引入STEM教學(xué)理念 培養(yǎng)小學(xué)生科學(xué)思維

陳景生 鄭飚

摘 要：STEM教學(xué)理念具有協(xié)作性、實(shí)踐性、探索性、綜合性的特點(diǎn)，其與小學(xué)科學(xué)學(xué)科相契合。因此，小學(xué)科學(xué)教師在教學(xué)過程中應(yīng)重視STEM教學(xué)理念的合理應(yīng)用，以充分發(fā)揮此教學(xué)理念的作用和價(jià)值，推動(dòng)學(xué)生科學(xué)思維的發(fā)展和科學(xué)素養(yǎng)的提升。

關(guān)鍵詞：STEM教學(xué)理念;小學(xué)科學(xué);科學(xué)思維

中圖分類號(hào)：G427? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：2095-9192（2021）34-0012-02

引? 言

STEM為科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、數(shù)學(xué)（Mathematics）四門學(xué)科英文首字母的縮寫，STEM教學(xué)理念如何與小學(xué)科學(xué)課程有機(jī)融合，是現(xiàn)階段小學(xué)科學(xué)教師需要研究的一項(xiàng)重點(diǎn)課題。STEM教育是一種以問題解決及項(xiàng)目學(xué)習(xí)為導(dǎo)向的教學(xué)模式，將此教學(xué)模式應(yīng)用至科學(xué)課堂教學(xué)，可促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維及創(chuàng)新能力的形成，對(duì)學(xué)生綜合能力的提升也有重要作用。

一、STEM教學(xué)理念主要特點(diǎn)

STEM教學(xué)理念的特點(diǎn)主要表現(xiàn)在四個(gè)方面。一是學(xué)科整合。STEM教學(xué)理念的重點(diǎn)是促進(jìn)各學(xué)科間的聯(lián)系與融合[1]。筆者通過分析傳統(tǒng)教學(xué)模式發(fā)現(xiàn)，各學(xué)科之間處于割裂狀態(tài)，此種教學(xué)模式雖然能在一定程度上確保學(xué)科學(xué)習(xí)的專業(yè)性、針對(duì)性，但存在學(xué)生可掌握的理論知識(shí)、技能受限且學(xué)習(xí)內(nèi)容單一等問題，教師將STEM教學(xué)理念應(yīng)用于教學(xué)活動(dòng)中，可以彌補(bǔ)教學(xué)中的不足。同時(shí)，此理念可引導(dǎo)學(xué)生利用所掌握知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)解決實(shí)際問題，從多個(gè)視角、多個(gè)層面分析問題，并有機(jī)融合相關(guān)學(xué)科知識(shí)，最終解決問題。二是實(shí)踐學(xué)習(xí)。小學(xué)生以形象思維為主，這與STEM教學(xué)理念中重視學(xué)生實(shí)際應(yīng)用、親身體驗(yàn)的特點(diǎn)相契合。為加深學(xué)生在實(shí)踐中對(duì)學(xué)科的實(shí)用性、科學(xué)原理的認(rèn)知，教師在教學(xué)過程中應(yīng)以實(shí)操為出發(fā)點(diǎn)，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與到直觀課程學(xué)習(xí)中，使學(xué)生對(duì)學(xué)科知識(shí)有更深入的理解。三是思維發(fā)散。SETM教學(xué)理念指出，一個(gè)教學(xué)項(xiàng)目需要具備一套合理、科學(xué)的實(shí)施流程，在此過程中，教師應(yīng)先進(jìn)行學(xué)習(xí)任務(wù)和目標(biāo)的設(shè)定，再合理規(guī)劃項(xiàng)目實(shí)施方案[2]。四是有效的溝通和反饋。在教學(xué)項(xiàng)目中，學(xué)生是項(xiàng)目的設(shè)計(jì)者、參與者。為解決綜合性較強(qiáng)的學(xué)科問題，學(xué)生需進(jìn)行實(shí)踐探索，方可分析并解決問題，培養(yǎng)發(fā)散思維、科學(xué)思維[3]。

