談核心素養(yǎng)視野下STEM教育與小學科學教學的融合

摘 要：核心素養(yǎng)是順應當前教育形式發(fā)展需要而提出的人文能力要求。如何在小學科學教學過程中促進學生核心素養(yǎng)的形成，是小學科學教師應研究的問題。本文首先分析了STEM教育與小學科學教學融合存在的問題，厘清了二者的關系，然后提出了核心素養(yǎng)視域下STEM教育與小學科學教學融合的策略，以期促進學生核心素養(yǎng)的形成。

關鍵詞：STEM教育;小學科學;核心素養(yǎng)

中圖分類號：G427? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：2095-9192（2021）02-0014-03

引? 言

核心素養(yǎng)是順應當前教育形勢發(fā)展需要而提出的人文能力要求。小學科學的教學目標是培養(yǎng)小學生從小熱愛科學、勇于探索和創(chuàng)新的精神。STEM是當今較為熱門的教育模式和理念。STEM教育由科學、技術、工程和數(shù)學四個元素構成，其核心是培養(yǎng)學生面向未來的科學探索意識、工程技術素養(yǎng)和實際解決問題的能力[1]。如何把STEM教育融入小學科學教學中，成為小學科學教師探索和研究的課題。小學科學教師要加強對學生實踐探究過程的指導，注重引導學生動手與動腦相結合，增強學生的問題意識，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力。因此，小學科學教學融入STEM教育能培養(yǎng)學生的合作探究意識，提高學生解決問題的能力，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力，從而促進學生核心素養(yǎng)的形成。

一、STEM教育與小學科學教學融合存在的問題

（一）教師對STEM教育理念認識不清

STEM教育源于美國較為先進的教育理念，其內容包含科學、技術、工程和數(shù)學四個方面，曾在美國風靡一時，后被我國高校學者應用，現(xiàn)也被廣大中小學教師融合到學校學科教學過程中。但有很大一部分教師對STEM教育理念的核心內容和精髓沒有了解透徹，只是膚淺地融合到學科教學中，導致無法展示其強大的功用，影響學生核心素養(yǎng)的形成[2]。

（二）教師忽略學生的認知水平和創(chuàng)造能力

由于ETEM教育理念先進，缺少專業(yè)的培訓機構來培訓教師如何借鑒和應用，教師缺少對學生認知水平和實踐能力的評估，較難把握整個科學教學方向，使先進的教學理念與實際科學教學存在一定的差距。

（三）教師在科學教學中融合STEM教育的措施落實不力

小學科學教學融合STEM教育是一種跨學科、多學科融合，重點培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)的教育。然而，很多學校在小學科學教學融合STEM教育過程中，出現(xiàn)教師教學措施落實不力、不精準到位的情況，導致學生的科學核心素養(yǎng)在融合過程中難以形成。

1.缺乏專業(yè)技術人才和教師

目前，在中小學科學教學中融入STEM教育還是初步試驗階段，學校缺少專業(yè)教師，且教師教學水平參差不齊。

2.課堂教學方法過于簡單而沒有創(chuàng)新

在小學科學教學中，很多教師只會照本宣科，對學生動手實踐方面的指導缺乏有效性和科學性，對學生的科學素養(yǎng)要求不高。缺乏實驗器材和環(huán)境的學校更是無法達成培養(yǎng)學生科學精神和科學素養(yǎng)的教學目的[3]。

3.課堂教學缺乏有效的教學方法

新課程改革理念強調以學生為主體，積極倡導學生能夠以任務驅動的方式進行合作探究學習，積極培養(yǎng)學生科學的創(chuàng)新精神和實踐能力。然而，很多教師無法做到這一點，其教學方法單一，無法激發(fā)學生的求知欲和興趣。

（四）教師對STEM教育與小學科學教學融合的評價不合理

在STEM教育與小學科學教學融合的過程中，教師需要不斷培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和動手實踐能力。有效的評價能激勵學生，培養(yǎng)其核心素養(yǎng)。但在平時教學過程中，有的教師對學生的評價只是浮于表面，對學生學習探索過程中的情感態(tài)度、思維品質和點滴進步，缺少有力而又有實效的評價，導致學生沒有真正體驗到學習的快樂[4]。

