STEM教育理念在小學(xué)科學(xué)中的應(yīng)用

江蘇省南京市南灣營(yíng)小學(xué) 馬小育

眾所周知，現(xiàn)在人類所處的狀況要求我們要不斷發(fā)展科技，應(yīng)對(duì)全球資源逐漸減少等問(wèn)題。人們?cè)谄綍r(shí)生活中也發(fā)現(xiàn)科技越來(lái)越重要了，只有科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)等領(lǐng)域不斷發(fā)展，我們才能夠解開(kāi)更多未解之謎。這就要求人類去了解更多的科學(xué)知識(shí)，至少能夠自如地生存在這個(gè)科技不斷發(fā)展的世界中。隨著世界不斷發(fā)展，越來(lái)越多的科技難題也伴隨著出現(xiàn)，但是任何科學(xué)問(wèn)題的解決都離不開(kāi)科學(xué)、技術(shù)、數(shù)學(xué)和工程學(xué)的結(jié)合。綜上所述，將STEM教育理念完美地運(yùn)用在小學(xué)教學(xué)上可以帶給學(xué)生更多科學(xué)知識(shí)，而怎么樣將STEM教育理念運(yùn)用在課堂上則需要教師進(jìn)一步去分析研究。

一、關(guān)于STEM教育理念

1.STEM教育理念的含義。STEM教育理念出現(xiàn)于1986年，STEM是科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineer-ing）、數(shù)學(xué)（Mathematics）四門學(xué)科英文首字母的縮寫，這種理念里面包含了四門學(xué)科知識(shí)。其中科學(xué)是指對(duì)科學(xué)知識(shí)有一定的解釋，了解自然規(guī)律。技術(shù)和工程是指在了解自然規(guī)律的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造自然的活動(dòng)，讓人類社會(huì)發(fā)展中的難題可以得到解決，讓人類社會(huì)變得更加先進(jìn)。而學(xué)好數(shù)學(xué)則是運(yùn)用技術(shù)和工程的知識(shí)儲(chǔ)備過(guò)程。

2.STEM教育理念的重點(diǎn)。STEM教育理念在學(xué)生教育問(wèn)題上有四個(gè)方面的理念：一是提高科學(xué)素養(yǎng)，即讓（上接34頁(yè)）學(xué)生學(xué)會(huì)科學(xué)知識(shí)，并知道如何把科學(xué)知識(shí)運(yùn)用到理解自然界的規(guī)律中去；第二個(gè)方面是提高技術(shù)素養(yǎng)，也就是指學(xué)生的使用、管理、理解和評(píng)價(jià)技術(shù)這四方面的能力；三是提高工程素養(yǎng)，即把相關(guān)知識(shí)傳授給學(xué)生，讓學(xué)生盡最大的努力了解技術(shù)工程的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)過(guò)程；最后是提高數(shù)學(xué)素養(yǎng)，也是最基礎(chǔ)的一個(gè)方面，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)、表達(dá)、解釋和解決多種情境下的數(shù)學(xué)問(wèn)題的能力。

3.在小學(xué)科學(xué)課堂上開(kāi)展STEM教育的作用

（1）STEM教育有利于激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)的興趣。將STEM教育運(yùn)用在小學(xué)科學(xué)課堂上，可以讓學(xué)生了解科學(xué)知識(shí)，提高他們學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)的興趣。教師在教學(xué)過(guò)程中可以聯(lián)系實(shí)際生活，讓學(xué)生從生活中學(xué)習(xí)到科學(xué)知識(shí)，有意識(shí)地把這些科學(xué)知識(shí)運(yùn)用到現(xiàn)實(shí)生活中去，讓課堂內(nèi)容變得更有趣味，將學(xué)生學(xué)習(xí)積極性調(diào)動(dòng)起來(lái)，讓他們體會(huì)到科學(xué)課堂的樂(lè)趣，這樣會(huì)對(duì)以后的課堂教學(xué)有很大的幫助。

