基于STEM教學(xué)理念的小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略

■德州市新湖南路小學(xué) 王 莉

科學(xué)是歷史長河中璀璨的珍珠，是探索和發(fā)展的結(jié)果，是推進(jìn)人類社會(huì)進(jìn)步的必要環(huán)節(jié)。科學(xué)的發(fā)展給人們的生活帶來了便捷和進(jìn)步，讓人們的生活和工作更加舒適，科學(xué)的思想和文化需要對青少年進(jìn)行傳遞，在一代一代的傳承中不斷突破。在教育行業(yè)中，科學(xué)作為一門科目，需要教師對其進(jìn)行有效的開展，根據(jù)學(xué)習(xí)的內(nèi)容來綜合拓展學(xué)生各方面的能力，讓學(xué)生積極地參與到教育事業(yè)中，訓(xùn)練自身的能力和大腦，對生活和世界有一種科學(xué)的認(rèn)知和理解。小學(xué)階段的學(xué)生正處于學(xué)習(xí)培養(yǎng)的引導(dǎo)時(shí)期，教師可以結(jié)合比較流行的STEM教育理念展開小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，側(cè)重于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、技術(shù)素養(yǎng)、工程素養(yǎng)和數(shù)學(xué)素養(yǎng)，引導(dǎo)學(xué)生展開有效的科學(xué)學(xué)習(xí)。本文借助視頻教學(xué)、生活實(shí)例、動(dòng)手實(shí)踐、家校結(jié)合的教學(xué)方式，將教學(xué)策略以文字的方式進(jìn)行記錄和總結(jié)。

一、借助視頻教學(xué)的方式，對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)的引導(dǎo)

小學(xué)階段的學(xué)生理解能力有限，對科學(xué)的思想和認(rèn)知并不健全，教師在對學(xué)生進(jìn)行有效的教育時(shí)，要先讓學(xué)生理解知識(shí)，明白具體的科學(xué)內(nèi)容是什么，這樣才能展開實(shí)驗(yàn)教學(xué)。學(xué)習(xí)是需要興趣的，因此教師在對學(xué)生進(jìn)行教學(xué)時(shí)要引入一些學(xué)生感興趣的方式來進(jìn)行引導(dǎo)，通過集中學(xué)生的注意力來進(jìn)行有效的指導(dǎo)，將STEM教學(xué)理念進(jìn)行有效的應(yīng)用。視頻教學(xué)是當(dāng)下環(huán)境中能夠有效應(yīng)用的方式，教師可以借助視頻的力量來讓學(xué)生進(jìn)行了觀察，擴(kuò)大科學(xué)知識(shí)的范圍，通過課堂的多媒體教學(xué)來豐富教學(xué)內(nèi)容，在視頻的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)下加深學(xué)生的印象和理解，達(dá)到綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。

比如，在進(jìn)行“當(dāng)?shù)貛r石種類考察”教學(xué)時(shí)，由于這一部分的實(shí)踐活動(dòng)具有一定的難度，在現(xiàn)在的大環(huán)境、大社會(huì)背景下，學(xué)生很難接觸到當(dāng)?shù)貛r石，對巖石的種類考察并不理解，也很難開展實(shí)踐活動(dòng)。面對這樣的情況，教師就要采取不同的方式來展開實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，讓學(xué)生在不能實(shí)踐的情況下達(dá)到實(shí)踐的效果。若教師單純地通過實(shí)驗(yàn)課本進(jìn)行講解，并不能激發(fā)學(xué)生的興趣和熱情，學(xué)生也并不能理解巖石種類考察的目的以及方法。教師可以引入視頻教學(xué)的方法來對學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的補(bǔ)充，豐富學(xué)生的思想，通過簡單明了的視頻教學(xué)，有效把握學(xué)生的注意力，讓學(xué)生集中精神進(jìn)行觀看，在觀看中逐漸將傳統(tǒng)的文字知識(shí)轉(zhuǎn)化為思想意識(shí),這樣學(xué)生不僅能夠了解巖石的種類都有哪些，還可以在觀看中了解探究巖石的過程以及步驟，逐漸在自己的腦海中建設(shè)一個(gè)框架。

