【新年干货】《轮子》帮你梳理STEM教学框架
日前，嘉兴市实验小学吴建伟老师的《轮子》滚到了国内五所小学的科学课堂。这节《轮子》是吴老师从2013年至今在STEM教育领域对课程开发设计深入研究的突出成果之一。这堂课有别于传统的知识授受式课堂，它联系实际、突出学生的主动实践，课堂有趣生动。这是吴老师根据美国STEM教育理念对中国小学科学课堂所做的改革创新。
STEM教育是科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、数学（Mathematics）教育的统称，倡导“以设计和探索为手段，运用科学与数学的思想，通过应用技术手段，在解决实际问题中进行知识学习”的教学模式，旨在提升学生解决实际问题的综合能力和跨学科的思维能力。
当今世界已是科技主宰的世界，传统教育没有顺应这种大势，吴老师认为现在的教育必须要围绕这种大势，进行课程改革、教材创新。通过STEM教育，让学生掌握系统的STEM素养，则是其中的重要组成部分。这是我国小学科学课堂值得学习的地方，所以他积极投身其中，自主设计了多节融合STEM教育理念的课程，历经多次试讲，持续改进，走向了全国多所小学课堂，《轮子》一课尤受欢迎。
下面以《轮子》为例，分析STEM教学模式。在《轮子》课例中，首先以现实问题为引入，即要求学生估测上课地点舞台周长。在学生回答后，提供工具测距轮，请一学生动手测量。由于工具的有限性，从而鼓励学生自己动手制作，把学生带入到解决实际问题的情境中。确定任务之后，给学生提供大量背景素材，通过对比古往今来多种轮子，观察轮子结构和材料的细节，形成对轮子的认识，获得制作前的背景知识。当学生具备一定经验后，课堂进入解决问题环节，教师给学生定义工程问题：用到的材料（超轻粘土、竹签、牙签、卷尺）、轮子的周长（不小于60cm）、怎样检验设计作品（在斜坡上滚动）；怎样判断设计是否成功（轮子滚动的距离远近）。然后进入工程设计的环节，学生小组合作讨论，设计轮子模型，画出图纸，标明规格、材料。确定设计方案后，小组成员分工制作，测试作品，反复改进。工程结束后，每组进行交流分享，小组代表介绍组内分工情况、设计过程中的困难以及克服方法、从失败与成功中学到的经验以及如何改进。
这便是STEM课程的教学模式，融合S、T、E、M四个要素，S指科学概念、基础，T指操作、工具、材料、动手能力，E指分析问题、设计方案、建模、测试等解决问题的过程，M指数学和计算思维、数据解读与分析；以工程设计为主导，依据主题和目标，明确需要完成的工程问题是什么；关注现实问题，注重在情境中学习，思考创设怎样的现实情境；以学生为中心—主动实践，充分了解学生的基础，有哪些前概念，缺乏哪些技能，如何指导实践；团队合作参与，考虑如何分组、如何分工、如何讨论、如何记录、如何展示；结果开放，允许多个正确答案。
在STEM课堂中教师的角色就是引入工程中运用的原理，在学生操作中提供支持、兼顾全部学生表现、给予过程评价，以及整合学科知识、学生观点、学生总结。吴建伟老师积极继承红船精神，多年来坚持课程开发，发扬创新精神，“我希望能够通过课程的完善，来帮助每一位学生找到自己、唤醒自己，成为自己！”
《轮子》课堂播放网址：https://v.qq.com/x/page/u0537jglk2m.html
《轮子》学与导设计：https://m.umu.cn/session/article?surl=xBG961c2&comment_id=0
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