（2）STEM教育有助于培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題的能力。STEM教育是在課堂中將多門學(xué)科的知識(shí)結(jié)合起來(lái)，能夠在同一個(gè)問(wèn)題中，給學(xué)生傳授多方面的知識(shí)，這種理念可以很大地提高教學(xué)效率，保證學(xué)生的全面發(fā)展，為學(xué)生打造一個(gè)多彩的科學(xué)課堂。在小學(xué)科學(xué)課堂上，教師可以引導(dǎo)學(xué)生用科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)方面的知識(shí)來(lái)解決問(wèn)題，讓他們手腦并用，在實(shí)踐中探索科學(xué)知識(shí)的真正答案。這樣可以讓學(xué)生鍛煉自己的認(rèn)知能力、思維能力以及動(dòng)手能力，提高學(xué)生解決問(wèn)題的能力。

二、基于STEM理念的小學(xué)科學(xué)課程現(xiàn)狀

1.在小學(xué)科學(xué)課堂上開(kāi)展STEM教育的時(shí)候存在很多問(wèn)題

（1）缺少相關(guān)的課程資源。雖然國(guó)家在大力提倡STEM教育，但是傳播度還是不夠，很大一部分小學(xué)沒(méi)有使用這種方法，所以有些教師在備課時(shí)尋找教學(xué)資源就比較困難。有些教師可能已經(jīng)設(shè)計(jì)出相應(yīng)的教學(xué)計(jì)劃，但卻因?yàn)橘Y源短缺而沒(méi)辦法完全實(shí)施，導(dǎo)致教學(xué)質(zhì)量下降。

（2）教學(xué)形式單一。小學(xué)科學(xué)課程要求教師運(yùn)用多種教學(xué)方法來(lái)進(jìn)行教學(xué)，使課堂變得有趣生動(dòng)。但是現(xiàn)在小學(xué)科學(xué)的課堂教學(xué)模式十分單一，有很多教師是按照科學(xué)課本按部就班地進(jìn)行教學(xué)，這樣學(xué)生不僅接受不了太多科學(xué)知識(shí)，也會(huì)對(duì)科學(xué)課感到厭煩。雖然有些教師可能會(huì)在課上以視頻或者圖片的方式來(lái)向?qū)W生展示科學(xué)的魅力，但這是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。如果想要把科學(xué)課堂變得生動(dòng)有趣，就要充分利用STEM教學(xué)模式發(fā)展學(xué)生的能力。

（3）缺少教學(xué)案例的設(shè)計(jì)。很多教師在上課之前不會(huì)設(shè)計(jì)教學(xué)案例，這是一件非常嚴(yán)重的事情。如果教師可以設(shè)計(jì)出比較好的教學(xué)案例，那么對(duì)于課堂的質(zhì)量來(lái)說(shuō)會(huì)有一個(gè)很大的提升。教師以前可能沒(méi)有接觸過(guò)這種教學(xué)理念，所以不知道怎么樣來(lái)設(shè)計(jì)，這需要一個(gè)學(xué)習(xí)的過(guò)程，所以教師要不斷提高自己的專業(yè)知識(shí)，在科學(xué)課上以STEM教育理念為線索來(lái)設(shè)計(jì)教學(xué)案例，讓這種理念貫穿于整個(gè)課堂教學(xué)。

2.存在問(wèn)題的原因。（1）教師缺乏專業(yè)的培訓(xùn)。現(xiàn)在小學(xué)中普遍存在的現(xiàn)狀是沒(méi)有專業(yè)的科學(xué)老師，對(duì)科學(xué)知識(shí)的掌握沒(méi)有那么精準(zhǔn)，更不要說(shuō)準(zhǔn)確地運(yùn)用STEM教育理念。小學(xué)沒(méi)有接受過(guò)專業(yè)培訓(xùn)的科學(xué)教師，是因?yàn)楝F(xiàn)在小學(xué)對(duì)于科學(xué)這門課并不是十分重視。根據(jù)我國(guó)新課改計(jì)劃，要注重培養(yǎng)小學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，不斷提高科學(xué)課的質(zhì)量，鍛煉學(xué)生這方面的能力。

