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STEM教育,教师要抓住三个问题

来源:于晓雅 时间:2017-10-17 10:30 [点击]:208

  STEM教育,是当前国际教育界普遍关注的热点,它以解决生活实际问题为出发点,重在培养学生科学(Science)、技术(Technology)、工程(Engineering)、数学(Mathematics)方面的素养。随着我国基础教育领域课程改革的深化,各地积极鼓励中小学校和教育机构探索STEM教育。那开展STEM教育时会遇到什么问题,该怎么解决呢?

  问题1:要解决真实问题

  STEM教育以解决生活实际问题为出发点,教师在指导过程中,需要经常问问自己:真实世界的问题是什么?

  以国内比较流行的设计净水器项目为例,如果只是根据常识模糊得出“饮用水需要净化”这一貌似与真实世界相关的缘由,就急于指导学生学习相关知识,并开始行动,其直接结果是:科学学习、设计制作过程有了,但是,由于没有在制作前对工程项目的靶向进行详尽调查和思考,活动过程的价值会大打折扣,后面的评价也可能变得单薄无力。

  其实,在真实的世界中,由于不同地区的水质不同,或者同一地区饮用水来源不同,例如井水、雨水、河水等,进而造成净化的代价不同。教师应当指导学生从真实世界出发,先弄清楚水源特质,再分工合作,针对不同的情况提出相应的项目方案,最后给出最佳材料性价比。如此,科学知识的学习过程才是应需而发,学生的理解才会更深,掌握才会更牢固。

  另外,很多老师在指导过程中,容易把STEM项目变成一个“定义优良”的实验室学习项目。很大的原因在于忘记了STEM教育要基于真实问题这一重要特点。如果只是简单制作个不解决问题的净水器系统,容易让学生失去解决问题的动力,热闹的实验和制作过后,并没有多少STEM素养的真正习得。

  问题2:要以学生为中心

  在传统讲授式课堂上,优秀教师善于鞭策学生,使其思维一直和教师思维在同一个节奏跳跃。这样的课堂上,学生则是跟着跑的随从,如若一个分心,很可能跟不上老师的步伐,更不要谈及那些没跟着跑的学生。

  STEM教育强调以学生为中心,首先要激发学生的兴趣,点燃其热情和灵感。有了兴趣,接着给予学生充分的自主探索时间,在教师的引导下,按照设计的路径探索到目标知识。

  例如,在一堂概率课上,有位老师就设计了这样一个活动。全班同学围成一圈转动一个地球仪软球,每次学生伸出的大拇指可能摁在球上的陆地区域,也可能落在海洋区域。每个学生报出自己每次大拇指的接触区域,教师则在黑板上记录陆地和海洋的接触次数。刚开始的五分钟、十分钟,可能接触陆地的概率大于海洋,二十分钟过去,海洋和陆地的比率逐步稳定在70%和30%左右,活动停止。随后,老师给出权威数据:海洋占全球面积的70%,陆地占30%。由此,老师告诉学生:分析样本量少时,会得出不正确结论;样本量大时,结论在真实数据上下轻微波动。所以,概率解决什么样的问题?样本如何选取?怎样判定结果接近真实?这些难以描述和理解的概念,通过活动得到了解决。通过自主体验得出的结论也让人印象深刻。

  问题3:要注重支撑材料的设计

  兴趣让学习成功了一大半,但如何让学生动起来的同时,既保证探究的问题开放,又确保不偏离学习主题和目标,是老师们普遍反映的问题。通过对比观察,我发现,国外的老师特别注意学生学习支撑材料的提供。阅读材料是一方面,更重要的是一些过程性表格、终结性评价表格等详细的支撑材料。例如,国外课堂上测量南瓜的过程,老师提供了一个大南瓜图案,上面布满小格子,每个小格子代表0.5厘米,学生测量后不是填数,而是通过给小格子涂色来完成南瓜的高度表示。

  反观我们的学案,最后经常设置个大问题:“请你根据5W1H(Who、What、When、Where、Why,How)写出你的设计思路”。老师抱怨学生不爱写,却不曾深究原因。无非是有时问题太大,有时提问太笼统。怎么办?要将活动过程和问题进行分解。自主学习支撑材料的设计是一个重要的教学技能,教师要把握学生的理解水平,也要对目标和途径有非常清楚的认识。

  值得一提的是,尽管STEM教育引自西方,却不存在“原汁原味的STEM教育”。先进教育理念的引进,是要与我国学生的发展核心素养相吻合的,如何让STEM教育更好地落地,实现本土化,是我们广大中小学教师共同努力的目标。

  (据《现代教育报》2017年9月18日)


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