【天津托特科学】在STEM教育中，教师要抓住哪三个问题？

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。教育部在2017年1月颁布的新《小学科学课程标准》被认为是“定义了中国版的STEM”。

新《小学科学课程标准》对STEM的解释为：科学（science）、技术(technology)、工程（engineering）与数学（mathemetics）即STEM是一种以项目学习、问题解决为导向的课程组织方式 ，它将科学、技术、工程、数学有机地融为一体，有利于学生创新能力的培养，对STEM概念强调在于跨学科、项目制学习、以及解决问题这三个特点，相比其它国家和以往的说法，新课标更强调创新能力的培养。

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。那么，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。如果只是简单制作一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，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，编者发现，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。