STEM教育與小學(xué)科學(xué)課程資源整合的必要性

任雯

如今，人類需求與全球資源矛盾越來越激烈，對新科技的依賴程度逐漸增高。在這樣的大背景下，世界各國積極尋找先進(jìn)的教育方式，爭取培養(yǎng)出更多的綜合性人才，改變?nèi)祟惻c資源之間的矛盾。面對這樣的挑戰(zhàn)，我國基礎(chǔ)教育需要進(jìn)行深入改革，從娃娃階段開展STEM教育，強化學(xué)生對知識的運用能力，引導(dǎo)學(xué)生動手動腦學(xué)科學(xué)，從而培養(yǎng)起濃厚的科學(xué)興趣。

一、STEM教育理念

STEM教學(xué)是指以科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、數(shù)學(xué)（Mathematics）四個學(xué)科的基礎(chǔ)的綜合教學(xué)。每學(xué)期開設(shè)4到5個綜合性研究話題，利用四科知識處理遇到的各種問題。STEM教學(xué)理念注重對學(xué)生思維能力和操作能力的培養(yǎng)，更容易激發(fā)學(xué)生對科學(xué)和數(shù)學(xué)抽象學(xué)科的興趣。從STEM教育的成果看，學(xué)生可以在科學(xué)教材的基礎(chǔ)上，結(jié)合已經(jīng)學(xué)到的知識，利用各種設(shè)備開展多項實驗，進(jìn)行科學(xué)真理探索。

二、STEM教育背景下，科學(xué)課程改革的舉措措施

（1）從科學(xué)實驗入手，整合四科知識，增強探究性

小學(xué)科學(xué)教材從簡易的生活實驗入手，分析周邊的動植物、空氣、水源以及各種材料，為學(xué)生提供了廣闊的思考空間。教師可以立足于科學(xué)實驗，將相關(guān)的數(shù)學(xué)知識、工程和技術(shù)融入其中，進(jìn)行教學(xué)資源整合，幫助學(xué)生建立起系統(tǒng)性的研究思想。例如，在“過濾污水”的課題研究中，首先，教師明確“污水處理”話題，對話題需要的知識進(jìn)行簡單敘述，采用自然池塘的水、生活日常用品、活性炭等為試驗提供材料；然后，讓學(xué)生自制污水凈化處理器，利用塑料瓶、棉制衣服、紙巾、活性炭包、抹布等不同物質(zhì)進(jìn)行過濾，比較各種材料的凈化效果；最后，教師對學(xué)生的實驗進(jìn)行總結(jié)，拓展污水成分以及凈化污水采用的原理。在“試驗+講解”的模式下，學(xué)生會對污水處理產(chǎn)生深刻的印象，強化自身的環(huán)保意識，達(dá)到較好的教學(xué)效果。

（2）以科學(xué)故事為基，培養(yǎng)學(xué)生綜合學(xué)科知識思考問題的能力

小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)要求培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神，樹立遠(yuǎn)大的科研理想?？茖W(xué)教材中以科學(xué)家的具體事例為榜樣，引導(dǎo)學(xué)生開展科學(xué)實驗探究。然而，在教學(xué)活動中，教師過于注重對科學(xué)知識的講解，加強學(xué)生的應(yīng)試能力，對科學(xué)家的故事和科學(xué)知識的發(fā)展史講解不多，無法吸引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，降低了教學(xué)水平?；赟TEM教學(xué)理念，教師應(yīng)開展素質(zhì)教育，通過科學(xué)家發(fā)展真理的過程，為學(xué)生講解科學(xué)研究的意義，突出科學(xué)家的品質(zhì)，讓學(xué)生獲得感悟。例如，在“動植物繁衍后代”的教學(xué)過程中，教師以生物學(xué)家達(dá)爾文為例，向?qū)W生展示達(dá)爾文發(fā)現(xiàn)“進(jìn)化規(guī)律”的過程，讓學(xué)生體會科學(xué)的奧妙和研究的艱辛。又如，法拉第將電學(xué)和磁學(xué)知識結(jié)合在一起，開創(chuàng)了電磁學(xué)的大門，為人們的生活提供了極大的方便。

（3）學(xué)科整合，增強對數(shù)學(xué)知識的運用

數(shù)學(xué)知識是開展科學(xué)研究的基礎(chǔ)知識，將數(shù)學(xué)知識運用到科學(xué)教學(xué)中，增強學(xué)生對數(shù)學(xué)知識的運用能力。在教學(xué)中，學(xué)生對知識的用途認(rèn)知不明，常常按照公式進(jìn)行生搬硬套，進(jìn)而出現(xiàn)錯誤，科學(xué)課堂應(yīng)該針對學(xué)生的弱項進(jìn)行補救，讓學(xué)生在應(yīng)用中體會數(shù)學(xué)知識。例如，在“探究星體”的章節(jié)中，教師為學(xué)生講解不同類型的星體和運行方式以及星體之間的影響，如潮汐。在講解中，教師可以通過不同星球體積數(shù)值之間的對比，讓學(xué)生認(rèn)識到星體之間大小的差異。采用數(shù)學(xué)知識進(jìn)行簡單計算，既可以考察學(xué)生的數(shù)學(xué)能力，又可以完善科學(xué)的教學(xué)內(nèi)容，引發(fā)學(xué)生進(jìn)行更加深入的思考。又如，在“能量轉(zhuǎn)化”的章節(jié)中，教師按照實際生活對學(xué)校的耗電量進(jìn)行計算，讓學(xué)生體會節(jié)約用電的必要性。以上兩個例子是簡單整合，教師還可以讓學(xué)生開動腦筋進(jìn)行知識的探索，由已知的知識推出未知的知識。

（4）課堂聯(lián)系實際，拉近科學(xué)課程與現(xiàn)實的距離

小學(xué)科學(xué)教材中列舉了很多現(xiàn)實生活中的事物，但這些內(nèi)容多為引導(dǎo)部分，與教材知識的運用有著差距，降低了學(xué)生對科學(xué)知識實用性層面的認(rèn)知。因此，教師應(yīng)該將科學(xué)課程知識內(nèi)容與生活中的技術(shù)、工程進(jìn)行聯(lián)系，讓學(xué)生深入了解這些基礎(chǔ)知識的價值。例如，在“氣體力量”的課題中，教師可以舉出自行車胎、氣墊的生活實例，讓學(xué)生體會氣體的力量，讓學(xué)生進(jìn)行自行車打氣實驗，在打氣過程中深入感受氣體的內(nèi)在力量。課堂與實際生活的緊密聯(lián)系將為學(xué)生提供理解現(xiàn)實問題的新角度，不斷激發(fā)個人智慧，成為有創(chuàng)造力的人。

三、結(jié)語

STEM教育為小學(xué)科學(xué)教學(xué)提供了新的方向，更新了科學(xué)教學(xué)理念，增加了對學(xué)生創(chuàng)造和探究能力的培養(yǎng)力度，對學(xué)生的成長有著重大意義。雖然小學(xué)科學(xué)教學(xué)取得了長足的進(jìn)步，但還存在著改革創(chuàng)新的空間。教師應(yīng)根據(jù)教學(xué)實際，利用實驗、教材、課題等進(jìn)行知識綜合，不斷擴(kuò)展小學(xué)生的知識空間，形成立體式的知識結(jié)構(gòu)。

【作者單位：揚州市江都區(qū)國際學(xué)校江蘇】