滲透STEM教育理念改變教學(xué)模式

◇吳廣財(cái)（甘肅：靜寧縣實(shí)驗(yàn)小學(xué)）

伴隨著社會(huì)與經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，小學(xué)教育的深化與改革也在有條不紊地進(jìn)行，對(duì)于小學(xué)教學(xué)的要求也在逐步深化。國(guó)家提出并已逐步落實(shí)的“雙減”政策，既減少了小學(xué)生沉重的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，為小學(xué)生提供了輕松的學(xué)習(xí)環(huán)境，也提高了小學(xué)生對(duì)于小學(xué)科學(xué)課學(xué)習(xí)的興趣。在此背景下，STEM 教育理念開始走進(jìn)大家的視野并被重視，其所倡導(dǎo)的以人文思想為主的多學(xué)科綜合教育模式，逐漸被大眾所接受并應(yīng)用于小學(xué)科學(xué)教育中，以期提高小學(xué)生對(duì)于學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣以及核心素養(yǎng)。

在以往傳統(tǒng)教育模式中，教師不僅以灌輸理論的教育模式為主，而且為了更好地提高學(xué)生的教育水平，增加其受教育的時(shí)間，為學(xué)生留下大量的課本作業(yè)。這不但沒有起到提高其教育水平的效果，還加重了學(xué)生的負(fù)擔(dān)，使其對(duì)于學(xué)校、學(xué)習(xí)失去了興趣。在競(jìng)爭(zhēng)壓力日益加大的今天，大多數(shù)家長(zhǎng)為了學(xué)生不輸在起跑線上，在本就不多的放假時(shí)間內(nèi)，為他們報(bào)了各類和校內(nèi)學(xué)習(xí)科目有關(guān)的價(jià)格昂貴的校外培訓(xùn)班。雖然能夠理解這些家長(zhǎng)的心理，其出發(fā)點(diǎn)是為了學(xué)生能夠得到質(zhì)量更高的教育，以求在與其他學(xué)生比較時(shí)能夠不落后于人，但這種行為卻占據(jù)了學(xué)生本就不多的校外活動(dòng)與休息的時(shí)間，大幅度增加了學(xué)生的精神壓力、心理壓力以及身體疲勞，而且不一定能達(dá)到預(yù)期效果。

一、STEM教育理念的背景與核心

科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、數(shù)學(xué)（Mathematics）四個(gè)學(xué)科的首字母，組成了STEM，這也體現(xiàn)了其蘊(yùn)含的內(nèi)容：能夠幫助學(xué)生探索、認(rèn)識(shí)并解釋自然、社會(huì)、思維等存在的客觀規(guī)律的是科學(xué)；以尊重自然為客觀前提，在此基礎(chǔ)上對(duì)其實(shí)施合理、有效的人為改造，并且將與自然界的和諧共處進(jìn)行落實(shí)，則是技術(shù)與工程存在的意義；數(shù)學(xué)作為前兩者以及許多知識(shí)的基礎(chǔ)，為人們解決現(xiàn)實(shí)生活中的問題提供了相應(yīng)的解決方法。這四門學(xué)科在教育過程中不斷深化與發(fā)展，產(chǎn)生了STEM 教育理念。傳統(tǒng)教育將這四門學(xué)科進(jìn)行仔細(xì)劃分，分門別類地授課方式不僅給學(xué)生造成了巨大的負(fù)擔(dān)，還難以讓學(xué)生將四者聯(lián)系到一起，不能達(dá)到很好的教育效果。STEM 教育理念能很好地解決上述問題，以科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)四者為中心并注重進(jìn)行融合的綜合性跨學(xué)科教育，逐步顯現(xiàn)出它的優(yōu)勢(shì)，并在國(guó)內(nèi)得到了一定程度上的重視，2015年9月教育部《關(guān)于“十三五”期間全面深入推進(jìn)教育信息化工作的指導(dǎo)意見（征求意見稿）》中首次提出了STEM 教育理念，并逐步將其應(yīng)用于教學(xué)過程與考試體系當(dāng)中。伴隨著當(dāng)今社會(huì)的不斷發(fā)展，社會(huì)對(duì)于創(chuàng)新型綜合性人才的需求逐步出現(xiàn)并快速擴(kuò)大，傳統(tǒng)的教育模式已經(jīng)不能滿足需要，因此關(guān)于基礎(chǔ)性教育課程的改革也在逐步進(jìn)行。單一的學(xué)科類知識(shí)已經(jīng)無法幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)并改造世界，在此過程中，科學(xué)的理論、技術(shù)的運(yùn)用、工程的設(shè)計(jì)、數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)缺一不可。STEM 教育理念將這四者有效融合，并以實(shí)踐為重點(diǎn)，以培養(yǎng)在科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)四個(gè)方面皆有所認(rèn)知的綜合性創(chuàng)新型人才為宗旨，以求在競(jìng)爭(zhēng)壓力日益增大的今天，為其爭(zhēng)取到一席之地，提高其全球競(jìng)爭(zhēng)力。