二、核心素養(yǎng)視域下STEM教育與小學科學教學融合的策略

（一）厘清小學科學與STEM教育理念的關系，以促進學生核心素養(yǎng)的形成

小學科學是培養(yǎng)學生從小熱愛科學、勇于探索科學知識的精神，并積極實踐創(chuàng)新的啟蒙課程。而STEM教育是融科學、技術、工程和數(shù)學為一體的新型理念。由于小學科學課程涉及科學、工程和數(shù)學的知識，因此二者之間存在著必然的聯(lián)系，將STEM教育理念融入小學科學教學中是順應社會發(fā)展的必然產(chǎn)物。這種跨學科的教育模式可以培養(yǎng)學生的合作探究及動手實踐能力，在解決問題的過程中培養(yǎng)學生勇于探索、積極進取的科學態(tài)度和創(chuàng)造精神，從而促進學生科學素養(yǎng)的形成。那么，要從哪些方面來融合二者的關系呢？

1.實踐性

二者都強調實踐的重要性。學生只有親自動手實踐，才能得到真知，才能在實踐過程中培養(yǎng)自身的核心素養(yǎng)。STEM教育中的工程素養(yǎng)就要求學生動手實踐，而小學科學中也有很多內容要求學生觀察并動手模擬實踐，然后根據(jù)數(shù)據(jù)得出正確的結論。例如，小學科學五年級下冊“時間的測量”一課中的時間概念和數(shù)學知識息息相關。為了獲得時間，人們用了水鐘、燃油鐘、沙漏等一些簡易的時鐘來知道大概的時間，但為了獲得更精準的時間，人們不斷改進方法和實驗，發(fā)明了鐘表。教材要求學生動手實踐來做一個擺鐘，并仔細觀察和記錄擺動的次數(shù)和數(shù)據(jù)，最后得出更精準的時間。

2.創(chuàng)新精神

創(chuàng)新是一個國家的核心競爭力，是國家軟實力的核心體現(xiàn)。學校應有效利用信息技術推進“眾創(chuàng)空間”建設，探索STEM教育、創(chuàng)客教育等新型教育模式，使學生具有較強的信息意識和創(chuàng)新意識。這也是教育部在新形勢下對教學提出的新要求。因此，創(chuàng)新精神是學生核心素養(yǎng)的一個重要方面[5]。

（二）采取合理的融合措施，促進學生科學核心素養(yǎng)的發(fā)展

教師應積極采取以任務為驅動的課堂教學方法，來促進學生科學核心素養(yǎng)的形成。這對提高學生的學習效果和實現(xiàn)課堂教學目標具有十分重要的意義。

下面本文以小學五年級下冊“沉和浮”的第四部分“造一艘小船”為例，談談采取怎樣的融合措施來開展課堂教學，促進學生科學核心素養(yǎng)的形成。本節(jié)課主要根據(jù)前面所學有關物體的沉浮現(xiàn)象、探究活動、探尋物體沉浮規(guī)律及觀察影響物體沉浮變量等知識來解釋生活中的現(xiàn)象，并在此基礎上引導學生進行動手實踐。

本節(jié)課的教學目標是：要求學生能根據(jù)自己的認知水平和能力，利用一些材料來造一艘小船。

教材分為三部分：用橡皮泥造船、用其他材料造船和船的展覽會。課程的教學模式主要以任務型驅動為主，即課前布置任務、課中完成任務、課后評價任務。

1.課前布置任務

俗話說：“不打無準備的仗?！毙W科學課堂教學亦是如此。教師在上本節(jié)課前，應積極做好各項準備，并指導學生做好如下準備。

（1）把本班學生分成5個小組，每組7～8人，每組選一個小組長作為任務的引領者。這主要是引導學生建立小組，為課中的探究活動和集體合作學習做好準備工作。

（2）制訂造船計劃。要求學生準備好需要的材料，如橡皮泥、墊圈或玻璃球;設想造船的材料和工具;畫出船的設計草圖，計算相關數(shù)據(jù)等。

（3）上網(wǎng)查詢相關造船知識。課前布置學生自主上網(wǎng)查詢造船的相關知識，旨在激發(fā)學生的學習興趣。

教師通過課前布置任務，讓學生將STEM教育理念融合到小學科學探究中，自主進行探究學習，培養(yǎng)了學生的主動探究意識，并挖掘了學生的學習潛能，有助于學生從小養(yǎng)成良好的科學探索習慣。