小學(xué)生本身的知識(shí)儲(chǔ)備、社會(huì)閱歷和認(rèn)知能力相對而言較為薄弱，這就導(dǎo)致了科學(xué)知識(shí)在小學(xué)生眼中抽象性和概念性相對較強(qiáng)，小學(xué)生往往無法有效地了解科學(xué)知識(shí)，因此在理解的過程中面臨著較多的困境和問題，這就導(dǎo)致了小學(xué)生在科學(xué)學(xué)習(xí)的過程中厭惡心理相對較強(qiáng)。要想解決這一問題，提高科學(xué)教學(xué)的效率和質(zhì)量，教師就要在實(shí)踐教學(xué)展開過程中有效地構(gòu)建情境，引入更多的視頻資源，通過視頻資源的有效引入，讓抽象化、平面化的文字變成具象化、形象化的視頻呈現(xiàn)，這樣學(xué)生在理解和認(rèn)知上效率更高、質(zhì)量更好，同時(shí)視頻的播放也可以有效地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生更愿意主動(dòng)地探究和思考，當(dāng)學(xué)生的視覺、聽覺得到有效刺激，并且實(shí)現(xiàn)感官聯(lián)動(dòng)之后，學(xué)生對科學(xué)知識(shí)的了解欲望會(huì)進(jìn)一步提高，進(jìn)而提升課堂教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量。教師要引起關(guān)注和重視，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容和小學(xué)生本身的理解能力興趣特點(diǎn)，引入更多的視頻資源，以視頻為引導(dǎo)推動(dòng)課堂教學(xué)的有序開展。

二、借助生活中的實(shí)際事例，展開科學(xué)實(shí)驗(yàn)的探究

科學(xué)來自生活，教師在對學(xué)生進(jìn)行教學(xué)時(shí)不僅要展開知識(shí)的教學(xué)，還要結(jié)合生活展開引導(dǎo)和拓展，將學(xué)習(xí)的內(nèi)容應(yīng)用于生活中，將科學(xué)、生活結(jié)合在一起展開STEM教學(xué)指導(dǎo)。教學(xué)具有一定的神奇性，科學(xué)知識(shí)的探索由無數(shù)的提問、思考、研究和實(shí)踐組成。因此，教師在對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)教學(xué)時(shí)，要培養(yǎng)學(xué)生思考的意識(shí)，抓住科學(xué)本身的色彩來展開教學(xué)內(nèi)容。由于小學(xué)階段的學(xué)生處于孩童階段，對事物的好奇心比較大，因此教師可以借助學(xué)生的好奇來展開有效的引導(dǎo)工作，讓學(xué)生能夠自然而然地在生活實(shí)踐中理解科學(xué)知識(shí)。通過生活與科學(xué)的結(jié)合來豐富學(xué)生的認(rèn)知，幫助學(xué)生更好地消化知識(shí)，進(jìn)而提升自己的專業(yè)能力.

科學(xué)課堂中會(huì)設(shè)置研究與實(shí)踐的環(huán)節(jié)，如在對學(xué)生進(jìn)行“電在生活中的用途”的教學(xué)時(shí)，可以結(jié)合生活中的事例來展開討論，有效引導(dǎo)學(xué)生思考，讓學(xué)生能夠在實(shí)踐和思考的同時(shí)掌握科學(xué)知識(shí)。教師可以提出一些問題，如“電是什么？生活中的電有什么表現(xiàn)形式？具有什么特點(diǎn)和作用？如何能夠證明你們的論述？”之后，教師可以讓學(xué)生進(jìn)行思考，并以小組為單位進(jìn)行合作，大家可以相互討論，將自己的思想進(jìn)行溝通，之后進(jìn)行一些小實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證自己的觀點(diǎn)，最后以小組為單位進(jìn)行匯總，以書面的形式展現(xiàn)小組內(nèi)部的實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)依據(jù)以及實(shí)驗(yàn)結(jié)論。教師可以通過查閱來了解學(xué)生的思想。這樣的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)可以從生活展開，讓學(xué)生明白電的重要性和珍貴性，明白電能夠給我們的生活帶來什么，沒有電的話我們的生活會(huì)成為什么樣子，以實(shí)驗(yàn)帶來的真實(shí)感受來讓學(xué)生真實(shí)體會(huì)，同時(shí)讓學(xué)生具備節(jié)約用電的意識(shí)，在科學(xué)的學(xué)習(xí)中引導(dǎo)學(xué)生的品行，達(dá)到綜合教學(xué)的效果。

