STEM教育和小學(xué)科學(xué)課程整合路徑分析

王西

近年來，STEM教育開始在中國盛行，地方學(xué)校紛紛展開學(xué)習(xí)和實(shí)踐，積累了許多寶貴的經(jīng)驗(yàn)。與傳統(tǒng)教育方式相比，STEM教育在實(shí)踐教學(xué)中有了很大的改變，不論是課程選擇、材料準(zhǔn)備，還是教學(xué)方法等各方面，都能夠更好地提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。本文分析了STEM教育背景下小學(xué)科學(xué)課程的改革措施，總結(jié)了STEM教育背景下小學(xué)科學(xué)教學(xué)的新模式，以期為小學(xué)科學(xué)教學(xué)的理論發(fā)展提供參考意見。

STEM教育最早起源于美國，涉及科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)四個(gè)主題。STEM教育不是教育主題的簡單疊加，而是多學(xué)科的交叉融合形成的一個(gè)有機(jī)整體，其教育目的是為了更好地培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神。

一、STEM教育概述

STEM指的是科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)。四部分內(nèi)容通過集成來指導(dǎo)教學(xué)和學(xué)習(xí)。時(shí)代的發(fā)展帶動(dòng)了教育事業(yè)的發(fā)展，傳統(tǒng)的教育教學(xué)理念和觀念逐漸發(fā)生變化。如今倡導(dǎo)的是科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)四部分內(nèi)容相互補(bǔ)充，共同發(fā)展。STEM教育包括數(shù)學(xué)工具及語言之間的關(guān)系的科學(xué)應(yīng)用，基于數(shù)學(xué)學(xué)科的科學(xué)工程，數(shù)學(xué)與科學(xué)思想的融合平臺(tái)等，主要內(nèi)容為對證據(jù)的收集與整理，數(shù)學(xué)邏輯思維與精確計(jì)算流程，從定性到定量的推理驗(yàn)證。STEM教育與傳統(tǒng)教育方式相比，綜合性更強(qiáng)，也更加關(guān)注學(xué)生的知識(shí)和能力的有效提高。

開展和推廣STEM教育的意義在于：促進(jìn)學(xué)生在數(shù)學(xué)、工程、技術(shù)、科學(xué)領(lǐng)域的成長，通過有效教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力，深化教育改革，通過教學(xué)使學(xué)生在學(xué)習(xí)各類學(xué)科知識(shí)的同時(shí)，形成自身系統(tǒng)化的知識(shí)結(jié)構(gòu)體系;通過學(xué)科融合集成，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性，有效提高當(dāng)前的教學(xué)水平，最終實(shí)現(xiàn)素質(zhì)教育的目標(biāo)。

二、STEM教育和小學(xué)科學(xué)課程的整合路徑

（一）從簡單的科學(xué)實(shí)驗(yàn)入手

STEM教育和小學(xué)科學(xué)課程的整合路徑首先要從簡單的生活實(shí)驗(yàn)入手，通過分析周圍常見的植物、動(dòng)物、空氣和水等各種材料，進(jìn)行一些趣味性實(shí)驗(yàn)，為學(xué)生們提供一個(gè)較為廣闊的思考空間。教師們基于科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法、相關(guān)數(shù)學(xué)知識(shí)和一些教學(xué)資源，引導(dǎo)學(xué)生建立系統(tǒng)的研究思路，初步形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)研究意識(shí)。例如，進(jìn)行“過濾污水”的研究中，首先，教師要先讓學(xué)生明確本次研究的主題，可以對主題進(jìn)行簡單的敘述，使學(xué)生有一定的了解。進(jìn)行研究實(shí)驗(yàn)時(shí)，選擇生活中常見的材料，可以采用天然池塘水和活性炭，讓學(xué)生自己控制實(shí)驗(yàn)過程。凈水處理器可以采用塑料瓶、活性炭包、濾布、棉衣服和紙巾等不同材料制作，觀察和比較它們各自的凈化效果。最后可以讓學(xué)生總結(jié)通過廢水處理實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生一些想法，引導(dǎo)學(xué)生形成環(huán)境保護(hù)的意識(shí)。