二、小學(xué)科學(xué)教育存在的問題

（一）家長(zhǎng)心中的“科學(xué)無用論”

小學(xué)科學(xué)這個(gè)學(xué)科，是區(qū)別于語(yǔ)數(shù)外之類科目的實(shí)用型工具學(xué)科，在小學(xué)生日后的學(xué)習(xí)中并不占據(jù)主導(dǎo)地位，也不是高考所設(shè)的指定科目，只是意在增加小學(xué)生對(duì)于世界的認(rèn)識(shí)與理解，培養(yǎng)其思維能力、創(chuàng)造能力以及動(dòng)手能力等綜合能力。是以在學(xué)生家長(zhǎng)的心里，小學(xué)科學(xué)并不重要，希望其不要占用學(xué)生主要科目的時(shí)間，將注意力全部放在了語(yǔ)數(shù)外等科目上。但他們忽視了科學(xué)對(duì)于小學(xué)生的重要性，科學(xué)能夠激發(fā)年齡尚小、對(duì)世界充滿好奇心的小學(xué)生對(duì)于學(xué)習(xí)的興趣。建造房屋尚且需要打好地基，何況是學(xué)習(xí)知識(shí)呢？

（二）傳統(tǒng)保守的教學(xué)模式

在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，教師大多以理論教學(xué)為主。但小學(xué)科學(xué)這個(gè)科目與其他科目有所不同，小學(xué)科學(xué)更加注重培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力以及動(dòng)手能力等，而單純的理論教學(xué)是無法達(dá)到這個(gè)目的。將學(xué)生囿于范圍與條件皆有限的一方課堂，只是生硬地教給學(xué)生理論知識(shí)，學(xué)生不能對(duì)所學(xué)知識(shí)產(chǎn)生直觀印象，無形之中對(duì)學(xué)生創(chuàng)造性思維的發(fā)展以及動(dòng)手能力的訓(xùn)練產(chǎn)生了嚴(yán)重的阻礙?？菰锓ξ兜睦碚摻虒W(xué)也容易讓學(xué)生失去本應(yīng)該對(duì)于科學(xué)學(xué)科抱有的極大興趣。要認(rèn)識(shí)世界，卻不接觸世界，怎么會(huì)對(duì)其產(chǎn)生了解呢？

（三）教育資源的匱乏

小學(xué)科學(xué)也不像其他學(xué)科的歷史那么悠久，從1998年在小學(xué)開設(shè)科學(xué)這個(gè)科目到現(xiàn)在為止，也只有短短二十幾年的歷史?？茖W(xué)課不像其他科目那樣具有深厚的歷史沉淀下來的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于這個(gè)科目的教學(xué)至今仍處于不斷探索之中。它也不像其他學(xué)科那樣擁有著極其專業(yè)、經(jīng)過相關(guān)學(xué)科多年培養(yǎng)的教師團(tuán)隊(duì)。比如，小學(xué)語(yǔ)文和小學(xué)數(shù)學(xué)在師范類學(xué)校都有專門開設(shè)的專業(yè)，對(duì)未來的人民教師進(jìn)行專業(yè)培養(yǎng)，但小學(xué)科學(xué)可以說基本沒有為其開設(shè)的專業(yè)，也便無法培養(yǎng)出專業(yè)的教師隊(duì)伍。由此在教學(xué)過程中所產(chǎn)生的關(guān)于專業(yè)性、嚴(yán)謹(jǐn)性以及重視程度方面的問題，都將大幅度降低授課的效率與學(xué)生聽課的質(zhì)量。

