STEM教育背景下小學(xué)科學(xué)教育的思考

龔凱健

STEM教育，即科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、數(shù)學(xué)（Mathematics）教育的統(tǒng)稱(chēng)。在STEM教育背景下，2011年7月，美國(guó)發(fā)布了《K12科學(xué)教育框架：實(shí)踐、交叉概念和核心概念》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《框架》），關(guān)注了科學(xué)教育的三大維度。即：科學(xué)與工程實(shí)踐、跨學(xué)科概念和學(xué)科核心思想。

1999年我國(guó)第八次基礎(chǔ)教育課程改革以來(lái)，小學(xué)科學(xué)教師的教學(xué)觀念有了很大的改變，注意從知識(shí)與技能、過(guò)程和方法、情感態(tài)度價(jià)值觀三個(gè)維度來(lái)組織教學(xué)。借鑒于美國(guó)的STEM教育和《框架》的三維度教育要求，在當(dāng)前國(guó)際教育環(huán)境之下，我國(guó)的小學(xué)科學(xué)教育應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注以下幾點(diǎn)。

一、重視學(xué)習(xí)模型的創(chuàng)設(shè)

《框架》提出了跨學(xué)科概念，約瑟夫·科瑞柴科（Josepb Krajcik）認(rèn)為，美國(guó)先前的科學(xué)教育都是由一些零散的科學(xué)事實(shí)所構(gòu)成。學(xué)生在接受了這些科學(xué)事實(shí)后，并不能很好地應(yīng)用于解決實(shí)際問(wèn)題，這是由于缺少對(duì)眾多事實(shí)間聯(lián)系的關(guān)注。我國(guó)的小學(xué)科學(xué)教育，課改后教師的教育觀念得到了一定的改變，但還是處于淺層次的探究學(xué)習(xí)，局限于某個(gè)學(xué)科內(nèi)某些具體問(wèn)題的探究過(guò)程。跨學(xué)科概念，就是要尋找出零散于各學(xué)科的相似之處，從各個(gè)學(xué)科問(wèn)題的解決過(guò)程中，形成一個(gè)學(xué)生能夠接受的解決問(wèn)題的模型，為更高層次的學(xué)習(xí)建立一個(gè)框架，便于后續(xù)學(xué)習(xí)能在此框架內(nèi)進(jìn)行演繹、推理。

二、扎實(shí)開(kāi)展科技實(shí)踐活動(dòng)

工程、技術(shù)和科學(xué)的融合，是STEM教育背景下《框架》的顯著特點(diǎn)，也是我國(guó)小學(xué)科學(xué)教育變革的重點(diǎn)?？茖W(xué)的學(xué)習(xí)過(guò)程為工程和技術(shù)提供理論基礎(chǔ)，在工程和技術(shù)過(guò)程中又能提出新的科學(xué)問(wèn)題，科學(xué)問(wèn)題的解決同樣也離不開(kāi)工程和技術(shù)的支持。

我國(guó)現(xiàn)有的小學(xué)科學(xué)教材，已經(jīng)有很多把工程、技術(shù)和科學(xué)三者融合的課例，在教材的編寫(xiě)上也很具合理性。教科版每個(gè)單元的最后一課，大多是實(shí)踐課。六年級(jí)上冊(cè)《形狀和結(jié)構(gòu)》單元，安排了8個(gè)教學(xué)內(nèi)容，前面七課是科學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)。為第八課造“橋”做理論準(zhǔn)備，同時(shí)在前面的學(xué)習(xí)中除了科學(xué)知識(shí)的積累，還幫助學(xué)生形成一定的技術(shù)，如做框架時(shí)皮筋的扣結(jié)方式。造“橋”就是一項(xiàng)工程，需要學(xué)生充分運(yùn)用所學(xué)知識(shí)與技術(shù)，方能搭建一座堅(jiān)固的“橋梁”。但是科學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)，技術(shù)的形成，工程的實(shí)施都需要時(shí)間作保障。特別是工程的實(shí)施，以造“橋”為例，按照教材編排的兩個(gè)板塊“用紙?jiān)臁畼蛞紤]哪些問(wèn)題”和“介紹評(píng)價(jià)我們的‘橋”，一課時(shí)顯然是不夠的。教科版六年級(jí)上冊(cè)四個(gè)單元32課，以一個(gè)學(xué)期20周來(lái)計(jì)算，每周2節(jié)科學(xué)課，共40節(jié)，考慮到假期和其他因素。難以保證教學(xué)活動(dòng)保質(zhì)保量開(kāi)展。所以，科技實(shí)踐活動(dòng)的切實(shí)開(kāi)展需要時(shí)間保障，讓學(xué)生以工程的方式，充分運(yùn)用知識(shí)與技術(shù)，不斷改進(jìn)工程質(zhì)量，以達(dá)到工程、技術(shù)和科學(xué)融合的目的。

三、給教學(xué)內(nèi)容“降壓”

在有限的課程時(shí)間內(nèi)，要達(dá)到小學(xué)科學(xué)學(xué)習(xí)的進(jìn)階標(biāo)準(zhǔn)，唯一的方法就是去粗求精，選取最為核心的內(nèi)容開(kāi)展教學(xué)。

《框架》提出了確定核心思想的五個(gè)基本原則。（1）具有學(xué)科意義：它具有跨越多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的廣泛的重要性，或者是某個(gè)學(xué)科中組織相關(guān)知識(shí)的關(guān)鍵概念。（2）具有解釋力：能夠用來(lái)解釋許多現(xiàn)象。（3）具有生成性：能夠?yàn)槔斫夂吞骄扛鼮閺?fù)雜的概念和解決問(wèn)題提供關(guān)鍵的工具。（4）與人們的生活相關(guān)：它與社會(huì)和個(gè)人關(guān)注的問(wèn)題有緊密的聯(lián)系，并與學(xué)生的生活體驗(yàn)和興趣相關(guān)。（5）能夠從幼兒園貫穿到高中：它可以在多個(gè)年級(jí)教與學(xué)，并不斷提升深度和復(fù)雜性。對(duì)照五大原則，我國(guó)小學(xué)科學(xué)各版本教材的內(nèi)容安排是否在第五大原則上出了問(wèn)題。在小學(xué)階段更為關(guān)注的是科學(xué)與工程實(shí)踐、跨學(xué)科概念兩大維度，小學(xué)階段第一和第二維度的深度學(xué)習(xí)，是“漁”的獲取，能為后續(xù)獲得更多的“魚(yú)”做好扎實(shí)的準(zhǔn)備。比較小學(xué)科學(xué)中《杠桿》和初中物理《杠桿》的學(xué)習(xí)，似乎需要達(dá)到的教學(xué)目標(biāo)，采用的學(xué)習(xí)方式都十分接近，那么小學(xué)階段的學(xué)習(xí)要求是否過(guò)高？所以在教學(xué)內(nèi)容的安排上，考慮從幼兒園到高中的學(xué)習(xí)連貫性，降低小學(xué)階段的科學(xué)知識(shí)難度，把有限的時(shí)間側(cè)重于科學(xué)與工程實(shí)踐和跨學(xué)科概念的形成，是我們迫切思考且需要解決的問(wèn)題。

編輯 薛小琴endprint