讓小學(xué)科學(xué)與STEM教育擦出精彩火花

孟海玲

【摘要】STEM教育是一種跨學(xué)科教育理念，強調(diào)知識的綜合運用和思維的跨界融合，注重培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)。小學(xué)科學(xué)作為一門科學(xué)素養(yǎng)的啟蒙課程，具有綜合性、實踐性等特點，與STEM教育有著諸多相同之處，這也為STEM教育的滲透提供了有利條件。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中滲透STEM教育，開展跨學(xué)科教學(xué)，可以擦出精彩火花。

【關(guān)鍵詞】小學(xué)科學(xué);STEM教育;對接;策略

STEM是一種源于國外的教育方法，也是一種先進的教育理念，現(xiàn)如今在我國教育領(lǐng)域比較盛行。STEM教育是一種跨學(xué)科教育理念，集科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)四門學(xué)科于一體，應(yīng)用多學(xué)科知識解決復(fù)雜問題的一種方法，STEM教育跨學(xué)科、重實踐，強調(diào)知識的綜合運用和思維的跨界融合，注重培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)。小學(xué)科學(xué)作為一門科學(xué)素養(yǎng)的啟蒙課程，具有綜合性、實踐性等特點，與STEM教育有著諸多相同之處，這也為STEM教育的滲透提供了有利條件。筆者嘗試在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中滲透STEM教育，開展跨學(xué)科教學(xué)，讓小學(xué)科學(xué)與STEM教育擦出精彩火花。

一、STEM教育為科學(xué)教學(xué)添翼

在科學(xué)教學(xué)中滲透STEM教育，應(yīng)堅持學(xué)科立場，以科學(xué)學(xué)科為中心，同時借助STEM教育方法，為科學(xué)教學(xué)加油助力，給科學(xué)教學(xué)增光添彩，為科學(xué)探究添翼助飛。STEM教育對科學(xué)教學(xué)具有多重價值，現(xiàn)簡單例舉三點。

1.激發(fā)科學(xué)學(xué)習(xí)興趣

興趣是成功的秘訣，喜歡科學(xué)是學(xué)好科學(xué)的前提，學(xué)生只有對科學(xué)內(nèi)容感興趣，才會喜歡科學(xué)，喜歡探究學(xué)習(xí)。傳統(tǒng)科學(xué)課堂教學(xué)比較封閉，教師教學(xué)方法陳舊，尤其是學(xué)科之間缺少交叉，科學(xué)教學(xué)內(nèi)容枯燥，探究活動形式單調(diào)，科學(xué)學(xué)習(xí)趣味性不強，科學(xué)課堂氣氛沉悶，導(dǎo)致多數(shù)學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)興趣點降低，這也是科學(xué)教學(xué)低效的主要原因。

STEM教育融入科學(xué)課堂教學(xué)，具有激趣促學(xué)的價值。STEM教育是一種跨學(xué)科教學(xué)，綜合了多學(xué)科知識、方法，讓科學(xué)教學(xué)內(nèi)容更豐富，使科學(xué)學(xué)習(xí)方式更多元。STEM教育創(chuàng)新了科學(xué)課堂教學(xué)方法和模式，將科學(xué)探究活動與STEM活動結(jié)合起來，讓科學(xué)學(xué)習(xí)變得趣化、美化、活化，較好的激發(fā)了學(xué)生好奇心，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，扭轉(zhuǎn)了學(xué)生被動學(xué)習(xí)的局面，讓學(xué)生積極參與到科學(xué)探究活動中，使學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主人。

2.提升科學(xué)探究效果

探究式學(xué)習(xí)是科學(xué)學(xué)習(xí)的主要方式，學(xué)生在教師的引領(lǐng)下解決科學(xué)問題，通過自主探究學(xué)習(xí)，實現(xiàn)知識的自我建構(gòu)。在科學(xué)探究中，學(xué)生一般只會用到科學(xué)知識和科學(xué)方法去探究科學(xué)問題，而有些科學(xué)問題卻較為復(fù)雜，僅靠一門學(xué)科知識或單一的方法是無法解決的，這就需要學(xué)生能夠擁有多學(xué)科知識，學(xué)會運用綜合知識和方法去探究。STEM教育的跨學(xué)科特點，為科學(xué)問題的探究與解決提供了便利，在STEM活動中，學(xué)生要應(yīng)用多學(xué)科知識，學(xué)會多視角觀察，多維度思考，在科學(xué)探究中，學(xué)生學(xué)會跨界思維，運用科學(xué)思維、技術(shù)思維、工程思維、數(shù)學(xué)思維等多元思維去解決問題。STEM教育理念指引下的小學(xué)科學(xué)教學(xué)，激活學(xué)科知識與多元智能，優(yōu)化學(xué)習(xí)方式與方法，助力學(xué)生探究與理解，提升科學(xué)探究效果。

