

另外，很多老師在指導(dǎo)過(guò)程中，容易把STEM項(xiàng)目變成一個(gè)“定義優(yōu)良”的實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)項(xiàng)目。很大的原因在于忘記了STEM教育要基于真實(shí)問(wèn)題這一重要特點(diǎn)。如果只是簡(jiǎn)單制作一個(gè)不解決問(wèn)題的凈水器系統(tǒng)，容易讓學(xué)生失去解決問(wèn)題的動(dòng)力，熱鬧的實(shí)驗(yàn)和制作過(guò)后，并沒(méi)有多少STEM素養(yǎng)的真正習(xí)得。

問(wèn)題2：要以學(xué)生為中心

在傳統(tǒng)講授式課堂上，優(yōu)秀教師善于鞭策學(xué)生，使其思維一直和教師思維在同一個(gè)節(jié)奏跳躍，學(xué)生則是跟著跑的隨從，如若一個(gè)分心，很可能跟不上老師的步伐，更不要談及那些沒(méi)跟著跑的學(xué)生。

STEM教育強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，首先要激發(fā)學(xué)生的興趣，點(diǎn)燃其熱情和靈感。有了興趣，接著給予學(xué)生充分的自主探索時(shí)間，在教師的引導(dǎo)下，按照設(shè)計(jì)的路徑探索到目標(biāo)知識(shí)。

例如，在一堂概率課上，有位老師就設(shè)計(jì)了這樣一個(gè)活動(dòng)。全班同學(xué)圍成一圈轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)地球儀軟球，每次學(xué)生伸出的大拇指可能摁在球上的陸地區(qū)域，也可能落在海洋區(qū)域。每個(gè)學(xué)生報(bào)出自己每次大拇指的接觸區(qū)域，教師則在黑板上記錄陸地和海洋的接觸次數(shù)。剛開(kāi)始的五分鐘、十分鐘，可能接觸陸地的概率大于海洋，二十分鐘過(guò)去，海洋和陸地的比率逐步穩(wěn)定在70%和30％左右，活動(dòng)停止。隨后，老師給出權(quán)威數(shù)據(jù)：海洋占全球面積的70％，陸地占30％。由此，老師告訴學(xué)生：分析樣本量少時(shí)，會(huì)得出不正確結(jié)論；樣本量大時(shí)，結(jié)論在真實(shí)數(shù)據(jù)上下輕微波動(dòng)。所以，概率解決什么樣的問(wèn)題？樣本如何選?。吭鯓优卸ńY(jié)果接近真實(shí)？這些難以描述和理解的概念，通過(guò)活動(dòng)得到了解決。通過(guò)自主體驗(yàn)得出的結(jié)論也讓人印象深刻。

問(wèn)題3：要注重支撐材料的設(shè)計(jì)

興趣讓學(xué)習(xí)成功了一大半，但如何讓學(xué)生動(dòng)起來(lái)的同時(shí)，既保證探究的問(wèn)題開(kāi)放，又確保不偏離學(xué)習(xí)主題和目標(biāo)，是老師們普遍反映的問(wèn)題。通過(guò)對(duì)比觀察，編者發(fā)現(xiàn)，國(guó)外的老師特別注意學(xué)生學(xué)習(xí)支撐材料的提供。閱讀材料是一方面，更重要的是一些過(guò)程性表格、終結(jié)性評(píng)價(jià)表格等詳細(xì)的支撐材料。例如，國(guó)外課堂上測(cè)量南瓜的過(guò)程，老師提供了一個(gè)大南瓜圖案，上面布滿(mǎn)小格子，每個(gè)小格子代表0.5厘米，學(xué)生測(cè)量后不是填數(shù)，而是通過(guò)給小格子涂色來(lái)完成南瓜的高度表示。

反觀我們的學(xué)案，最后經(jīng)常設(shè)置個(gè)大問(wèn)題：“請(qǐng)你根據(jù)5W1H（Who、What、When、Where、Why，How）寫(xiě)出你的設(shè)計(jì)思路”。老師抱怨學(xué)生不愛(ài)寫(xiě)，卻不曾深究原因。無(wú)非是有時(shí)問(wèn)題太大，有時(shí)提問(wèn)太籠統(tǒng)。怎么辦？要將活動(dòng)過(guò)程和問(wèn)題進(jìn)行分解。自主學(xué)習(xí)支撐材料的設(shè)計(jì)是一個(gè)重要的教學(xué)技能，教師要把握學(xué)生的理解水平，也要對(duì)目標(biāo)和途徑有非常清楚的認(rèn)識(shí)。

值得一提的是，盡管STEM教育引自西方，卻不存在“原汁原味的STEM教育”。先進(jìn)教育理念的引進(jìn)，是要與我國(guó)學(xué)生的發(fā)展核心素養(yǎng)相吻合的，如何讓STEM教育更好地落地，實(shí)現(xiàn)本土化，是我們廣大中小學(xué)教師共同努力的目標(biāo)。