【天津托特科學(xué)】在STEM教育中，教師要抓住哪三個問題？

STEM教育，是當(dāng)前國際教育界普遍關(guān)注的熱點，它以解決生活實際問題為出發(fā)點，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)》被認為是“定義了中國版的STEM”。

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

隨著我國基礎(chǔ)教育領(lǐng)域課程改革的深化，各地積極鼓勵中小學(xué)校和教育機構(gòu)探索STEM教育。那么，開展STEM教育時會遇到什么問題，該怎么解決呢？

問題1：要解決真實問題

STEM教育以解決生活實際問題為出發(fā)點，教師在指導(dǎo)過程中，需要經(jīng)常問問自己：真實世界的問題是什么？

以國內(nèi)比較流行的設(shè)計凈水器項目為例，如果只是根據(jù)常識模糊得出“飲用水需要凈化”這一貌似與真實世界相關(guān)的緣由，就急于指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)知識，并開始行動，其直接結(jié)果是：科學(xué)學(xué)習(xí)、設(shè)計制作過程有了，但是，由于沒有在制作前對工程項目的靶向進行詳盡調(diào)查和思考，活動過程的價值會大打折扣，后面的評價也可能變得單薄無力。

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

另外，很多老師在指導(dǎo)過程中，容易把STEM項目變成一個“定義優(yōu)良”的實驗室學(xué)習(xí)項目。很大的原因在于忘記了STEM教育要基于真實問題這一重要特點。如果只是簡單制作一個不解決問題的凈水器系統(tǒng)，容易讓學(xué)生失去解決問題的動力，熱鬧的實驗和制作過后，并沒有多少STEM素養(yǎng)的真正習(xí)得。

問題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節(jié)奏跳躍，學(xué)生則是跟著跑的隨從，如若一個分心，很可能跟不上老師的步伐，更不要談及那些沒跟著跑的學(xué)生。

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

例如，在一堂概率課上，有位老師就設(shè)計了這樣一個活動。全班同學(xué)圍成一圈轉(zhuǎn)動一個地球儀軟球，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。每個學(xué)生報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，二十分鐘過去，海洋和陸地的比率逐步穩(wěn)定在70%和30％左右，活動停止。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，會得出不正確結(jié)論；樣本量大時，結(jié)論在真實數(shù)據(jù)上下輕微波動。所以，概率解決什么樣的問題？樣本如何選??？怎樣判定結(jié)果接近真實？這些難以描述和理解的概念，通過活動得到了解決。通過自主體驗得出的結(jié)論也讓人印象深刻。

問題3：要注重支撐材料的設(shè)計

興趣讓學(xué)習(xí)成功了一大半，但如何讓學(xué)生動起來的同時，既保證探究的問題開放，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題。通過對比觀察，編者發(fā)現(xiàn)，國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，更重要的是一些過程性表格、終結(jié)性評價表格等詳細的支撐材料。例如，國外課堂上測量南瓜的過程，老師提供了一個大南瓜圖案，上面布滿小格子，每個小格子代表0.5厘米，學(xué)生測量后不是填數(shù)，而是通過給小格子涂色來完成南瓜的高度表示。

反觀我們的學(xué)案，最后經(jīng)常設(shè)置個大問題：“請你根據(jù)5W1H（Who、What、When、Where、Why，How）寫出你的設(shè)計思路”。老師抱怨學(xué)生不愛寫，卻不曾深究原因。無非是有時問題太大，有時提問太籠統(tǒng)。怎么辦？要將活動過程和問題進行分解。自主學(xué)習(xí)支撐材料的設(shè)計是一個重要的教學(xué)技能，教師要把握學(xué)生的理解水平，也要對目標(biāo)和途徑有非常清楚的認識。

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”。先進教育理念的引進，是要與我國學(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，實現(xiàn)本土化，是我們廣大中小學(xué)教師共同努力的目標(biāo)。