2.課中完成任務

教師在上課時，首先利用PPT展示本節(jié)課將要學習的知識和所要實現(xiàn)的目標，讓學生先明確課堂學習的目標和方向，激發(fā)學生的學習興趣。接著，教師借助多媒體播放有關船的歷史、作用、種類等視頻，并告訴學生：船是人類的偉大發(fā)明，能夠幫助人們運輸貨物。然后，教師布置以下課時任務。

（1）橡皮泥在水中會下沉，如果用一定量的橡皮泥造船，怎樣才能造出一艘裝載量比較大的船呢？

（2）采用什么方法增加小船的裝載量？

（3）用什么方法保持船的平穩(wěn)狀態(tài)？

（4）用什么方法使我們的船裝載得更多？

（5）說出所制作小船的特點。還有哪些地方需要改進？

教師給各小組提供20分鐘的時間來制作小船。在學生制作小船的過程中，教師可以到各小組中去巡視指導。最后，教師要求各小組派出小組長將本組制作的小船進行展示，開一個小型的展覽會，并給予優(yōu)秀的小組表揚和肯定，要求各小組派出代表說說造船的原理、特點和需要改進的地方。學生通過參與合作探究活動，增強了自身的合作意識和科學探索精神。學生的成果展示彰顯了他們的創(chuàng)新能力，展現(xiàn)了科學核心素養(yǎng)中的科學探索精神和實踐能力。

3.課后評價任務

評價是小學科學教學的重要組成部分。科學的評價是促進學生形成科學核心素養(yǎng)的重要保障。教師采用科學、合理的評價方式和方法，對教學的過程和結果加以及時、有效的監(jiān)控，能對教學起到積極的導向作用。在教學過程中，教師適時的評價能促使學生不斷認識自我，樹立自信心，在快樂的氛圍中完成各項任務。特別是小學生生性活潑、好奇心強，如果能得到教師的表揚和同學贊許的目光，定會更加努力學習，砥礪前行，從而促進自身核心素養(yǎng)的形成。

結? 語

綜上所述，學生的核心素養(yǎng)需要在STEM教育理念和小學科學教學融合的過程中慢慢得到發(fā)展。STEM教育的有效融入，可以大大提升小學科學教學效率，更好地實現(xiàn)教學目標。教師應該多鉆研STEM教育理念，多學習國內外成功的教學案例，吸取精華，并把STEM教育的精髓科學地融入小學科學教學中，讓學生積極主動參與課堂教學實踐，培養(yǎng)自身的創(chuàng)新能力?？傊?，基于核心素養(yǎng)下STEM教育和小學科學教學的融合，一定會培養(yǎng)出更多適應未來社會發(fā)展的棟梁之材。

[參考文獻]

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黃婷.讓小學科學與STEM教育完美融合：小學科學課堂中STEM教育的誤區(qū)與對策探尋[J].新教育， 2020（26）：34-35.

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陳世聞.談STEM創(chuàng)新活動課程融入小學科學教學的意義[J].學周刊，2020（20）：123-124.

基金項目：本文系2019年度甘肅省“十三五”教育科學規(guī)劃重點課題“基于核心素養(yǎng)視野下STEM創(chuàng)新活動課程在小學科學教學中的融合研究”（課題號：GS〔2019〕GHBZ090）的階段性研究成果。

作者簡介：韓剛（1982.4-），男，甘肅靜寧人，中小學高級教師，研究方向為小學科學教學。