（二）將科學(xué)知識(shí)與趣味故事結(jié)合

STEM教育和小學(xué)科學(xué)課程整合教學(xué)可以采取將科學(xué)知識(shí)與趣味故事結(jié)合的方式，提高學(xué)生思考問題的能力。根據(jù)小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)要求，小學(xué)科學(xué)教學(xué)需要注重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探索精神，樹立科學(xué)的理想。在教學(xué)活動(dòng)中，教師不要過于注重科學(xué)知識(shí)的釋義講解和學(xué)生考試技巧的提升。教師可以利用科學(xué)教科書中科學(xué)家們的事例和一些趣味科學(xué)小故事，激發(fā)學(xué)生對科學(xué)探索的興趣，引導(dǎo)學(xué)生展開科學(xué)實(shí)驗(yàn)探索。通過講解歷史上的科學(xué)家的科學(xué)知識(shí)小故事，可以提高學(xué)生對于科學(xué)學(xué)科的喜愛和興趣，無形中提高了教學(xué)水平，響應(yīng)了素質(zhì)教育的要求。例如，在進(jìn)行“動(dòng)物和植物繁殖”這一部分的課程教學(xué)過程中，教師在向?qū)W生介紹科學(xué)家達(dá)爾文時(shí)，可以講述一下達(dá)爾文發(fā)現(xiàn)“進(jìn)化”的過程，讓學(xué)生了解科學(xué)偉大發(fā)現(xiàn)背后的生活故事，讓學(xué)生們對科學(xué)課程增加親近感。

（三）加強(qiáng)數(shù)學(xué)知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用

數(shù)學(xué)知識(shí)是進(jìn)行科學(xué)研究和探索的基礎(chǔ)，加強(qiáng)數(shù)學(xué)知識(shí)的在科學(xué)課程教學(xué)中的實(shí)際應(yīng)用是STEM教育模式的要求。在進(jìn)行科學(xué)學(xué)科教學(xué)時(shí)要多應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)，在鞏固學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)科知識(shí)的同時(shí)，提高學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。在實(shí)際教學(xué)中，教師往往要求學(xué)生按照公式，進(jìn)行模仿，這樣做學(xué)生并沒有真正掌握知識(shí)，思考程度不深，形成的思考成果也不夠?？茖W(xué)教師應(yīng)該針對這一不足，在平時(shí)的學(xué)科教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生對學(xué)過的數(shù)學(xué)知識(shí)加以應(yīng)用，發(fā)揮數(shù)學(xué)學(xué)科的基礎(chǔ)作用。例如，教師在為學(xué)生解釋恒星之間的影響時(shí)，可以通過對比不同行星體積數(shù)值的大小，使學(xué)生意識(shí)到不同恒星的大小區(qū)別。

（四）以實(shí)際生活為知識(shí)載體

在小學(xué)階段，科學(xué)教材中的很多內(nèi)容都是在現(xiàn)實(shí)生活中常見的事物或現(xiàn)象，STEM教育更強(qiáng)調(diào)課本知識(shí)與實(shí)際生活的接軌。例如，在講述“氣體的力量”時(shí)，老師可以結(jié)合輪胎、打氣筒等生活實(shí)例，讓學(xué)生聯(lián)系生活經(jīng)驗(yàn)，體驗(yàn)氣體的力量。

三、結(jié)語

綜上所述，STEM教育在小學(xué)科學(xué)課堂中的推行，滿足了當(dāng)今時(shí)代對人才的需求，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教育在學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力、合作意識(shí)以及社會(huì)適應(yīng)能力等方面培養(yǎng)中的缺陷。STEM教育與小學(xué)科學(xué)課堂融合不僅可以幫助孩子們的思想獲得解放，讓學(xué)生獨(dú)立思考，而且可以提高孩子們的動(dòng)手能力，讓他們可以通過自身實(shí)踐活動(dòng)體驗(yàn)學(xué)習(xí)的樂趣，在實(shí)踐的過程中獲取知識(shí)。目前來看，STEM教育模式的發(fā)展很有前景，但其在國內(nèi)的應(yīng)用仍不普遍，因此教師需要多多學(xué)習(xí)，通過研究和實(shí)踐，總結(jié)STEM教育模式的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。

【作者單位：西安高新國際學(xué)校 ?陜西】