二、利用STEM教學(xué)理念培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的方法

（一）加強(qiáng)學(xué)科融合

若將知識(shí)學(xué)習(xí)劃分為多個(gè)互相獨(dú)立的學(xué)科，學(xué)生就無法將各學(xué)科之間有關(guān)聯(lián)的知識(shí)聯(lián)系起來。而通過加強(qiáng)學(xué)科融合，學(xué)生進(jìn)行跨學(xué)科學(xué)習(xí)，能夠構(gòu)建各學(xué)科相關(guān)聯(lián)的知識(shí)體系。這種跨學(xué)科、整合性學(xué)習(xí)思想能夠讓學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決生活中遇到的問題。當(dāng)感性經(jīng)驗(yàn)積累到一定程度時(shí)，學(xué)生便可通過歸納、總結(jié)構(gòu)建系統(tǒng)化的知識(shí)體系，并通過參與實(shí)踐活動(dòng)將自身想法落實(shí)到具體的行動(dòng)中[4]。因此，小學(xué)科學(xué)教師在教學(xué)過程中可以STEM教學(xué)理念為基礎(chǔ)，創(chuàng)設(shè)形式多樣的學(xué)習(xí)情境，推動(dòng)其他學(xué)科與科學(xué)學(xué)科的融合，使學(xué)生在實(shí)踐過程中加深對(duì)學(xué)科融合價(jià)值的認(rèn)識(shí)，進(jìn)而使學(xué)生掌握更科學(xué)的學(xué)習(xí)方法。

例如，在教學(xué)“搭支架”這部分內(nèi)容時(shí)，由于教學(xué)內(nèi)容涉及數(shù)學(xué)、科學(xué)及勞動(dòng)技術(shù)等相關(guān)學(xué)科，教師可以將數(shù)學(xué)中的“三角形最穩(wěn)定原理”及勞動(dòng)技術(shù)課程中“捆綁知識(shí)”相結(jié)合，使學(xué)生在潛移默化中將對(duì)科學(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí)熱情轉(zhuǎn)化為具體的學(xué)習(xí)行為。

又如，在教學(xué)“光的反射”這部分內(nèi)容時(shí)，教師可以讓學(xué)生在不改變手電筒位置的前提下，想辦法利用鏡子將書后方處于陰影位置的小球照亮，并繪制光路線圖。實(shí)踐過程中，大部分學(xué)生采用的辦法是用兩面鏡子，通過正面反射的方式照亮小球。但有些學(xué)生發(fā)現(xiàn)，利用兩面鏡子，以側(cè)面方式反射光線，也可照亮陰影位置的小球。教師可以將這些學(xué)生的設(shè)計(jì)方案作為切入點(diǎn)，引導(dǎo)全班學(xué)生展開深層次思考。學(xué)生在實(shí)踐過程中可以借助數(shù)學(xué)知識(shí)發(fā)現(xiàn)利用多面鏡子或兩面鏡子，均可照亮處于陰影位置的小球，進(jìn)而對(duì)“光的反射”這一概念有更深入的理解，促進(jìn)了自身科學(xué)思維的發(fā)展。

（二）重視能力鍛煉

在學(xué)習(xí)活動(dòng)中，學(xué)生解決生活實(shí)際問題應(yīng)具備的素質(zhì)即能力，能力是推動(dòng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)不斷發(fā)展的重要?jiǎng)恿5]。STEM教學(xué)理念將學(xué)生能力鍛煉作為教學(xué)重點(diǎn)，因此，在小學(xué)科學(xué)教學(xué)過程中，教師應(yīng)以學(xué)生的日常生活為出發(fā)點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生將所掌握的知識(shí)應(yīng)用于生活實(shí)踐中，以提高學(xué)生對(duì)科學(xué)知識(shí)的應(yīng)用能力;還應(yīng)為學(xué)生開展科學(xué)思維訓(xùn)練提供充足的空間，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)問題進(jìn)行獨(dú)立思考，以提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。

例如，在教學(xué)“電和磁”這部分內(nèi)容時(shí)，教師可以在課堂一開始就將電路符號(hào)的知識(shí)講解給學(xué)生，隨后鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)手電筒亮起來的原理進(jìn)行探究。學(xué)生經(jīng)過動(dòng)手實(shí)踐和小組合作完成亮起燈泡設(shè)計(jì)圖的繪制。課堂教學(xué)的最后，教師可讓各組將繪制成果展示出來，全班學(xué)生共同評(píng)價(jià)各組的繪制成果。在此過程中，學(xué)生可以形成嚴(yán)密的科學(xué)思維，進(jìn)而促進(jìn)自身科學(xué)素養(yǎng)的發(fā)展。

