基于STEM教育视角的小学科学课例分析
——以《摆的秘密》为例
陈 晓
关键字：STEM教育; 小学科学; 课例分析
1、STEM教育
STEM教育是20世纪80年代由美国国家科学委员会所提出的。STEM是科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）和数学（Mathematics）四门学科的首字母组成的，数学是科学的工具和语言，科学是数学的思想和平台；数学和科学是工程的基础，工程师科学和数学的关键；工程设计产出高新技术手段，高新技术为工程实施提供有利的硬件支持，因此科学、技术、工程和数学四者有着紧密的联系，不可完全分割，因此STEM所代表的不是这四门学科的简单相加，而是主张一种以综合角度解决问题的新思路。
STEM教育是在STEM理念的指导下，将科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）和数学（Mathematics）四门学科内容综合、有机地组合成一个整体，主张一种从综合角度解决实际问题的现代教育，目的在于培养学生在实际生活、在问题解决中的创新精神和实践能力，使其更加适应现在及未来的生活。
STEM 教育中四门学科的教学相互作用、相互影响，以整合的教学方式培养学生的知识技能。因此，STEM教育具有与单科教育相区别的新特征：融合性、跨学科性、动态性、实践性。
2、《摆的秘密》课例分析
2.1形成一个问题 ——STEM融合性
“形成一个问题”是本课的导入部分，刘晋斌老师通过师生对话不断启发学生思维，帮助学生认识“摆”，并启发学生自主地对“摆”提出以下两个问题。
问题一：同样的时间，同一个摆，为什么摆动的次数一样？
问题二：同样的时间，不同的摆，为什么摆动次数不一样？与哪些因素有关？
在此环节设计中，刘老师充分地调动学生的自主性和积极性，引导学生主动地参与到课程中来，为接下来的教学打下了一个很好的基础。在此环节演示摆是由教师来完成的，学生参与计时和计数，自然地融入了数学的技能，因为计时和计数对于六年级的学生来说是比较熟悉且简易的，但是在这个小演示的过程中，包括在接下来的实验中，计时和计数都担任了非常重要的角色，比较好地体现了STEM的融合性及跨学科性。
2.2作出推测，设计实验证明 ——STEM实践性、动态性
2.2.1作出推测
在上一环节中，学生提出“同样的时间，不同的摆，为什么摆动次数不一样？与哪些因素有关？”这个问题，自然而然，在这一环节就是要和大家一起探讨影响摆摆动次数的因素。起初，刘老师将课堂话语权全部交给学生，学生提出了各种各样的想法，例如：
生：我觉得和物体的重量和他抬高的高度有关。
生：我觉得和物体的重量有关系。
生：我认为跟物体的重量，绳子的长短，还有把它抬高的高度都有关。
······
老师将学生们的回答总结为：摆锤、摆线、摆的幅度（本课暂不研究），并请学生自主设计实验，准备实验。
自主探究既是新课程的一个重要思想，也是STEM教育所提倡的重点。STEM教育反思传统教育的弊端，弱化对知识的记忆，重视概念的理解及应用，因此探究是STEM教育提倡的一个好的教学方法。
但是因为摆的幅度不是本课的教学内容，刘老师根据学生所提到的说了一下，也没有将它列在黑板上，并没有要去研究它，我认为这个行为是符合小学科学的课程标准的，但是不符合STEM教育理念。既然学生已经对幅度这一想法有了认识，说明至少幅度在学生们心目中是有概念的，老师可能会考虑到课堂时间限度问题不去深究它，但是可以鼓励学生在课下对其进行进一步地探究，那才是学生真正的自主探究了，不失为一个很好的教学契机。
2.2.2设计实验证明
在总结了推测之后，刘老师趁热打铁指导学生设计实验。他运用谈话法，就各个影响因素如何设计实验的问题和学生共同探讨，探讨细致，涉及到了实验的很多方面，学生也就自己的想法与全班进行分享。
