STEM教育理念與小學(xué)科學(xué)教學(xué)的整合探析

王芬

摘 要：文章通過對STEM教育理念的介紹，分析了STEM教育理念在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用現(xiàn)狀，并就其教學(xué)改進方法進行了探討，通過“整合+拓展”等教學(xué)模式，在STEM教育理念的指導(dǎo)下，在單課、單元、學(xué)科拓展的教學(xué)活動中完成小學(xué)科學(xué)教學(xué)實踐。

關(guān)鍵詞：STEM教育理念;小學(xué);科學(xué)

中圖分類號：G623.6?文獻標(biāo)識碼：A?文章編號：2095-624X（2020）29-0036-02

引言

隨著新課改的深入，加強STEM教育理念在小學(xué)科學(xué)教學(xué)模式中的實際應(yīng)用，強化理論與實踐相結(jié)合，培養(yǎng)符合科技社會體制改革所需要的人才，成為STEM教育理念關(guān)于人才培養(yǎng)的重要內(nèi)容。在我國教育環(huán)境中，STEM教育理念還屬于新興領(lǐng)域，相關(guān)技術(shù)研究成果較為匱乏。將STEM教育理論運用到小學(xué)科學(xué)教學(xué)當(dāng)中，能夠打破傳統(tǒng)教學(xué)模式的局限性，幫助學(xué)生實現(xiàn)全面發(fā)展。

一、STEM教育理念探究

STEM教育理念是由美國政府提出的一項教育計劃，其中，S代表科學(xué)（Science），T代表技術(shù)（Technology），E代表工程（Engineering），M代表數(shù)學(xué)（Mathematics），也就是集科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)于一體的綜合教育。STEM教育的理念核心觀點是打破學(xué)科領(lǐng)域之間的壁壘，通過對綜合能力水平的提升及應(yīng)用，培養(yǎng)綜合性的教育人才。我國對STEM教育的研究雖然處于起步階段，但已經(jīng)引起教育專家和研究人員的廣泛關(guān)注，許多學(xué)校正在通過對STEM教育理念的實際應(yīng)用來革新課程教學(xué)方式。STEM教育理念看重的是多元化的技術(shù)能力水平應(yīng)用，鼓勵學(xué)生在課堂上自己動手設(shè)計實驗去找尋答案并形成項目團隊展開深入研究，學(xué)科能力培養(yǎng)形式也更加多樣化[1]。

二、STEM教育理念在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，基于小學(xué)生有限的分析理解能力以及科學(xué)學(xué)科的難度水平，相關(guān)知識點較為瑣碎，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中無法將所學(xué)到的知識應(yīng)用于實際生活中。部分教師忽略了學(xué)生的興趣培養(yǎng)，只是針對教材進行流程化講解，不追求教學(xué)方式及教學(xué)內(nèi)容上的創(chuàng)新改革，沒有注重學(xué)生的理解接受情況。教師著重于學(xué)生對于考試問題的解答，而忽略了科學(xué)知識的實際應(yīng)用效果，給學(xué)生造成一定的心理負擔(dān)，使學(xué)生出現(xiàn)厭學(xué)、棄學(xué)的現(xiàn)象。此外，中小學(xué)生的自身生活經(jīng)歷不同，個人性格特點也不盡相同，部分學(xué)生學(xué)習(xí)自主性不強，缺乏學(xué)習(xí)積極性。長時間的應(yīng)試教育導(dǎo)致許多學(xué)生認為科學(xué)只是一門教學(xué)科目，或者是一門游戲類項目，忽視了其在實際生活及未來工作中的應(yīng)用地位。

