谢爱华 郑敏

将STEM科技创新活动融入到课程中，是在农村开展STEM科技创新活动的有效途径。这要求科技辅导员引导学生关注实际生活，留心观察身边的自然现象和社会生活。

以农村地区常见常用的农谚、气象谚语中的科学原理为载体，结合科学学科教学，开展项目式STEM科技创新实践活动，符合农村青少年科技活动的基本情况。将STEM课程实施融入到学科教学中，对科学课程进行一定的调整和优化，可以帮助学生在生活中学习科学知识，提升其探究能力、创新能力，体验STEM创新活动带来的快乐。

基于学科教学的农村STEM科技创新活动课程的实施

提出问题——基于学科教学引发思考

科学课本和语文课本中都有一些关于天气现象的谚语，如“朝霞不出门，晚霞行千里”“鸡宿早，天必晴;鸡宿迟，天必雨”，学生自然会产生疑问，朝霞、晚霞与天气有什么关系？天气是晴是雨跟鸡又有什么关系？

通过调查和了解就会发现，如“久晴大雾必阴，久雨大雾必晴”“燕子低飞蛇过道，大雨马上就来到”“河里鱼跳，风雨之兆”“鱼浮头有雨”“鱼鳞天，无雨风也颠”“乌云接落日，不落今日落明日”“蜘蛛结网，久雨必晴”“蚯蚓路上爬，雨水乱如麻”“疮疤痒，雨声响;筋骨痛，雨打河”等这些读起来朗朗上口的谚语作为一种文化传承已深入学生的生活，农村的孩子对它们耳熟能详，且谚语中描述的这些现象也是在农村生活的孩子常见的现象，只要他们稍加观察，就可以发现和掌握。

因此根据语文、科学学科教学基本内容，增加STEM科技实践活动相关要求，可以开发设计“气象谚语中的科学”这一科技创新实践活动。

设计方案——充分发挥学生的主体作用

根据师生讨论，确定活动内容，探究活动内容涵盖了4方面。一是科学知识学习，包括天气预报常识、气象灾害、气象谚语的历史、中国气象谚语的特点、人类干扰活动、气候变化对气象谚语预报天气的影响，以及天气和人类、动植物的关系等。二是技能训练，包括科学研究的问卷调查法、访谈法、文献资料查询方法，以及观察法、实验法、气象观测法等。三是調查统计和分析，包括开展气象谚语的收集、筛选、分类、观察、实验验证。四是创意物化，包括创作气象谚语，讲气象谚语故事，设计制作与气象有关的云图或进行气象观测创意编程，拍摄与气象谚语有关的科学影像作品，用科学影像的方式呈现气象谚语中的科学原理。

根据学生的兴趣爱好，结合其自身特点，选择感兴趣的观察研究方向并确定活动内容，成立了风云小组、蚂蚁（动物）小组、含羞草（植物）小组、石头（非生物）小组、关节（人体感受）小组、节气时令小组，制订了研究方案。

学习气象科学知识——在实践和实验中探秘科学

在学习活动过程中会涉及到很多概念抽象、内容枯燥的气象专业术语，容易使学生丧失学习兴趣和探究欲望，因此在设计学习活动时，要注意在实践观测和实验中让学生了解气象专业术语，尽量关注趣味性与生活化，做到人文关怀与直观感受相辅相成、理性思辨与儿童趣味互为助益，在帮助学生持续保持学习兴趣和探究热情的同时，学习到其认识水平内的气象知识。

在实践中学习

将学生带到气象观测站，在实践中学习气象预报的制作方法，认识云图、厄尔尼诺、寒潮、季风、大气层等气象科学知识和气象观测方法。

在实验中学习利用“玩转科学——天气探秘STEM”天气科学实验系列，通过“观察现象提出问题给出假设进行实验得出结论”的过程进行天气探秘科学实验。在STEM创新活动开展过程中，让学生了解四季变化，认识二十四节气;学会用符号和文字记录天气;学习温度的测量，认识霜露的形成及其科学原理;学会观察动植物预报天气的科学原理;了解云、雾、雨的形成，学习凝结核等气象专业术语，了解云的秘密，学会观察云及云预报天气的科学原理;通过大气压的实验了解大气压、等压线、天气图等气象科学知识;认识风的形成，了解风速、风向及风对天气变化的影响;了解空气温度和相对湿度、体感温度，学会简单天气预报的记录和制作等。

收集整理气象谚语——在收集整理中学会统计分析

学生通过家中亲友、图书馆、电视、广播和互联网、语文书等多种途径收集和整理，共收集到气象谚语826条。统计整理出小学语文教材中谚语299条，其中气象谚语68条，农业谚语16条。并根据看云识天、看风识天、看光象识天、看物象识天、节气时令识天等类别，以自己的方式进行气象谚语分类。