此环节的设计摒弃了传统的师生授受模式，通过谈话、引导一步步展开教学活动，充分发挥了学生的积极性，提高了学生在课堂上的地位，值得借鉴。但是如果从STEM教育角度分析，此环节就存在着一些不足。STEM提倡的教学模式有两种，一种是一般性探究，另一种是整合性探究，都致力于将孩子本身放在一个探究的位置之上，因此学生设计的方案是好是坏，都应该在学生们真正进行试验后自然才有答案，教师在这个过程中一直充当一个为学生提供器材的人，即无身份或教师权威性的存在。
另外，在此环节中，依然有学生很准确、且有条理地提到幅度问题，可以看出该生或该班级学生有探究幅度的基础及能力，但是教师在肯定其想法后依然将幅度排斥在外，这个小细节是不符合STEM教育理念的。STEM融合、动态开放、实践的特点在教学活动中即把握各种因素，课程不再是预设的情境，而是不断变化的纷繁世界，要求学生要有应对变化的能力，把控不可控因素的能力，才是真正生活的探究。
2.3实验验证，得出结论——STEM动态性
分组实验后，全班同学就自己的实验结果和大家一同分享，其中不乏一些学生会有与其他同学完全相反的想法，都在分享的环节里进行讨论。但是很明显，在这时，教师对于整个环节的把握都有点操之过急了，没有抓住一些比较好的教学契机展现动态开放的特点。
比如：
2.3.1在实验结束过后，老师直接提问：“想说点什么？”这时候如果能让学生充分描述实验装置和实验中摆动的情况会更好，可以培养学生养成实验过后积极回忆总结和整理数据的好习惯。
2.3.2当两个学生提出了两个完全相反的结论时，老师也急躁了一点，直接提出“到底应该怎么说？”如果这个时候让两位学生分别展示一下他们的摆，看他们的实际操作是否与他们观察到的现象一致，效果会更直观更可信了。同时也可以在不知不觉中引导学生进行科学地较量，用证据说话。
实验是这个环节的重中之重，但是很明显地感觉实验过后就实验结果的讨论变成了这个环节的重点，实验过后的总结固然重要，但是学生思维的碰撞，与同学的辩论也是科学课中一个美好的过程，同时也是STEM动态性特征最好的诠释。
2.4运用科学 ——STEM融合性、跨学科性
本环节教师将“摆”引申到学生的生活中去，以一个生活中的案例引导学生运用所学知识解决它，学生参与非常积极，教师也顺势将这个现实问题作为课后作业，留给学生更多的时间在课下去完成，非常好地契合了STEM教育综合运用知识解决实际生活问题的教学目标。
老师给出的例子为：有一个小朋友家里的摆钟，发现它每天都慢，怎么办？调什么？首先，这个问题非常符合本节课的知识内容，与本节课息息相关，适合作为引申，也适合学生进行探究。钟也是日常所常见之物，只是不知学生对于摆钟是否够熟悉，或者老师可以向学生展示摆钟，以及讲述摆钟工作的原理。钟表中既包含着科学知识，时钟表示的时间又属于数学知识；组装钟表，调整钟表具有工程和技术方面的要求，这一问题的解决可以让学生在不知觉的情况下自主整合多学科知识，综合运用，融会贯通，从而解决一个现实生活中的问题。
因此让学生进一步探究确是亮点，也是本课体现STEM教育最好的地方。
3、结语
目前我国的小学科学课普遍有着重形式、轻内涵的弊端，而STEM教育以其融合、动态、跨学科、实践的特点被广泛关注，将STEM思想渗透进我国的小学科学课中去，可以很好地优势互补，从而从小就培养起学生综合的、跨学科的知识和能力，培养学生动手实践能力，以及训练学生的创新思维，发展学生创造性的能力，使学生打下坚实基础，去迎接未来更大的挑战。
参考文献：
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[7]刘晋斌. 杭州春芽实验学校校长，小学科学特级教师