生活化教學(xué)的有效研究是十分重要也是十分必要的，在上文中有所提及，因?yàn)樾W(xué)生本身的知識(shí)儲(chǔ)備、社會(huì)閱歷和認(rèn)知能力都處于待發(fā)展階段，因此在該階段想要將科學(xué)知識(shí)有效地傳輸?shù)叫W(xué)生的腦海中，讓學(xué)生理解科學(xué)知識(shí)，甚至有效地應(yīng)用科學(xué)知識(shí)來解決實(shí)踐問題，相對而言往往是較為困難的。在這樣的情況下引入生活片段和生活情境，讓學(xué)生以生活為跳板汲取借鑒和參考是十分必要也是十分重要的。除此之外，生活化教學(xué)在實(shí)踐應(yīng)用的過程中，除了可以有效提高學(xué)生的知識(shí)理解能力和認(rèn)知的效率和質(zhì)量以外，還可以端正學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到科學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)與日常生活兩者之間的聯(lián)系，進(jìn)而更積極主動(dòng)地參與到學(xué)習(xí)中，從被動(dòng)接受變?yōu)橹鲃?dòng)索取，這兩者之間達(dá)成的效益和影響往往有質(zhì)的區(qū)別，教師要引起關(guān)注和重視，找到科學(xué)知識(shí)教學(xué)以及課本內(nèi)容和學(xué)生日常生活實(shí)踐兩者之間的契合點(diǎn)，以此為跳板提高教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量。

三、借助動(dòng)手實(shí)踐活動(dòng)，提升學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)效果

科學(xué)的學(xué)習(xí)和探索離不開實(shí)踐，愛迪生是一名偉大的科學(xué)家，他在研究燈泡的實(shí)驗(yàn)中曾經(jīng)失敗了六千多次，最后終于成功，提升了燈泡的質(zhì)量，若只有科學(xué)知識(shí)和探索的思想而沒有實(shí)踐，愛迪生根本不會(huì)成功。由此可見，實(shí)踐出真知，在對小學(xué)階段的學(xué)生展開科學(xué)教學(xué)的過程中，教師不能忽視動(dòng)手實(shí)踐的教學(xué)意識(shí)，而應(yīng)該借助學(xué)生的能力展開引導(dǎo)和拓展，在實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中激發(fā)學(xué)生的意識(shí)，在動(dòng)手參與中使學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)和思考，同時(shí)幫助學(xué)生融入科學(xué)的大環(huán)境中，感受科學(xué)的應(yīng)用，提升科學(xué)教學(xué)的趣味性，進(jìn)而達(dá)到較好的科學(xué)教學(xué)效果。

