依托STEM教育理念優(yōu)化小學(xué)科學(xué)教學(xué)

□江蘇省常州市金壇區(qū)建昌小學(xué) 李赟

STEM 教育實(shí)際上代表了科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)、藝術(shù)等多種學(xué)科的融合，并不是指簡(jiǎn)單的組合或者疊加，而是跨領(lǐng)域的知識(shí)研究，跨學(xué)科的整合，其主要任務(wù)就是通過(guò)學(xué)生的學(xué)習(xí)注重對(duì)其思維能力的培養(yǎng)，通過(guò)實(shí)踐活動(dòng)可以自主地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并且解決問(wèn)題。這一概念的引入對(duì)小學(xué)科學(xué)的教學(xué)有著重要的影響，也為我國(guó)的教育改革提供了新的思考。小學(xué)科學(xué)是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，在小學(xué)科學(xué)教學(xué)改革創(chuàng)新的過(guò)程中，如何依托STEM 教育理念，優(yōu)化小學(xué)科學(xué)教學(xué)是現(xiàn)階段一線教育工作者面臨的一項(xiàng)重要實(shí)踐問(wèn)題。

一、STEM 教育理念融入小學(xué)科學(xué)教學(xué)的背景

（一）STEM 教育的本土化融入

STEM 教育的提出源于20 世紀(jì)的美國(guó)，因此，將STEM 教育融入中國(guó)，無(wú)論是國(guó)家教育背景還是現(xiàn)實(shí)的教育狀況，以及時(shí)間跨度都是要考慮的因素。將STEM 教育理念融入小學(xué)科學(xué)教學(xué)中時(shí)，應(yīng)該努力使STEM 教育本土化，結(jié)合我國(guó)的國(guó)情以及學(xué)生的現(xiàn)狀等教育背景，努力找到符合我國(guó)教育現(xiàn)狀的STEM教育模式，使其余小學(xué)科學(xué)更好地融合。例如，教育者可以將人文情懷、創(chuàng)新思維等等融入STEM 教育理念中，使該教育理念變得更加人性化、本土化，使STEM 教育更符合中國(guó)的小學(xué)科學(xué)教育，這有助于更高效地尋找到符合我國(guó)國(guó)情的STEM 教育的途徑。

（二）STEM 教育的優(yōu)勢(shì)不斷的凸顯

STEM 教育理念的跨學(xué)科融合教育，并不是將各個(gè)學(xué)科的知識(shí)簡(jiǎn)單相加，而是提倡學(xué)生利用各種學(xué)科資源，通過(guò)整合的教學(xué)方式讓學(xué)生掌握科學(xué)知識(shí)和相關(guān)的技能，最后可以靈活地運(yùn)用知識(shí)，通過(guò)自己學(xué)習(xí)的知識(shí)知道該如何解決實(shí)際的問(wèn)題，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)素養(yǎng)。經(jīng)過(guò)研究實(shí)驗(yàn)表明，STEM 教育有助于激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)研究的興趣，容易激發(fā)學(xué)生的探究欲望，可以有效培養(yǎng)小學(xué)階段學(xué)生的團(tuán)體合作精神，解決問(wèn)題的能力和實(shí)踐創(chuàng)新能力，讓學(xué)生充滿(mǎn)對(duì)小學(xué)科學(xué)課堂的自信心，讓學(xué)生有效獲得STEM 領(lǐng)域方面的核心力量，也正是由于其獨(dú)特的教育理念，使STEM 教育逐漸在全世界的教育領(lǐng)域得到推廣。

（三）國(guó)內(nèi)外對(duì)科學(xué)教育的重視

隨著國(guó)內(nèi)外經(jīng)濟(jì)科技的飛速發(fā)展，對(duì)學(xué)生的科學(xué)教育也逐漸受到了高度重視，開(kāi)始對(duì)學(xué)生的科學(xué)教育進(jìn)行改革，美國(guó)早在2013 年就提出STEM 教育理念，提出將“跨學(xué)科融合”“實(shí)踐活動(dòng)”“科學(xué)學(xué)科的核心概念”一起作為小學(xué)科學(xué)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的三大維度，將科學(xué)探究提高到了新的教育地位，從而推動(dòng)了STEM 教育理念在美國(guó)的小學(xué)科學(xué)課程中的有效實(shí)施。在STEM 教育理念的發(fā)展下，可以有效突破傳統(tǒng)小學(xué)科學(xué)的教學(xué)模式，采用多元化的方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行教學(xué)評(píng)價(jià)，將科學(xué)、工程、技術(shù)與數(shù)學(xué)等各種方面進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維的發(fā)展。