三、STEM教育理念與小學(xué)科學(xué)教學(xué)的整合方法探討

1.知識整合教學(xué)理念

跨學(xué)科知識整合是基于STEM教育視角進行小學(xué)科學(xué)教學(xué)的主要特征之一，根據(jù)STEM教育目的可知，它不再將教育僅著眼于某個特定的學(xué)科，或是過分強調(diào)不同學(xué)科之間的劃分界限，而是從問題本身入手，強調(diào)利用科學(xué)、信息、工程或數(shù)學(xué)等不同學(xué)科教學(xué)之間的相互關(guān)聯(lián)，從而解決實際問題。傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，各個學(xué)科的教學(xué)內(nèi)容是涇渭分明的，這樣有利于學(xué)生對單科知識進行理解吸收。但在這種“孤島”學(xué)習(xí)模式下，學(xué)生無法了解到所學(xué)科目與其他科目之間的聯(lián)系，不能將知識運用到實際生活中，知識的綜合理解也就無從談起[2]。

在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，基于STEM教育視角，符合人們思考解決問題的方式，融合了多個學(xué)科的知識內(nèi)容。教師通過打破學(xué)科壁壘，挖掘其他學(xué)科的優(yōu)秀教學(xué)資源，實現(xiàn)不同領(lǐng)域的文化滲透，注重知識的整體化學(xué)習(xí)與運用。以“我們生活的世界”一章的教學(xué)內(nèi)容為例，在進行生活信息獲取分析過程中，不僅要強調(diào)信息本身，更要注重其所蘊含的不同地區(qū)人文環(huán)境、文化藝術(shù)、自然條件等多個學(xué)科知識的整體應(yīng)用。只有融合了人文、藝術(shù)、技術(shù)等多個學(xué)科知識的科學(xué)內(nèi)容，才能進行高水平應(yīng)用，否則分析出來的報告將會只是教材知識的結(jié)合體，缺乏生命力及表現(xiàn)力。

2.注重實驗課堂教學(xué)

在小學(xué)科學(xué)教學(xué)過程中，部分教師忽略了學(xué)生的實際應(yīng)用能力，只是針對教材照本宣科，不追求教學(xué)方式及教學(xué)內(nèi)容上的創(chuàng)新改革。而在STEM教育理念下，將生活現(xiàn)象作為學(xué)科研究重點，實驗是自然科學(xué)的教學(xué)基礎(chǔ)，是學(xué)生進行科學(xué)研究的重要方法。教師應(yīng)強調(diào)對于學(xué)生的動手實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)，將實驗情境創(chuàng)設(shè)出來，幫助學(xué)生親自動手操作，強化自身感悟。實驗是小學(xué)科學(xué)教學(xué)過程中重要的組成部分，在相關(guān)教學(xué)活動中，實驗可以培養(yǎng)學(xué)生的動手操作能力、現(xiàn)象觀察能力、數(shù)據(jù)分析能力等多種能力。教師要通過自己豐富的文化底蘊以及對科學(xué)知識的掌握程度，輔助學(xué)生進行科學(xué)實驗，合理創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，重視STEM教育理念的實際應(yīng)用效果[3]。

例如，在進行小學(xué)教科版科學(xué)教材“種子的萌發(fā)”這一課的教學(xué)活動中，教材大綱中明確要求學(xué)生了解種子的結(jié)構(gòu)及萌發(fā)過程。教師可以為學(xué)生準(zhǔn)備實驗可能用到的種子材料以及顯微鏡等實驗器材，幫助學(xué)生進行科學(xué)觀察實驗，創(chuàng)建情境教學(xué)環(huán)境。在實驗過程中，教師要將課堂交給學(xué)生，鼓勵學(xué)生自己親手操作，并進行相關(guān)實驗的交流分享。