如在學(xué)習(xí)“誰在水里溶解得多”時(shí)，教師便會(huì)鼓勵(lì)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐，進(jìn)而解決一些難題。以“過濾”過程實(shí)操為例，首先教師可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入：當(dāng)靠肉眼不能確定物質(zhì)是否發(fā)生溶解時(shí)，我們還可以另一種辦法來辨別（引出“過濾”）。其次，教師可以充分引導(dǎo)學(xué)生發(fā)揮學(xué)習(xí)小組的作用，讓學(xué)生開始動(dòng)手實(shí)踐：一貼，濾紙要緊貼漏斗壁；二低，濾紙的邊緣要稍低于漏斗的邊緣，濾液的液面要低于濾紙的邊緣；三靠，盛濾液的燒杯要靠在傾斜的玻璃棒上，玻璃棒下端要靠在三層濾紙一邊，漏斗的頸部要緊靠接受器的內(nèi)壁。然后教師對小組進(jìn)行分工，要求第一組完成食鹽溶液的過濾；第二、三兩組完成面粉的過濾實(shí)驗(yàn)；第四組完成沙和水混合物的過濾實(shí)驗(yàn)；看哪一組能夠用過濾的方式將該組的物質(zhì)分離出來。最后學(xué)生得出如下結(jié)論：面粉過濾后留下顆粒，所以我們認(rèn)為面粉在水中沒有溶解。而食鹽過濾后沒有留下顆粒，所以判斷物質(zhì)溶解的依據(jù)還有一點(diǎn)，就是“過濾后無顆?！?。因?yàn)槭雏}在水中能溶解，形成了的溶液我們可以叫作食鹽溶液；沙、面粉在水中不能溶解，我們則把它叫作混合物。動(dòng)手實(shí)踐是學(xué)生在所學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上想辦法去解決生活中的困難，去解答困惑。小學(xué)科學(xué)自然也是如此，其強(qiáng)調(diào)發(fā)展學(xué)生對所學(xué)知識(shí)的實(shí)踐運(yùn)用能力；STEM中的科學(xué)素養(yǎng)要求學(xué)生能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)理解自然界中的客觀事物并能參與其中，技術(shù)素養(yǎng)要求學(xué)生具備使用實(shí)踐技術(shù)的能力，工程素養(yǎng)要求學(xué)生能理解這些實(shí)驗(yàn)的一系列過程，數(shù)學(xué)素養(yǎng)則要求學(xué)生能在數(shù)學(xué)的視野下解決不同的困難與問題。綜合種種素養(yǎng)來看，其對學(xué)生知識(shí)實(shí)踐運(yùn)用能力的要求極高，這在很大程度上也意味著小學(xué)科學(xué)學(xué)科的要求與STEM教育的要求形成了統(tǒng)一，并且也啟示我們小學(xué)科學(xué)教師在STEM教育理念的引導(dǎo)下更要重視實(shí)踐操作活動(dòng)。

從小學(xué)生本身的學(xué)習(xí)特點(diǎn)和年齡特征來看，小學(xué)生的動(dòng)手操作欲望是相對較強(qiáng)的，如果可以設(shè)置較多的實(shí)踐類活動(dòng)，小學(xué)生對科學(xué)知識(shí)的接受欲望會(huì)更強(qiáng)且求知欲望相對也會(huì)較強(qiáng)。通過學(xué)生自己實(shí)踐探索和分析研究得出的最終結(jié)論，學(xué)生在理解認(rèn)知和應(yīng)用上占據(jù)優(yōu)勢，教師要認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)，在開展教學(xué)的過程中設(shè)計(jì)更多的實(shí)踐類活動(dòng)，提高課堂氛圍的同時(shí)也提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。除此之外，實(shí)踐類活動(dòng)大多數(shù)是以小組為單位展開的，在小組合作的過程當(dāng)中也可以有效地培養(yǎng)學(xué)生的人際交往能力和合作探究能力，不僅對學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)思維和學(xué)習(xí)欲望提升提供更多的幫助，同時(shí)對學(xué)生的觀念態(tài)度養(yǎng)成也可以提供一定的幫助。

四、借助家校合作的方式，展開科學(xué)的指導(dǎo)

家庭教育對學(xué)生而言同樣重要，學(xué)生不僅要在學(xué)校中進(jìn)行專業(yè)的學(xué)習(xí)，同時(shí)還要在生活中應(yīng)用學(xué)到的內(nèi)容，而家長便是學(xué)生在生活中的監(jiān)督者和指導(dǎo)者。因此，教師要多與家長進(jìn)行溝通，讓家長了解學(xué)生在學(xué)校中的情況以及學(xué)習(xí)內(nèi)容，讓家長能夠具備科學(xué)的思想，在日常生活中以科學(xué)的知識(shí)和思想，引導(dǎo)學(xué)生家長和學(xué)生一起展開科學(xué)探究，在小小的實(shí)驗(yàn)中，培養(yǎng)學(xué)生大大的習(xí)慣和意識(shí)，進(jìn)而達(dá)到綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的。