（2）檢測(cè)教學(xué)結(jié)果的方式單一。科學(xué)課檢驗(yàn)教學(xué)結(jié)果的方式是書面考試，這種方式是非常不適合科學(xué)課的?？茖W(xué)課注重學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力，僅憑試卷無(wú)法判斷學(xué)生是否熟練地掌握科學(xué)知識(shí)，并且這也是教師極度不負(fù)責(zé)任的一種體現(xiàn)。所以教師不能用試卷來(lái)檢測(cè)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，可以在上完課之后給學(xué)生布置一個(gè)實(shí)踐作業(yè)，比如學(xué)習(xí)完關(guān)于密度的知識(shí)后，讓學(xué)生課后自己做一個(gè)關(guān)于密度的小實(shí)驗(yàn)，讓家長(zhǎng)拍視頻發(fā)到微信群里，提高學(xué)生的積極性，要使檢測(cè)方法多元化，并滲透STEM理念。

三、小學(xué)科學(xué)教育教學(xué)融入STEM教育的策略

1.從實(shí)驗(yàn)入手，激發(fā)探究欲望。教師可以在科學(xué)課堂上多進(jìn)行一些實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)踐來(lái)學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)。實(shí)踐是一種非常有效的學(xué)習(xí)方法，可以讓學(xué)生在課堂上一直保持學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)他們探索的欲望。比如當(dāng)學(xué)習(xí)到氣壓這個(gè)科學(xué)知識(shí)時(shí)，教師可以準(zhǔn)備一個(gè)白雞蛋，還有一個(gè)瓶口略小的瓶子。在瓶中放一個(gè)點(diǎn)燃的酒精棉球，快速地把蛋放在瓶口上，觀察蛋因?yàn)闅鈮旱淖饔寐肫孔永?。這種簡(jiǎn)單又有趣的實(shí)驗(yàn)可以直觀地向?qū)W生展示科學(xué)知識(shí)的原理，讓學(xué)生提高學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)的自信心和興趣。

2.接觸生活，培養(yǎng)創(chuàng)新能力。很多科學(xué)知識(shí)是來(lái)源于生活的，教師可以運(yùn)用STEM教育理念，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)生活與自然中的科學(xué)知識(shí)。比如牛頓就是在蘋果樹(shù)下睡覺(jué)，被蘋果砸中發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力。在科學(xué)領(lǐng)域，這種從生活中發(fā)現(xiàn)了科學(xué)知識(shí)的事例數(shù)不勝數(shù)，教師可以多講一些這種小故事，這樣學(xué)生不僅會(huì)對(duì)科學(xué)課堂感興趣，還會(huì)在生活與自然中主動(dòng)探索科學(xué)知識(shí)。我國(guó)現(xiàn)在實(shí)行的素質(zhì)教育是以培養(yǎng)人為目的，注重學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力，所以教師需要把技術(shù)、工程與科學(xué)課程聯(lián)系起來(lái)，讓學(xué)生知道基礎(chǔ)知識(shí)的重要性，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。

3.整合學(xué)科，增強(qiáng)數(shù)學(xué)運(yùn)用。數(shù)學(xué)是進(jìn)行一切科學(xué)研究的基礎(chǔ)，小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)水平的提高離不開(kāi)數(shù)學(xué)知識(shí)的應(yīng)用。所以教師要在科學(xué)課堂上有方法有策略地運(yùn)用數(shù)學(xué)作業(yè)，幫助學(xué)生更好地學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)。比如在進(jìn)行測(cè)量水溫實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，溫度計(jì)上的刻度可能沒(méi)有這么精確，這個(gè)時(shí)候教師要讓學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)課堂上學(xué)到的估算的方法來(lái)進(jìn)行估計(jì)。

現(xiàn)在全世界都非常重視STEM的教學(xué)，中國(guó)是這個(gè)領(lǐng)域的領(lǐng)先者，中國(guó)百分之六十的學(xué)士學(xué)位都授予給科學(xué)和工程專業(yè)的學(xué)生。全世界的國(guó)家都日益重視科技和工程能力，這代表了一個(gè)國(guó)家綜合國(guó)力與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的強(qiáng)弱。小學(xué)作為培養(yǎng)新一代國(guó)家棟梁的基礎(chǔ)階段，要更加注重開(kāi)展STEM教育。