3.強調(diào)動手實踐操作

若想基于STEM教育視角增強學(xué)生認知能力，提升學(xué)生的小學(xué)科學(xué)學(xué)習(xí)能力，就必須革新教學(xué)觀念。從頭腦、雙手、時間、空間等多個方面釋放學(xué)生的創(chuàng)造能力，充分發(fā)揮創(chuàng)造教育的最大效用?，F(xiàn)代化教學(xué)課堂中，將科學(xué)應(yīng)用與課程教學(xué)進行整合已司空見慣，這充分說明了科學(xué)具有跨學(xué)科的“基因”。反過來將科學(xué)作為學(xué)習(xí)對象，以學(xué)生理解和掌握特定的科學(xué)知識與技能為目的，教學(xué)過程中運用其他學(xué)科的知識，從而實現(xiàn)科學(xué)知識的實際應(yīng)用。比如，可以傳統(tǒng)文化傳承為活動主題，強調(diào)“非遺課程”的教學(xué)應(yīng)用，選擇實際中的傳統(tǒng)教具作為課程內(nèi)容，在重溫歷史、探究、制作、創(chuàng)造的過程中，強調(diào)STEM教育理念的指導(dǎo)作用。

首先，應(yīng)鼓勵學(xué)生質(zhì)疑自己所不了解的科學(xué)事物，在學(xué)生學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)過程中，由于自身水平不足，很可能被科學(xué)知識的應(yīng)用難度所限制。教師要將學(xué)生解放出來，根據(jù)對課本教材的理解與個性思考，鼓勵學(xué)生質(zhì)疑，向教師與課本挑戰(zhàn)，從限制中掙脫出來。其次，應(yīng)解放學(xué)生雙手，通過課外實踐進行教學(xué)。傳統(tǒng)教育模式下，學(xué)生是文化接收端，這束縛了學(xué)生的展示空間，不利于創(chuàng)造力的發(fā)展。在小學(xué)科學(xué)學(xué)習(xí)過程中，應(yīng)加強對教學(xué)內(nèi)容的實際操作，提高動手能力。最后，要釋放學(xué)生時間，為其提供進行個性化學(xué)習(xí)的時間。目前在我國應(yīng)試教育的教學(xué)環(huán)境中，學(xué)生面臨課程繁重、作業(yè)太多、考試頻繁等問題，承受著巨大壓力。教師應(yīng)及時革新教育觀念，加強與學(xué)生之間的交流溝通，為學(xué)生留下培養(yǎng)個人興趣的時間，提供更多展示機會，提升學(xué)生的信息技術(shù)水平。

例如，在進行小學(xué)教科版科學(xué)教材“水”這一課的教學(xué)活動時，教師可以為學(xué)生布置課后作業(yè)，讓其回家準(zhǔn)備一杯溫水、一杯開水、一個冰塊。通過對“水”的不同形態(tài)觀察，以此為例進行水沸騰、溶解、分離等知識的教學(xué)課程分析。再如，在進行“放大鏡”一課的教學(xué)時，可以讓學(xué)生自己攜帶一些日常生活中接觸到的放大鏡，通過對不同科學(xué)事物的觀察，探索昆蟲、晶體等科學(xué)知識。

4.創(chuàng)建生活化課堂教學(xué)

在小學(xué)科學(xué)教學(xué)活動中，不能忽視課堂教學(xué)的重要性，教師要從生活入手，選擇合適的教學(xué)輔導(dǎo)方法，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)興趣。利用課堂引導(dǎo)，提高學(xué)生對于STEM教育的理性認識，幫助構(gòu)建小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)體系，深刻理解“教什么”比“怎么教”更重要，避免出現(xiàn)傳統(tǒng)“放羊式”教育現(xiàn)象。小學(xué)科學(xué)教師要提高自身教學(xué)綜合素質(zhì)，根據(jù)實際情況明確教學(xué)目標(biāo)，通過對教學(xué)質(zhì)量及學(xué)生自主操作熟練度分析，構(gòu)建富有時代特征的教學(xué)內(nèi)容，及時革新教學(xué)方法，幫助學(xué)生培養(yǎng)運用科學(xué)知識的能力。