三、滲透STEM教育理念改變教學(xué)模式

（一）針對(duì)所學(xué)內(nèi)容向?qū)W生提出問題

在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，教師設(shè)計(jì)的教案只是對(duì)傳授的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行劃分，卻沒有對(duì)傳授知識(shí)點(diǎn)的模式進(jìn)行仔細(xì)思考與探索，仍舊以教師向?qū)W生單方面的傳輸為主，并且針對(duì)知識(shí)點(diǎn)留下大量的作業(yè)，使學(xué)生麻木地完成作業(yè)，只在乎作業(yè)完成與否，而沒有精力對(duì)學(xué)習(xí)的內(nèi)容進(jìn)行深入理解與復(fù)習(xí)。但在“雙減”政策實(shí)行的背景下，取消了大量作業(yè)，使學(xué)生有時(shí)間與精力進(jìn)行思考與探索。是以小學(xué)科學(xué)的教師應(yīng)該以STEM 教育理念為核心，靈活運(yùn)用作業(yè)布置的環(huán)節(jié)，針對(duì)所學(xué)內(nèi)容向?qū)W生提出問題，代替煩瑣的書面作業(yè)，以靈活的方式減輕學(xué)生學(xué)習(xí)的負(fù)擔(dān)，以此提高學(xué)生對(duì)于學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣，以及教學(xué)的速度與效果。如，在學(xué)習(xí)《比較不同的土壤》時(shí)，教師不應(yīng)該直接告訴學(xué)生土壤有什么種類、不同種類之間有什么不同，而是可以在課程學(xué)習(xí)之前給學(xué)生布置相關(guān)的作業(yè)，讓其在課外時(shí)間分別對(duì)于不同種類的土壤進(jìn)行大致了解，并且采集少量的樣本，通過觀察與觸摸，發(fā)現(xiàn)它們?cè)陬伾?、顆粒、氣味以及觸感等方面的不同，并進(jìn)行總結(jié)。在后續(xù)的上課時(shí)間內(nèi)，對(duì)于學(xué)生進(jìn)行提問，然后針對(duì)學(xué)生的答案進(jìn)行討論，對(duì)其錯(cuò)誤的答案進(jìn)行正確引導(dǎo)與修正，對(duì)于其未發(fā)現(xiàn)的答案進(jìn)行補(bǔ)充與解釋。這種方式的教學(xué)遠(yuǎn)比理論知識(shí)的傳輸更具有趣味性與效率，更可以提高學(xué)生觀察能力、動(dòng)手能力以及思考問題的能力。

（二）針對(duì)不同學(xué)生開展分層教學(xué)

教師在授課的過程中面對(duì)的不僅僅是一個(gè)小學(xué)生，而是數(shù)量多至幾十人的全班學(xué)生。這些學(xué)生由于成長(zhǎng)環(huán)境、思考方式以及先天條件的不同造成個(gè)體學(xué)習(xí)能力的差異，導(dǎo)致在學(xué)習(xí)知識(shí)時(shí)并不能達(dá)到統(tǒng)一的效果。這就需要教師根據(jù)學(xué)生水平的不同而采取不同的教學(xué)方法。比如，在學(xué)習(xí)《巖石與礦物》時(shí)，需要學(xué)生通過觀察不同種類的巖石，找出它們的特征并進(jìn)行比較。有的學(xué)生可能一開始在教師的話語(yǔ)中就找到了觀察的重點(diǎn)，并得出觀察的結(jié)論：砂巖多數(shù)呈現(xiàn)出白色、灰色以及黃褐色，顆粒較粗，質(zhì)地堅(jiān)硬；石灰?guī)r則以黑、白、灰三色為主體色調(diào)，顆粒較細(xì)，質(zhì)地軟硬適中；大理石則呈現(xiàn)為純白色并伴有花紋，晶瑩剔透，顆粒感比較明顯，材質(zhì)較軟。然而有的學(xué)生卻因找不到觀察的重點(diǎn)而無法得出結(jié)論。這個(gè)時(shí)候就需要教師耐心教導(dǎo)，引導(dǎo)其通過觀察巖石顏色、顆粒、花紋以及硬度等方面，找出不同巖石的特征，從而完成教學(xué)。這也從中體現(xiàn)了以人為本的STEM教育理念。

（三）改變教學(xué)評(píng)價(jià)體系

在以往的教學(xué)中，教師多數(shù)是以學(xué)生期中考試以及期末考試成績(jī)的高低對(duì)學(xué)生進(jìn)行總體評(píng)價(jià)。這種評(píng)價(jià)體系未免存在單一性以及片面性，對(duì)于學(xué)生的學(xué)習(xí)成果并不能合理且全面地評(píng)價(jià)。而運(yùn)用STEM 的教育理念，教師通過觀察學(xué)生思維能力、范圍，創(chuàng)造能力以及平時(shí)的課堂表現(xiàn)和提升速度等，對(duì)其進(jìn)行合理評(píng)價(jià)，不僅能夠減輕考試成績(jī)對(duì)于學(xué)生的壓力，更能夠使學(xué)生對(duì)于自己的學(xué)習(xí)過程產(chǎn)生清晰的了解，可以有效幫助學(xué)生彌補(bǔ)自己學(xué)習(xí)過程中的不足，提高其學(xué)習(xí)的自信心。