（三）加大情感滲透力度

小學(xué)科學(xué)課程的主要教學(xué)目標(biāo)之一是培養(yǎng)學(xué)生正確的科學(xué)態(tài)度及積極的科學(xué)情感[6]。STEM教學(xué)理念同樣重視對(duì)學(xué)生情感態(tài)度、良好價(jià)值觀的培養(yǎng)。在傳統(tǒng)的小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)活動(dòng)中，教師通常運(yùn)用“灌輸式”教學(xué)模式，難以獲得良好的教學(xué)效果。在STEM教學(xué)理念的指導(dǎo)下，教師應(yīng)重視實(shí)踐活動(dòng)的設(shè)計(jì)，創(chuàng)設(shè)寓教于樂的教學(xué)情境，使學(xué)生積極參與到豐富多彩的課堂學(xué)習(xí)活動(dòng)中，掌握科學(xué)知識(shí)，并體會(huì)科學(xué)學(xué)科的魅力。

此外，在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，教師應(yīng)選取學(xué)生熟悉且具備人文內(nèi)涵的科學(xué)話題，如“身心健康”“低碳環(huán)保”等，并與體育教師、藝術(shù)教師共同利用課余時(shí)間引導(dǎo)學(xué)生積極參與校內(nèi)科技節(jié)及藝術(shù)節(jié)。學(xué)生在此過程中，除對(duì)學(xué)科間的融合有了更加深入的認(rèn)識(shí)，還能實(shí)現(xiàn)情智互動(dòng)，進(jìn)而提升了藝術(shù)素養(yǎng)，增強(qiáng)了合作意識(shí)。

（四）提高學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力

在小學(xué)科學(xué)教學(xué)過程中，教師應(yīng)重視發(fā)揮自身的引導(dǎo)作用，營(yíng)造良好的學(xué)習(xí)氛圍，使學(xué)生在開放的學(xué)習(xí)空間中鍛煉科學(xué)思維，并通過解決生活實(shí)際問題提高自身的知識(shí)應(yīng)用能力。

例如，在教學(xué)“什么叫機(jī)械”這部分內(nèi)容時(shí)，為了讓學(xué)生了解哪些物品是機(jī)械及機(jī)械的原理，教師可以要求學(xué)生利用課余時(shí)間收集生活中的滑輪、瓶蓋及軸承等。在課堂上，教師讓學(xué)生以小組為單位，利用所收集物品設(shè)計(jì)玩具。在各組完成玩具設(shè)計(jì)方案后，教師讓各小組派代表對(duì)設(shè)計(jì)玩具過程中所用到的機(jī)械及其原料進(jìn)行講解。這樣的活動(dòng)不僅可以使學(xué)生對(duì)機(jī)械原理有更深刻的認(rèn)知，還可以有效鍛煉學(xué)生的科學(xué)思維，提高學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力。

結(jié)? 語

綜上所述，在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，教師可將STEM教學(xué)理念引入課堂實(shí)踐中，借助實(shí)踐活動(dòng)促進(jìn)學(xué)科融合，在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)，使他們體會(huì)到不同學(xué)科之間的聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生的跨學(xué)科意識(shí)，促使學(xué)生整合不同學(xué)科的知識(shí)解決實(shí)際問題，進(jìn)而提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)。

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基金項(xiàng)目：本文系教育部福建師范大學(xué)基礎(chǔ)教育課程研究中心2020年度開放課題“STEM理念下學(xué)生科學(xué)思維培養(yǎng)的策略研究”（立項(xiàng)批準(zhǔn)號(hào)：KCX2020078）的研究成果。

作者簡(jiǎn)介：陳景生（1970.9-），男，福建廈門人，本科學(xué)歷，高級(jí)教師。

鄭飚（1972.5-），男，福建廈門人，本科學(xué)歷，高級(jí)教師。