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西南大学STEM创新教育培训感悟
2019-05-19 21:48 作者：张学强 来源：金江网扫描到手持设备
科学问题来源于自然，源于对某一自然现象应该怎样解释的问题，如"为什么杯子里的热水会变凉?" 工程学则来源于需要解决的某个难题，例如"怎样让房子更加保暖?" 这两个貌似毫不相干的问题，其本质却都是热学中能量的传递问题。当教学围绕这个本质展开时，就有了一条隐形的线索，将科学和工程问题有效地结合在一起。可见，STEM的教学并不是简单地将科学与工程组合起来，而是要把学生学习到的零碎的科学知识与机械过程转变成一个探究科学世界相互联系的不同侧面的过程在科学、技术、工程、数学之间存在着一种相互支撑、相互补充、共同发展的关系。如果要了解它们，尤其是了解它们之间内在的联系，就不能把它们分割开来，单独了解其中任何一个学科部分，只有在交互中，在相互的碰撞中，才能实现深层次的学习、理解性学习和探究式的学习，也才能真正培养出儿童各个方面的技能和认识。
一、什么事STEM教育？
重庆市教科院曹雷研究员认为：STEM是一种课程形态，更是一种新的教学理念。它要求在多个学科融合下培养学生的科学创新精神。过去，我国的分科教学理念，不利于学生知识的综合运用，不利于学生学习动机和兴趣的培养，也不利于学生智力的发展。需要设置综合性的课程，STEM课程也就应运而生了。可见，当教师在考虑如何将STEM教育引入中小学科学课堂时，必须将科学、技术、工程、数学等四个问题看作是四种彩线，交织在一起，融合在一起，才能织出绚丽的画卷。STEM教育的四种学习形式。探究式的学习:问题、假设、证据和论证。设计式学习：设计、制作、评价和交流。体验式学习：概念学习、具体实验、观察和反思、抽象概念的形成。试误式的学习;尝试、试误、再尝试，进而得出正确的结论。所以说STEM教育是科学、技术、工程、数学多学科的融合课程，是一门创新课程。
二、STEM教育是一门综合实践课程
特级教师李健老师认为：STEM教育是一门综合实践课程。在课堂教学中，要以实验为基础，通过具体的实验，来得出正确的结论：我们来看几个具体的实验。第一个实验：尿不湿吸水的实验，一块尿不湿最多能够吸收多少杯水，在实验前让学生作出假设，学生的回答是五花八门的，回答两杯、三杯、五杯、八杯的都有。实验后，学生明白了一块尿不湿它的极限容量是六杯水，这个结果完全超出了我们的想象，这个实验同时告诉我们：1.方法很重要，要缓慢注入，等待吸收，再注入、再吸收。2.小组合作学习，不是一个人忙，一个人做，其他同学观看，而是通力合作完成、是团队精神的体现。3.还可以让学生明白这样的一个道理：“学习是快乐的，但学习并不是轻松的”。
第二个实验：是在西南大学唐小为副教授的《STEM教育的项目式学习》课中完成的。在学习中，我们组源于攻城战斗的需要，设计制作了一个叫“抛石机”的攻城机械，在各组最后的效果实验中，我们落败了。在课后的反思中，我们组的设计存在三个问题：1.考虑了太多的实际问题，如控制经费的问题，真实的抛石机等，其它组可能只是考虑射程和效果等。说明我们的工程设计思路出现了一定的偏差。2.在抛杆的设计上长度不够，只考虑了机械美观而没有考虑到射程的问题。3.抛石机的动力（橡皮筋）设计的位置存在问题，导致动力不足、射程不远。这些问题，在今后的实践中，可以得到改进。说明设计、制作、实践、反思。循环反复，是能够设计和制作出符合要求的工程机械来的。
在巴川中学高级教师刘松老师的带领下，每个学员完成了三个科技小制作，付出了劳动，但获得了制作成功的喜悦。
三、在科学课程中引导学生完成工程设计任务
全体学员到重庆市大渡口区实验小学听了高级教师陈静老师的示范课《建高塔》。陈老师出示了本堂课的学习目标任务：1.高塔都有一些什么共同的特点？2.塔身的结构是什么？3.高塔屹立不倒的秘密是什么？通过师生对话，小组讨论。各个小组在8分钟的时间里完成了本组的高塔设计任务。陈老师要求第三组的同学到讲台上讲述他们组的设计思路，其他组的同学听完后，纷纷提出质疑的地方，三组的同学作出了相应的解释。通过质疑和对话，相信在接下来的第二节课里，孩子们的设计会更为合理，设计会更为完善。本堂课学生的主体作用明显，老师的引导作用非常到位。
四、5G时代与AI赋能信息革命
从1G到今天的5G时代的到来，在近40年的时间里，我国从一个落后的信息国家到今天的5G时代的先行者。以华为、海思、科大讯飞、中兴等民族企业为代表的高新公司，高擎5G的旗帜，领先于世界。今天，华为公司5G的专利数量占三分之一，中国（华为）5G，领先世界。5G的优点是：高速度、泛在网、低功耗、低时延。5G时代与AI赋能信息革命，乔布斯之问：“计算机几乎改变了整个世界，为什么对教育的影响甚微喃”? 党的十九大以来，我国教育事业的信息化发展令世界瞩目，《教育信息化2.0行动计划》、《中国教育现代化2035》等文件政策的出台，更是将教育信息化、现代化提升到国家战略层面的高度，而5G技术的日渐成熟，则为教育＋科技的深度融合带来了新的发展空间。慧学梦，未来教育新范式。重庆29中罗化瑜老师认为慧学的特征是：1.发生在智慧的学习环境中；2.学习者以自我为中心；智能工具促进智慧学习；4.增强学习者的学习能力。未来已来，你会慧学了吗？
五、思维型教学理论的构建：
重庆市教育科学研究院的研究员邵发仙老师认为：对儿童来讲：关心儿童大脑发育比关心身体更重要。思维型教学理论的构建：做中学—做中思维—做中验证。其基本原理是：创设情境、提出问题、自主探究、合作交流、总结反思、应用迁移。学思维、学探究、学创新。小学科学课堂上学生思维的互动是非常重要的，要突出学生的主体地位，动手与动脑相结合。要重视科学课堂上学生与学生、老师与学生的对话，从对话中找出学生反馈出的问题来，因材施教，培养学生的创新思维，研究表明：小学生的创新思维比中学生的创新思维能力强，因此，我们要有意识地发展小学生的创新思维能力。
一个星期的学习，我们真切的体验了STEM的教学，从现场观摩到亲自动手，从创设情境、提出任务、理解分析、设计方案、制作完成到成果交流，课堂教学要关注学生、关注过程 、关注生成。STEM教育融入科学、技术、工程和数学，是一门综合性的实践课程。在本文结束之际，借用罗老师的一句话作结束语：“未来已来，你会慧学了吗？”
（作者：珙县珙泉镇中心学校  张学强）

（编辑：牟学梅  责任编辑：周晓峰）