基于STEM教育視角進行小學(xué)科學(xué)教學(xué)改進時，應(yīng)積極創(chuàng)建生活化課堂教學(xué)，注重教學(xué)的實際意義?？紤]到學(xué)生的不同層次，根據(jù)學(xué)生的水平狀態(tài)進行相應(yīng)的教學(xué)計劃調(diào)整，督促學(xué)生在課堂上做到邊學(xué)邊用，及時完成對課堂內(nèi)容的學(xué)習(xí)鞏固。動機是學(xué)生在小學(xué)科學(xué)學(xué)習(xí)過程中的主要動力，也是相關(guān)教學(xué)工作的指導(dǎo)行為，能夠調(diào)整學(xué)生在進行科學(xué)學(xué)習(xí)過程中的心理狀態(tài)。良好的學(xué)習(xí)動機能夠提高教學(xué)質(zhì)量，增強教學(xué)效果。教師在教學(xué)環(huán)節(jié)可以設(shè)置一些懸念，讓學(xué)生發(fā)揮想象，預(yù)測不同生活現(xiàn)象的代表含義，完成一個感性認知與理性認知相結(jié)合的過程。良好的操作環(huán)境是實現(xiàn)小學(xué)科學(xué)良性教學(xué)的基礎(chǔ)，這種環(huán)境有利于學(xué)生理解和掌握操作應(yīng)用技術(shù)，讓學(xué)生真正理解所學(xué)內(nèi)容的核心含義。

例如，在進行小學(xué)教科版科學(xué)教材“面包發(fā)霉了”這一課的教學(xué)時，教師可以先提出問題：面包發(fā)霉是什么樣子？面包為什么會發(fā)霉？當(dāng)問題提出后，要給學(xué)生一定的思考時間。學(xué)生會通過自己的生活經(jīng)驗以及對于課程的提前預(yù)習(xí)，從面包發(fā)霉現(xiàn)象入手，再到生活科學(xué)原理講解，對教師提出的問題進行科學(xué)探究。這種教學(xué)方法不僅能將學(xué)生帶入到課堂學(xué)習(xí)中，使學(xué)生對科學(xué)學(xué)科的知識概念有一個深層次的理解，還可以啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維與科學(xué)素養(yǎng)。通過模擬生活情境的教學(xué)方式，鞏固課堂學(xué)習(xí)知識，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)自主性，提高課堂活躍程度。加強學(xué)生的科學(xué)探究能力，發(fā)揮STEM教育理念的教學(xué)作用，改變學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度，提高課堂教學(xué)質(zhì)量。

結(jié)語

在STEM教育理念與小學(xué)科學(xué)教學(xué)的整合探析過程中，不僅要著眼于理論知識的學(xué)習(xí)，更應(yīng)該通過理論與實踐相結(jié)合的方式，培養(yǎng)學(xué)生的綜合創(chuàng)新素質(zhì)能力。應(yīng)用STEM培養(yǎng)理念進行小學(xué)科學(xué)教學(xué)模式創(chuàng)新，能夠?qū)崿F(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)能力及創(chuàng)造性思維培養(yǎng)的目標(biāo)，強化全方位能力水平的實際應(yīng)用，進一步優(yōu)化教學(xué)過程，培養(yǎng)學(xué)生獲取知識和自我學(xué)習(xí)的能力。

[參考文獻]

[1]夏小剛，鄭 剛，劉翠翠.STEAM理念下研學(xué)旅行課程實踐與反思——以“都江堰水利工程3D模型的設(shè)計與制作”為例[J].中小學(xué)數(shù)字化教學(xué)，2020（5）：60-63.

[2]屠國平.將信息技術(shù)與小學(xué)科學(xué)學(xué)科進行整合提高教學(xué)的實效性[J].科學(xué)大眾（科學(xué)教育），2018（6）：84.

[3]雍安麗.小學(xué)科學(xué)和信息技術(shù)課程整合的“數(shù)課”教學(xué)模式[J].教育科學(xué)論壇，2017（14）：44-46.

作者簡介：王 芬（1983— ），女，山西萬榮人，二級教師，本科，小學(xué)科學(xué)教師。