观察验证气象谚语——实践STEM创新活动项目研究的过程

在搜集整理气象谚语的过程中，学生发现气象谚语有其优缺点。优点在于能便捷地帮助人们估测常见的天气和气候趋势，安排好生产生活，而且言简意赅、朗朗上口，具有浓厚的民间文学色彩。缺点则是多数气象谚语是人们观察当地气象的经验总结，仅适用于局地小范围。这类气象谚语是否正确，是否可以推广到其他地区，以及可以推广到哪些地区，可以做怎样的修改和创新使其更准确客观，对于这些问题，鼓励学生选择自己喜欢的气象谚语进行观察和实验验证，并对气象谚语所包含的科学道理进行观察和实验，体验STEM创新活动项目研究的过程。

创意物化——体验STEM创新活动把创新思维形成物化成果的魅力

科学艺术科学的美与艺术的美可以完美地结合。在这一活动中，科技辅导员鼓励学生发挥自己的创造力，用艺术形式生动形象地表达气象谚语，比如绘制甲骨文气象伞。

有些学生在学习凝霜结露的知识和进行科学实验的时候，了解到对于靠飞翔生存的昆虫来说，露水实在是讨厌的家伙，因为全身的露水足以重到让蝴蝶飞不起来，它们只能静静等待阳光把一身露水晒干。由此科技辅导员引导学生根据露水的气象科学原理和昆虫的特点，创作了科学影像脚本《早起的鸟儿有虫吃》，并拍摄制作成科学DV。

有些学生在了解了雷雨天气的危害以后，根据雷雨的气象科学原理和物理学原理，创作拍摄了科学微电影《雷雨天打伞之争》，并获得了第10届全国青少年科学影像节三等奖。

创意编程一些有人工智能学习背景的学生根据气温和湿度基于Arduino开源硬件，用Scratch 3.0编程软件设计制作了独居老人家用智能监测仪，集监测温湿度、空气质量、燃气泄漏于一体，实现语音播报，提醒人们及时开窗通风，为防疫作出自己的贡献，该作品获得第41届湖南省青少年科技创新大赛优秀创新成果一等奖。

研究小论文科技辅导员要求学生通过观察、调查、实验撰写观察日记和科学实验报告。有些学生把这些材料进行总结提升，形成了气象谚语研究小论文。如部分同学通过调查访问、查阅文献资料等方法撰写的研究论文《今年八月丹桂不飄香》获得第41届湖南省青少年科技创新大赛优秀创新成果二等奖。

生活应用——培养孩子们的担当与责任

有些学生在收集气象谚语的同时还收获了不少气象谚语故事。科技辅导员鼓励他们把气象谚语故事向家长、同学宣讲，传扬优秀的气象传统文化。

有些学生通过观察和查找资料发现：以前气象谚语的准确性比现在高，近些年来明显的气候反常现象使许多气象谚语不再准确了。面对气候变化，他们主动承担起作为地球小主人应尽的责任，在家长的带领下植树造林，宣传植树造林、护绿、节水等知识，用绿色出行、节水、节电等实际行动应对气候变化。

为期1年的活动结束后，参与活动的学生从多个角度收获了成果。他们在体验日记中写到：“通过此次活动，我觉得做调查很快乐，可以探索新知，而且通过活动，我充分认识到‘实践出真知的真谛，更能切身体会气象谚语的真正含义，不是简单的背诵，或者纸上谈兵。最重要的是这次活动的参与过程让我们体会到科学的严谨性，所有的步骤和内容都要经过精密设计和推敲，所有的成果都是持之以恒的、无数次的劳动积累而来，实在是太不容易了。这让我由衷地尊敬科学家和研究者。”“通过此次科技实践活动，我们体会到气象谚语虽然不是现代科学的产物，但绝大多数气象谚语是相当准确的，是中国人民长年累月积累下的经典，是老祖宗的智慧，是中国优秀传统文化的一部分，加深了我对中国传统文化特别是气象谚语文化的理解和热爱，激励着我们传承老祖宗的智慧，把气象谚语文化发扬光大。我们还认识到生活处处皆学问，我们要做生活的有心人，多观察，勤思考，为祖国文化写下新的篇章。我们应该真正地多亲近大自然，去探寻，去发现，了解气象知识，预测天气变化。”

基于学科教学的农村STEM科技创新活动课程实施的感悟

“气象谚语中的科学”科技实践活动将语文、科学学科教育和气象科普教育、全球气候变化相融合，涵盖了语文、科学、数学、地理、美术、计算机等多个学科，将STEM教育理念融入学习活动，将科学思维和哲学辩证思想融入学习实践，在活动中培养了学生的创新思维和实践能力，传承了中华民族的优秀传统文化，提升了学生的民族文化自信。学生在实践中学习了学科知识，体验了STEM科技创新活动带来的快乐，感受和体会了科学家精神。这是生活润物细无声的教育，也是STEM科技创新活动课程的魅力。

在农村开展STEM科技创新活动，并不是什么遥不可及的事情。只要科技辅导员能够用心观察与发现，无论是大自然还是生活，学科教学都会给我们提供源源不断的灵感。科技辅导员通过自身创新思维开发，设计适合农村学生开展的STEM科技创新活动课程内容，既有利于学生综合素质的提高，也有利于学科教学质量和自身素质的提升。