（四）進(jìn)行課外知識(shí)拓展

書本上的知識(shí)總是有限的，教師在上課的過程中，為了提高學(xué)生對(duì)于世界的認(rèn)識(shí)與理解，提升其對(duì)于課堂學(xué)習(xí)的新鮮感與興趣，可以憑借其自身深厚的文學(xué)素養(yǎng)，對(duì)學(xué)生課本內(nèi)的知識(shí)進(jìn)行延伸與拓展。比如，在學(xué)習(xí)《太陽(yáng)月亮四季》時(shí)，不僅可以對(duì)太陽(yáng)與月亮的形態(tài)、位置及其對(duì)動(dòng)植物與生活的影響和四季變化的現(xiàn)象進(jìn)行學(xué)習(xí)，還可以由太陽(yáng)與月亮拓展出星星的形態(tài)，并延伸出三者伴隨四季變化而產(chǎn)生的變化。這使學(xué)生在短暫的教學(xué)時(shí)間內(nèi)可以學(xué)習(xí)到更多的內(nèi)容，有效地提高教學(xué)進(jìn)度與質(zhì)量。

（五）注重實(shí)踐教育

STEM 教育理念與傳統(tǒng)的理念不同，更著重于實(shí)踐教育。小學(xué)科學(xué)這個(gè)科目?jī)?nèi)容的特殊性更決定了教師很難通過理論教學(xué)模式達(dá)到教學(xué)效果。而實(shí)踐教學(xué)的模式需要學(xué)校對(duì)于硬件設(shè)施的建設(shè)，比如，科學(xué)實(shí)驗(yàn)室、討論互動(dòng)教室、樣本觀察室以及智能化教室等的建設(shè)，為小學(xué)生科學(xué)的授課提供優(yōu)良的基礎(chǔ)設(shè)施。在小學(xué)科學(xué)的授課中，教師可以多用實(shí)驗(yàn)課來代替理論課，比如，在學(xué)習(xí)《水果發(fā)電》時(shí)，可以帶領(lǐng)小學(xué)生去實(shí)驗(yàn)室，并將其分為不同的小組，利用不同的水果進(jìn)行水果發(fā)電的實(shí)驗(yàn)，比較不同的水果在發(fā)電過程中是否有所不同，并讓各個(gè)小組展開討論，以此讓其直觀地感受到小學(xué)科學(xué)學(xué)習(xí)的趣味性，并對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生好奇心，提高其學(xué)習(xí)的積極性。同時(shí)，在實(shí)驗(yàn)的過程中，讓學(xué)生充分意識(shí)到團(tuán)隊(duì)協(xié)作的重要性，提高其團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力與動(dòng)手能力等。實(shí)驗(yàn)課堂對(duì)于學(xué)生各項(xiàng)能力的開發(fā)遠(yuǎn)不是理論課堂所能達(dá)到的。教師也可以通過在學(xué)校內(nèi)舉辦各種關(guān)于小學(xué)科學(xué)的主題活動(dòng)以及比賽來激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)，充分利用其競(jìng)爭(zhēng)心理來達(dá)到深入學(xué)習(xí)、營(yíng)造學(xué)習(xí)氛圍的作用。還可以開放學(xué)校，讓學(xué)生家長(zhǎng)來參觀其作品，改變家長(zhǎng)心中對(duì)于科學(xué)這個(gè)科目的印象，同時(shí)增進(jìn)對(duì)于學(xué)生的了解，也在家長(zhǎng)的鼓勵(lì)與支持中促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)。

在當(dāng)今社會(huì)中，伴隨著多類新興職業(yè)的快速產(chǎn)生和發(fā)展，以及各類傳統(tǒng)職業(yè)的迅速改革，對(duì)于具有創(chuàng)新能力的復(fù)合型人才的需求愈發(fā)強(qiáng)烈，而傳統(tǒng)的單一型人才則面臨艱難的處境。對(duì)于處在發(fā)展時(shí)期的小學(xué)生來說，運(yùn)用STEM 理念對(duì)其進(jìn)行培養(yǎng)，并滲透于各個(gè)學(xué)科之中至關(guān)重要。其與小學(xué)科學(xué)的有機(jī)結(jié)合，能夠起到鍛煉學(xué)生觀察能力、培養(yǎng)創(chuàng)新思維、訓(xùn)練動(dòng)手創(chuàng)造能力等高效成果，符合復(fù)合型人才的需要。STEM 教育理念如今在國(guó)內(nèi)雖處于初級(jí)階段，但終將通過不斷地發(fā)展與完善、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)而愈加成熟。