基于STEM教育思想

楊斌元

摘 要：STEM是科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）和數(shù)學(xué)（Mathematics）這四門學(xué)科的簡稱，STEM教育就是科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)的交叉融合教育?；赟TEM思想下的小學(xué)科學(xué)教學(xué)，是一種橫跨多個學(xué)科領(lǐng)域的注重培養(yǎng)小學(xué)生知識應(yīng)用的綜合教育。

關(guān)鍵詞：STEM教育思想；科學(xué)教學(xué)；信息技術(shù)；生活教育；社會教育

21世紀(jì)以來，科學(xué)與技術(shù)進(jìn)入了有史以來發(fā)展最快的歷史時期。美國總統(tǒng)布什在《美國競爭力計(jì)劃》中首次提出了知識經(jīng)濟(jì)時代教育目標(biāo)主要是培養(yǎng)具有STEM素養(yǎng)的人才，從此美國開始在STEM教育方面不斷地加大投入來鼓勵所有中小學(xué)生主修科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)。近幾年我國的大中小學(xué)的學(xué)科教育中也越來越重視學(xué)科知識間的聯(lián)系和融合。結(jié)合在2016年年初國務(wù)院剛剛修訂頒布的《全民科學(xué)素質(zhì)行動計(jì)劃綱要實(shí)施方案（2016—2020年）》中提到未來公民科學(xué)素養(yǎng)必須要達(dá)到的國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。我認(rèn)為要及早在我們小學(xué)科學(xué)教學(xué)中滲透STEM教育思想。

一、STEM教育思想要把科學(xué)教學(xué)和課外實(shí)踐教育融合運(yùn)用

小學(xué)科學(xué)課程是一門綜合性很強(qiáng)的基礎(chǔ)課程，它的核心是以培養(yǎng)小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)為宗旨的科學(xué)啟蒙課程，它涉及的知識面非常廣闊，涵蓋了生命科學(xué)、物質(zhì)科學(xué)、地球與環(huán)境科學(xué)、技術(shù)與設(shè)計(jì)等多方面的知識體系。如果從科學(xué)教育的大教育觀思想出發(fā)，就得在科學(xué)教學(xué)中要融合STEM教育思想。比如，在教科版科學(xué)六年級上冊中要講到“杠桿的科學(xué)”，課本只是提到了杠桿的基本原理與簡單應(yīng)用，但如果要拓展延伸，就會使學(xué)生知道許多生活工具，如筷子、扳手等許多生活用具都是應(yīng)用杠桿的基本原理設(shè)計(jì)出來的。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中滲透STEM教育思想，通過讓學(xué)生接觸一些科學(xué)基礎(chǔ)知識，以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)為基本點(diǎn)，也會有機(jī)地把學(xué)生的認(rèn)知態(tài)度與技術(shù)素養(yǎng)、工程素養(yǎng)、數(shù)學(xué)素養(yǎng)相互貫穿，讓學(xué)生經(jīng)過各種邏輯思維能力的訓(xùn)練，并且結(jié)合生活實(shí)踐教育有效地把STEM的教育思想與課外實(shí)踐活動融合起來。

二、STEM教育思想要把科學(xué)教學(xué)和信息技術(shù)教育融合運(yùn)用

信息時代的到來，以互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和微電子技術(shù)為基礎(chǔ)的全面深化運(yùn)用，已經(jīng)越來越深刻地影響著教育領(lǐng)域。同樣地在我們小學(xué)科學(xué)課程教學(xué)中，對于有些很難準(zhǔn)備好的材料，為了讓學(xué)生扎實(shí)地掌握就不得不借助網(wǎng)絡(luò)圖片和視頻來講解。不僅如此，更有甚者，如果遇到有些微觀科學(xué)知識和宏觀科學(xué)知識就必須要依賴于信息技術(shù)手段和教學(xué)一體機(jī)設(shè)備來輔助完成教學(xué)。就如：小學(xué)科學(xué)課中涉及的空氣熱脹冷縮實(shí)驗(yàn)中微粒運(yùn)動的模擬實(shí)驗(yàn)，還有地震和火山的爆發(fā)，宇宙中的天體運(yùn)動實(shí)驗(yàn)等。很顯然，這些知識沒有辦法用實(shí)驗(yàn)操作完成，就必須要用電腦軟件制作的視頻來完成教學(xué)。借助資源豐富的網(wǎng)絡(luò)平臺，再把STEM教育思想融合滲透，就會把相關(guān)的科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)的知識都融入進(jìn)去。通過學(xué)習(xí)使學(xué)生了解到現(xiàn)代科學(xué)界的許多重大發(fā)現(xiàn)都是借助于信息技術(shù)才有所突破的。STEM教育思想把信息技術(shù)與小學(xué)科學(xué)教學(xué)相融合，促使科學(xué)教學(xué)的效果出現(xiàn)了前所未有的新氣象。