3.促進科學(xué)素養(yǎng)培育

培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)是科學(xué)教學(xué)的宗旨，科學(xué)素養(yǎng)包含了科學(xué)興趣、科學(xué)知識、科學(xué)方法與科學(xué)精神四大要素，而要培育好這些科學(xué)素養(yǎng)，必須給學(xué)生提供更好的學(xué)習(xí)平臺，將學(xué)生引入科學(xué)探究過程，讓他們親身實踐體驗，親自應(yīng)用感悟，幫助他們?nèi)嬲J(rèn)知，促進他們感知理解。STEM教育就是這樣一個有助于學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)培育的平臺，STEM教育與科學(xué)教學(xué)的結(jié)合，讓科學(xué)教學(xué)內(nèi)容趣味化，使科學(xué)教學(xué)活動主體化，讓科學(xué)探究方法多元化?？茖W(xué)學(xué)科與其它學(xué)科的串聯(lián)，多學(xué)科知識與思維的整合，放大科學(xué)教學(xué)的力量，較好地培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)興趣，有效建構(gòu)科學(xué)知識，幫助學(xué)生掌握科學(xué)方法，蘊育科學(xué)精神。

二、科學(xué)教學(xué)與STEM教育對接

若要提高科學(xué)教學(xué)中滲透STEM教育的效果，必須找準(zhǔn)科學(xué)與STEM的融合點，在兩者之間搭建一個跳板，以便于兩者之間的有效對接。教師可以采取以下策略進行鏈接，達(dá)到科學(xué)教學(xué)與STEM教育的有機融合。

1.借助情境鏈接

情境教育理論認(rèn)為：情境激發(fā)學(xué)生情感，發(fā)動和促進認(rèn)知。情境是指在一定時間內(nèi)各種情況的相對的或結(jié)合的境況，情境是一種帶有情緒色彩的具體形象的場景，情境具有直觀形象性、情感激勵性等特點，有助于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，情境增強學(xué)生的情感體驗，有助于知識的應(yīng)用與遷移，情境通過人的感官而影響學(xué)生的心理情緒，為學(xué)生的學(xué)習(xí)營造良好的學(xué)習(xí)環(huán)境。

情境教學(xué)是科學(xué)教學(xué)的基本方法，也是STEM教育的必由之路，情境對于兩者都很重要，如同科學(xué)教學(xué)與STEM教育的共同橋梁，因此，在小學(xué)科學(xué)中開展STEM教育，教師可以創(chuàng)設(shè)情境，用情境為載體，借助情境進行鏈接。在創(chuàng)設(shè)情境過程中，要盡量確保情境的生活性與真實性，用學(xué)生身邊的事例，或者生活中的現(xiàn)象，作為科學(xué)探究與STEM活動鏈接的橋梁，以實現(xiàn)兩者之間的無縫對接與有機融合。

2.借助問題鏈接

陶行知說過：“有了問題才會思考，有了思考，才有解決問題的方法?！眴栴}是科學(xué)學(xué)習(xí)的起點，探究是科學(xué)學(xué)習(xí)的方式，科學(xué)探究就是解決問題的過程，就是學(xué)生在教師的引導(dǎo)下，圍繞科學(xué)問題思考和尋找解決問題的方法，然后自己去嘗試實踐，實現(xiàn)問題的自我解決。問題讓科學(xué)探究有根源，使學(xué)生思維有依靠。問題也是STEM教育的載體，STEM教育以問題為起點，以問題解決為活動主線。問題是連接科學(xué)與STEM的紐帶，因此，教師在STEM教育理念引領(lǐng)下的科學(xué)教學(xué)中，可以借助問題進行鏈接，實現(xiàn)兩者的有效對接。在設(shè)計問題時，既要保持科學(xué)的學(xué)科特點，又要帶有學(xué)科的跨界特色，還要提高問題的復(fù)雜性、綜合性與挑戰(zhàn)性，這樣既能提高學(xué)生的科學(xué)探究興趣，又能凸顯學(xué)科的融合性與活動的探究性。

3.借助作品鏈接

STEM教育的核心是工程，而工程的核心是設(shè)計與建造，設(shè)計作品是STEM教育的產(chǎn)出環(huán)節(jié)，在作品設(shè)計中實現(xiàn)知識的遷移與融合。設(shè)計也是科學(xué)教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，設(shè)計實驗方案，設(shè)計創(chuàng)意作品，在設(shè)計后展開實踐性活動，將理想變?yōu)楝F(xiàn)實。設(shè)計是科學(xué)教學(xué)與STEM教育的共同環(huán)節(jié)，而作品是兩者的融通點，作品是設(shè)計后的終端產(chǎn)品，是學(xué)習(xí)結(jié)果的外化，是知識與能力的外顯。教師可以借助作品，將科學(xué)教學(xué)與STEM教育鏈接到一起，讓學(xué)生在設(shè)計作品、制作作品、展示作品、評估作品的過程中，實現(xiàn)手腦雙揮、做思合一，同時借助作品來提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提升學(xué)生的實踐能力與創(chuàng)新能力，提升學(xué)生的成就感與自信心。