以“電的本領(lǐng)”這一章節(jié)教學(xué)為例，首先教師在新課導(dǎo)入時(shí)會(huì)提問：“同學(xué)們已經(jīng)學(xué)習(xí)了簡單的電路知識(shí)，誰能說一說一個(gè)簡單電路包括哪些電路元件？”學(xué)生齊聲回答：“電源、用電器、導(dǎo)線和電器元件等?！苯又?，教師會(huì)邀請兩名學(xué)生用這些電路元件連接電路點(diǎn)亮小燈泡。其中一位學(xué)生的小燈泡順利點(diǎn)亮:電流從電池的一端經(jīng)導(dǎo)線流出，通過小燈泡，回到電池的另一端，形成一個(gè)完整的回路，小燈泡就會(huì)發(fā)光。而另一名學(xué)生連接的電路小燈泡沒亮，這也意味著這位學(xué)生的電路出故障了。其次，教師要帶領(lǐng)學(xué)生分析故障原因，這些原因也只是其中的一種可能性，而如何準(zhǔn)確地找出電路中的故障，是師生需要思索的問題。因此，教師可以帶領(lǐng)學(xué)生制作電路檢測器，利用電路檢測器檢測電路故障。這是在課堂教學(xué)中教師進(jìn)行的專業(yè)指導(dǎo)，那么為了家校結(jié)合教學(xué)得到更好的發(fā)展，家長在課后也應(yīng)當(dāng)與孩子共同去“溫習(xí)”課堂內(nèi)容，指導(dǎo)并督促孩子對課堂內(nèi)容進(jìn)行有效鞏固。如在學(xué)完“電的本領(lǐng)”后，當(dāng)孩子回到家中，家長可以鼓勵(lì)孩子用電路檢測器檢測有故障的電路。孩子便會(huì)拿出自己在學(xué)校的一套工具，向家長進(jìn)行演示：用電路檢測器的兩個(gè)檢測頭和一根電線的兩端相連接，如果小燈泡亮了，就說明這根電線沒有故障；如果不亮，則說明這根電線有故障。這時(shí)家長就提出疑問：“如果電路檢測器不靈怎么辦？為什么先要把檢測頭接觸一下呢？檢測僅僅做一次就夠嗎？”接著孩子便會(huì)整理一下實(shí)驗(yàn)方法：一是先把電路檢測器的兩個(gè)檢測頭相互碰一下，看檢測器的燈泡是不是發(fā)光；二是把可能出故障的元件串到電路里，看檢測器的燈泡是否發(fā)光；三是重復(fù)檢測一次。然后孩子便會(huì)用剛才的方法查出電路出故障的地方。家長此時(shí)可以為孩子設(shè)置了一個(gè)有故障的電路，并且讓孩子用電路檢測器把故障找出來。孩子邊操作邊記錄，先是把檢測出來的故障元件放在信封中，在材料盒中換取好的元件；然后重新連接電路，排除故障，使故障電路中的燈泡亮起來。孩子在實(shí)際操作時(shí)，家長一邊指導(dǎo)一邊督促孩子安全實(shí)驗(yàn)，燈泡亮起來，說明孩子已經(jīng)排除故障，成功了。這樣家校結(jié)合的教學(xué)模式，能夠讓家長更清楚地了解孩子的學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)和學(xué)習(xí)成果，在日常生活中孩子也更有信心解決問題，更有助于孩子在學(xué)習(xí)中的可持續(xù)發(fā)展。

五、結(jié)語

綜上所述，科學(xué)是一門具有趣味的科目，教師在對學(xué)生進(jìn)行教學(xué)時(shí)要借助多樣的方式展開教學(xué)，以視頻來提升學(xué)生學(xué)習(xí)的趣味，豐富學(xué)生的認(rèn)知和思想，讓學(xué)生可以理解抽象的科學(xué)知識(shí)，集中目光，更好地理解科學(xué)知識(shí)；生活化的案例可以讓學(xué)生將科學(xué)和生活結(jié)合在一起，讓學(xué)生能夠綜合理解，以正確的態(tài)度面對社會(huì)的現(xiàn)象；實(shí)踐互動(dòng)是實(shí)驗(yàn)的過程，有效地展開可以提升學(xué)生的動(dòng)手能力。上述方式均可以在STEM教學(xué)環(huán)境下展開科學(xué)教學(xué)，效果較好，教師們可以借鑒使用。