論STEM教育在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中綜合素養(yǎng)的培養(yǎng)

【摘要】2017年2月教育部正式印發(fā)《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》，課標(biāo)里的課程內(nèi)容新增了技術(shù)與工程內(nèi)容，在實施建議部分，也明確提及學(xué)科關(guān)聯(lián)建議。其中言明STEM是一種以項目學(xué)習(xí)、問題解決為導(dǎo)向的課程組織方式 ，它將科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)有機地融為一體。本文就從這四個方面來闡述STEM教育在小學(xué)科學(xué)新課標(biāo)實施過程中綜合素養(yǎng)的培養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn) STEM教育 綜合素養(yǎng)

【中圖分類號】G623.9 【文獻標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）32-0144-02

2017年2月教育部正式印發(fā)《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》，課程內(nèi)容方面增加了技術(shù)與工程領(lǐng)域，對技術(shù)和工程學(xué)及社會與環(huán)境方面責(zé)任認(rèn)知的培養(yǎng)有了新的要求。在教學(xué)建議方面則倡導(dǎo)跨學(xué)科學(xué)習(xí)方式：科學(xué)、技術(shù)、工程與數(shù)學(xué)，即STEM，是一種以項目學(xué)習(xí)、問題解決為導(dǎo)向的課程組織方式，它將科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)有機地融為一體，有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

STEM 教育的出現(xiàn)源于美國對科技人才缺失的反思。他們試圖通過STEM 教育使中小學(xué)生具有STEM 素養(yǎng)，為他們有志于從事科技創(chuàng)新，具備科技創(chuàng)新素養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。因此，世界各國把STEM 都提高到國家戰(zhàn)略的地位，開始積極推動和實施STEM 教育。同樣，我國也把STEM 教育放入小學(xué)科學(xué)課程的實施建議之中。

小學(xué)科學(xué)課程是一門基礎(chǔ)性課程，新課標(biāo)指出：早期的科學(xué)教育對一個人的科學(xué)素養(yǎng)的形成具有十分重要的作用。STEM 教育的優(yōu)勢在于它培養(yǎng)學(xué)生的綜合性素養(yǎng)。STEM 教育在內(nèi)容上，通過運用科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)四個學(xué)科的知識，綜合形成學(xué)生的STEM 素養(yǎng)。

一、科學(xué)素養(yǎng)

科學(xué)素養(yǎng)是旨在使學(xué)生掌握科學(xué)知識、科學(xué)規(guī)律，形成科學(xué)精神。例如，小學(xué)科學(xué)四年級下冊第二單元“新的生命”，STEM 讓學(xué)生初步了解植物體和動物體的主要組成部分，同時建立起生命體、生命周期、繁殖的科學(xué)知識概念，知道動物和植物都能產(chǎn)生后代，使其世代相傳，物種得以延續(xù)的科學(xué)規(guī)律。STEM 通過種子發(fā)芽和青蛙卵孵化等科學(xué)觀察日記培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真細致、堅持觀察的科學(xué)態(tài)度，還培養(yǎng)學(xué)生能根據(jù)有關(guān)特征對生物進行簡單分類的科學(xué)分析能力。

二、技術(shù)素養(yǎng)

技術(shù)素養(yǎng)指向?qū)W生掌握、運用、評價和發(fā)明技術(shù)的能力。例如，小學(xué)科學(xué)五年級上冊第四單元“運動和力”，學(xué)生通過學(xué)習(xí)了解物質(zhì)的基本性質(zhì)和基本運動形式，通過實踐運用認(rèn)識拉力、重力、彈力、反沖力和摩擦力，知道了物體的運動、力的作用。課標(biāo)指出：物質(zhì)世界這部分應(yīng)該充分體現(xiàn)與技術(shù)的關(guān)系。STEM 引導(dǎo)學(xué)生探究運動和力的科學(xué)概念時，還注意進行技術(shù)教育：按要求組裝實驗器材（掌握）、尋找自行車上好的設(shè)計（運用、評價）、設(shè)計制作小賽車（發(fā)明）。

三、工程素養(yǎng)

工程素養(yǎng)指對技術(shù)的工程設(shè)計與開發(fā)過程的理解、技術(shù)的評價與反思。課標(biāo)指出，要讓學(xué)生知道人工世界是設(shè)計和制造出來的；意識到使用工具可以更加精確、便利、快捷；知道設(shè)計包括一系列步驟，完成一項工程設(shè)計需要分工與合作，需要考慮很多因素，任何設(shè)計都受到一定的條件制約。例如，小學(xué)科學(xué)六年級上冊第一單元“工具和機械”，STEM 將準(zhǔn)備豐富的實驗材料使學(xué)生有機會對各種簡單機械杠桿、滑輪、輪軸、斜面進行實驗，給學(xué)生創(chuàng)造實踐的機會，包括設(shè)計和制作一些簡單裝置，并對其進行觀察和加以解釋。STEM引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識機械的各個部位，比如說，常見的交通工具自行車，了解他們各自的功用，嘗試著解決生活中的實際問題。

四、數(shù)學(xué)素養(yǎng)

無論是科學(xué)、技術(shù)和工程都離不開數(shù)學(xué)，數(shù)學(xué)是掌握科學(xué)、技術(shù)和工程設(shè)計的工具。在這個意義上，數(shù)學(xué)素養(yǎng)是根基。它要求學(xué)生掌握數(shù)學(xué)知識、數(shù)學(xué)定理，能夠進行數(shù)學(xué)運算，具有數(shù)學(xué)推算的能力。例如，四年級《天氣日歷》中天氣變化的記錄，以及用氣溫記錄繪制氣溫柱狀圖。五年級《擺的研究》要記錄15秒內(nèi)擺的擺動次數(shù)，還要計算其平均值。六年級《形狀與抗彎曲能力》需要比較各種形狀所承受回形針的數(shù)量多少，來得出抗彎曲能力最強的形狀。

小學(xué)科學(xué)中長周期的觀察活動和工程技術(shù)類活動，對于提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)具有非常重要的意義。因此，教師充分挖掘教材內(nèi)外的相關(guān)內(nèi)容和資源，引導(dǎo)學(xué)生參與實踐活動，讓學(xué)生體驗“實踐”的快樂，愛上動手尤為重要。STEM 教育是知識、方法、技能、能力、態(tài)度等多元素的綜合。沒有科學(xué)知識為基礎(chǔ)就不會有技術(shù)的創(chuàng)新。技術(shù)的創(chuàng)新沒有態(tài)度和情感的引導(dǎo)，缺少創(chuàng)新的動力和創(chuàng)新的價值。所以，STEM 素養(yǎng)既不單指知識，也不單指創(chuàng)新能力，而是知識、技能、能力、情感等因素的綜合。此理念正符合小學(xué)科學(xué)課標(biāo)里課程目標(biāo)的內(nèi)容。

作者簡介：

余婷（1979年9月-），女，漢族，湖南長沙人，本科，小學(xué)二級教師，研究方向：小學(xué)科學(xué)教學(xué)實踐。