三、科學(xué)教學(xué)中滲透STEM教育策略

科學(xué)教學(xué)中滲透STEM教育不是簡單的跨界，不是機械地把各學(xué)科進行疊加，而是要統(tǒng)整考慮，統(tǒng)一設(shè)計，有機交融。教師可以采取以下具體操作策略，實現(xiàn)兩者的整合，放大教育的力量，提升教學(xué)的實效。

1.挖掘素材，精選項目

STEM教育實際上是一種項目學(xué)習(xí)活動，誠如科學(xué)中的項目研究，因此，項目的選擇與設(shè)計是開展STEM教育的前提。不是所有科學(xué)內(nèi)容都適合開展STEM教育，不是任何一個科學(xué)內(nèi)容都可以成為STEM活動項目，STEM活動項目應(yīng)屬于工程類，具有綜合性、實踐性，綜合運用科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)知識和方法，通過手腦并用方式去完成項目研究，實現(xiàn)問題的解決。

教師要精選科學(xué)研究項目，以實現(xiàn)學(xué)科知識的有機整合。在開發(fā)設(shè)計活動項目時，可以從現(xiàn)有的科學(xué)教材中挖掘，或者去學(xué)生的日常生活中挖掘。例如，教師可以在《搭支架》這一課的教學(xué)中滲透STEM教育，把教材進行適當(dāng)改編，設(shè)計了一個“建寶塔”項目，將搭支架應(yīng)用于建筑之中。筆者也曾經(jīng)結(jié)合學(xué)生喜歡玩具汽車的事例，開發(fā)設(shè)計一個“心愛的小車”項目，組織學(xué)生討論小車的特點，設(shè)計制作一輛小車，設(shè)法改進車輪，使小車走得更遠(yuǎn)。

2.基于探究，精設(shè)活動。

科學(xué)探究是獲取科學(xué)知識的重要方法，探究式學(xué)習(xí)是學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)與開展STEM活動的重要方式，探究式學(xué)習(xí)以學(xué)生為學(xué)習(xí)主體，以自主探索為活動中心，在探究中實現(xiàn)知識的融會貫通。在科學(xué)教學(xué)中滲透STEM教育，需以活動為探究的載體，要精設(shè)活動，用豐富多彩的探究性活動，蘊育學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生綜合能力。

為了凸顯跨學(xué)科特點，教師設(shè)計的活動應(yīng)具有探究性、復(fù)雜性、綜合性、實踐性，可以是設(shè)計活動，可以是制作活動，可以是思考活動，可以是實踐活動，有工程建造活動，有技術(shù)優(yōu)化活動，有數(shù)學(xué)計算活動等。例如，筆者在教學(xué)《搭支架》一課時，將其改編為“家鄉(xiāng)的寶塔”，使其帶有STEM教育味道，筆者創(chuàng)設(shè)尋訪家鄉(xiāng)寶塔的情境，引導(dǎo)學(xué)生尋寶塔、賞寶塔，通過問題驅(qū)動：“為什么寶塔下大上?。俊苯M織學(xué)生討論寶塔的結(jié)構(gòu)，探究寶塔的特點，筆者著重安排了寶塔設(shè)計與制作活動，讓學(xué)生綜合運用知識，動腦設(shè)計，繪制樣圖，親手制作。最后，筆者還設(shè)置了作品展評活動，引導(dǎo)學(xué)生展示成果，分享經(jīng)驗，評價完善。學(xué)生在討論、設(shè)計、制作、評價中探究支架的結(jié)構(gòu)，認(rèn)識支架的作用，進行實踐創(chuàng)新。

3.跨界思維，精致融合

跨界是STEM教育的顯著特點，是跨越學(xué)科的邊界，將多門學(xué)科進行融合，有學(xué)科知識的整合，有多元思維的融合。通過跨界融合，助推科學(xué)問題的解決，科學(xué)概念的理解，科學(xué)知識的建構(gòu)。以往小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，一般應(yīng)用單學(xué)科知識，采取單一性思維，而融入STEM教育理念的科學(xué)教學(xué)，需要彰顯跨學(xué)科特色，將技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)等知識融入科學(xué)，需要采取跨界思維，多視角觀察多維度思考，運用技術(shù)思維、工程思維、數(shù)學(xué)思維去解決科學(xué)問題。在跨界整合時，要做到精致融合，實現(xiàn)無縫對接。例如，在教學(xué)《搭支架》一課中，筆者重點利用作品設(shè)計環(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生從工程、技術(shù)、數(shù)學(xué)、美術(shù)等角度進行思考，將多元思維用于寶塔搭建的活動中，兼顧寶塔的牢固、美觀、節(jié)材，從而在跨界思維中整合學(xué)科知識，實現(xiàn)學(xué)科的精致融合，提高科學(xué)教學(xué)質(zhì)效，促進學(xué)生綜合素養(yǎng)提升。

【參考文獻(xiàn)】

[1]陶軼敏.混合式學(xué)習(xí)支持下的小學(xué)STEM教育[J].教學(xué)與管理：小學(xué)版，2021（6）.