三、STEM教育思想要把科學(xué)教學(xué)聯(lián)系生活教育和社會教育融合運(yùn)用

小學(xué)科學(xué)教學(xué)中所學(xué)的所有科學(xué)知識都緊密地與生活教育和社會教育相聯(lián)系。自然科學(xué)中的許多重大發(fā)現(xiàn)和發(fā)明都是從生活教育中應(yīng)運(yùn)而生的。牛頓通過觀察蘋果落地創(chuàng)立了萬有引力定律，瓦特通過觀察熱水茶壺的跳動發(fā)明了蒸汽機(jī)。在小學(xué)科學(xué)課中學(xué)習(xí)熱脹冷縮的現(xiàn)象時，學(xué)生就會列舉出很多生活當(dāng)中的實(shí)例，從而使學(xué)生認(rèn)識到熱脹冷縮在生活應(yīng)用中既有它的好處也有它的壞處。由此可見，最基本的科學(xué)原理卻在STEM思想的引領(lǐng)下拓展出很多應(yīng)用實(shí)例。所以科學(xué)離不開生活，生活離不開科學(xué)，在STEM思想融合下的小學(xué)科學(xué)教學(xué)必須要時時刻刻聯(lián)系生活教育。不僅這些，科學(xué)在推動社會發(fā)展中發(fā)揮的作用也是有目共睹的，比如，小學(xué)六年級科學(xué)課本中學(xué)習(xí)了“生物的多樣性”就可以從保護(hù)環(huán)境和保護(hù)生態(tài)平衡的角度進(jìn)行講授，從而使學(xué)生認(rèn)識到人類為什么要保護(hù)各種各樣的生物，保護(hù)生物就是保護(hù)我們?nèi)祟愖约嘿囈陨娴沫h(huán)境。如果再應(yīng)用STEM教育，就會使學(xué)生進(jìn)一步深刻體會到為了保護(hù)生物我們就應(yīng)該通過先進(jìn)科學(xué)技術(shù)為動物生存創(chuàng)造環(huán)境。可見STEM教育與我們息息相關(guān)。學(xué)習(xí)科學(xué)知識就必須把STEM教育思想與社會教育相融合。

基于STEM教育思想下的小學(xué)科學(xué)教學(xué)，它將是一種橫跨多個領(lǐng)域的注重應(yīng)用型綜合教育，它不同于傳統(tǒng)的僅僅以追求結(jié)果的教學(xué)方式，而是對師生的教和學(xué)從多個維度去衡量，促使學(xué)生積極地投入研究性的學(xué)習(xí)當(dāng)中。以小學(xué)科學(xué)課程為載體，借助于信息技術(shù)手段，緊緊聯(lián)系生活教育和社會教育的實(shí)際情況，有力地促進(jìn)了學(xué)生學(xué)習(xí)方式的大變革。學(xué)生的觀察視野將會更加開闊，綜合素養(yǎng)很快地得到提升。在小學(xué)科學(xué)課中引入STEM教育思想已勢在必行。在STEM教育思想的滲透作用下，只要我們有效地把科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)等學(xué)科教育思想融合在一起，引導(dǎo)學(xué)生從生活實(shí)際出發(fā)，就一定會提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)和綜合能力。

注：本文系甘肅省2017年省級立項(xiàng)課題“基于STEM教育思想在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的融合運(yùn)用策略研究”階段性研究成果，課題立項(xiàng)編號GS[2017]GHB2124。

編輯 謝尾合