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不愤不启,不悱不发——基于STEM课程教学的几点思考

发布时间:2014-06-23 点击:6296 作者:吉林省东北师大附中净月实验学校 李阳 来源:汉博网站

2014610,一场主题为“将数学带入科学课堂”的“做中学”科学教育实验项目高级研修活动在东南大学四牌楼校区拉开了序幕。此次活动由瑞典斯德哥尔摩大学小学科学教育专家Hans Persson教授和中国科协“做中学”科学教育改革实验项目教学中心叶兆宁副主任联合主讲。在研修的三天活动中,来自全国各地50名科学教师在动手做的过程中,感受到了STEM课程的魅力,感受到了什么是富有启发性的教学,逐渐理解了如何将数学的思想带入科学课堂,如何在科学教学中渗透工程与技术的方法等。

什么是STEM课程呢?STEM代表科学(Science),技术(Technology),工程(Engineering)和数学(Mathematics)。STEM课程是指在能够在科学研究方法验证的领域内通过实验手段解决问题。而科学研究方法指的是一种探究过程,用这种过程对在自然界中观察到的现象进行系统研究、调查,并提供解释。

Hans Persson教授在帮助大家理解STEM课程理念时,给大家展示了一个“神奇的水桶”,水桶的上面连接一个漏斗,方便向水桶内倒水,下方连接一段软管,倒入的水还能从水桶中流出来。这个水桶的神奇之处在于,无论向桶里倒入什么颜色的水,流出来的都是无色透明的清水。为什么会这样呢?老师们议论纷纷,想象着桶内装置的无数种可能性。接下来,Hans Persson教授展示了瑞典的小学生猜测桶内结构的图画,有的孩子天马行空,富有想象力,有的孩子思维缜密,能有根据的推测,不少的想法令在场的老师们惊叹。我们难以想象这些孩子推测的背后有着什么样的前概念和生活经历,但这些推测是一笔财富,是在平时课堂上我们难以停下脚步去欣赏的财富。Hans Persson教授认为,教师和学生之间是相互启发的,当老师自己受到启发时,才会去启发学生。我想此次来到东南大学,我是会把自己收到的启发传递给我的学生,让他们也感受到STEM课程的魅力。研究这个水桶内部结构仅仅是为了引起学生的兴趣,揭开谜底并不是STEM课程所希望引导学生去关注的,如何利用技术和工程方面的知识去制作一个这样的水桶,测试一下他的滤水效果,并去改进它,这才是STEM课程所倡导的学习。

三天的研修活动中,Hans Persson教授一直在传递一种思想,设计STEM课程中的活动应该是开放的,问题的提出是贴近学生生活的、能引发学生研究兴趣的,可以用多种方式去进行研究,研究的过程中尽量保证实验条件的公平,用数学的手段进行测量、记录和统计分析,同工程和技术的知识去建立模型和创造。三天的活动中,大家在一个材料丰富的环境中,像学生一样经历着一系列的探究活动,在动手做的过程中受到同组和其他小组成员的启发,进行富有个性的研究与创造。STEM课程是一种跨域科学的、注重应用型的教学,它不同于传统的注重结果的学习,因此评价STEM课程学生的手段也更为多元和开放,如学生是否参与了活动、他投入了多少精力去研究问题,他解决问题的方法是否具有创造性等等。

STEM课程不仅仅包括数学、科学、工程和技术,它也涵盖了音乐与艺术。在一项叫做“制作一朵花”的活动中,Hans Persson教授提出了活动的目标的是用身边你能找到的材料制作一朵花,如果这朵花能动起来就更好了。大家在短暂的思考过后,纷纷去材料处找寻自己需要的材料和工具,短短的三十分钟,教室变成了小花园,各种材质和造型的花朵纷纷亮相,其中一位老师制作的花瓣能通过拉动连接杆的形式动起来,Hans Persson教授赞叹道,这就是技术与艺术的结合。我们希望学生去动手尝试自己想法的同时,教师应该为学生提供一个材料丰富的环境,不断的去鼓励学生去动手做,不轻易否定学生的想法,提高学生对科学与技术的兴趣,更他们逐渐接近科学的本质。来自探究和“动手做”的研究结果使数学更生动,教师应该充分挖掘一些交叉学科的潜在资源,紧密结合学生的日常生活并培养一定的审美。融入音乐与绘画创作的STEM课程就是STEAM课程了,创造力是课程的灵魂,有创造力的教师才能培养出有创造力的学生。

在研修活动中,一些“淘气”的老师按捺不住心中的好奇,打开了那个“神奇水桶”的盖子,当他们亲眼看到水桶里面结构的时候,如释重负的感叹到原来是这样的。中国人的思维方式面对问题就一探究竟,追求一个标准的答案。而Hans Persson教授则认为,有些谜底不揭示出来,反而更能激发出创造的灵感。STEM课程可以提供教师和学生更多的空间和想象力来共同完成他们的研究。不愤不启,不悱不发,我国春秋时期的教育家孔子就已经意识到了启发时机把握的重要性,STEM课程也注重教师如何引导学生提出可研究的问题,并且在适合的时间去给予学生帮助。教育不是复印机,我们不需要100个可以复制出“神奇水桶的”学生,我们希望通过STEM课程的学习,培养出有100个不同想法的学生,并不短改进他们的作品,从而创造出100个不同的“神奇的水桶”。

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