二、依托STEM教育理念優(yōu)化小學(xué)科學(xué)教學(xué)的意義

（一）有利于培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題的能力

STEM 教育理念是將學(xué)生置于科學(xué)項(xiàng)目的主題中，通過(guò)其跨學(xué)科融合的學(xué)習(xí)方式，讓學(xué)生在科學(xué)、技術(shù)、工程等各個(gè)方面均有涉獵。讓學(xué)生學(xué)會(huì)通過(guò)不同學(xué)科的知識(shí)去分析問(wèn)題，在科學(xué)探究的過(guò)程中能發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，通過(guò)一定的實(shí)踐活動(dòng)進(jìn)行不斷嘗試，從而找到問(wèn)題解決的方式。小學(xué)科學(xué)是小學(xué)階段最為基礎(chǔ)的學(xué)科，也是培養(yǎng)學(xué)生探究能力，科學(xué)啟蒙的重要課程，STEM 教學(xué)理念的引入為小學(xué)科學(xué)教師提供了新的教學(xué)思路，為學(xué)生提供了各個(gè)學(xué)科的融合實(shí)踐活動(dòng)，讓學(xué)生在探究的過(guò)程中不斷的嘗試，可以培養(yǎng)其發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。

（二）有利于培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作能力

STEM 教學(xué)過(guò)程是通過(guò)一些項(xiàng)目主題開(kāi)展的科學(xué)的教學(xué)活動(dòng)，通常這些主題與小學(xué)階段的學(xué)生日常生活息息相關(guān)，需要學(xué)生之間共同合作探究，在這一過(guò)程中，離不開(kāi)學(xué)生之間的積極交流。在日常的科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)中，學(xué)生以小組為單位進(jìn)行合作探究，在實(shí)踐過(guò)程中，學(xué)生開(kāi)動(dòng)腦筋，說(shuō)出自己的想法提出假設(shè)，然后根據(jù)假設(shè)去實(shí)踐驗(yàn)證，在此過(guò)程中，小組成員之間要相互合作、團(tuán)結(jié)一致、分工明確，教師在旁及時(shí)進(jìn)行指點(diǎn)，在與學(xué)生一起進(jìn)行科學(xué)探究的過(guò)程中，不斷與學(xué)生進(jìn)行交流討論，有助于培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力。

（三）激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)知識(shí)的興趣

在小學(xué)科學(xué)教育中滲透STEM 教育要切實(shí)貼近學(xué)生的生活實(shí)際，且有一定的趣味性，可以有效地提高學(xué)生對(duì)小學(xué)科學(xué)的興趣，提高學(xué)生小學(xué)科學(xué)課堂實(shí)踐活動(dòng)的參與度。在實(shí)施STEM 教育的過(guò)程中，小學(xué)科學(xué)教師應(yīng)及時(shí)引入小學(xué)階段學(xué)生能理解且與其平時(shí)生活息息相關(guān)的問(wèn)題，在此問(wèn)題中隱藏相應(yīng)的科學(xué)知識(shí)，在激發(fā)學(xué)生的好奇心后，引導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐并且找到問(wèn)題的答案，在此過(guò)程中了解一些相關(guān)的科學(xué)小知識(shí)，從而激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)知識(shí)的好奇心。在依托STEM 教育理念的小學(xué)科學(xué)的教學(xué)過(guò)程中通常少不了動(dòng)手實(shí)踐或者動(dòng)手制作的課程，教師要重視學(xué)生的參與度和喜愛(ài)程度，而小學(xué)階段的學(xué)生活潑好動(dòng)，對(duì)新鮮事物都蠢蠢欲動(dòng)，對(duì)動(dòng)手制作也存在著一定的興趣，因此，在諸如此類(lèi)動(dòng)手制作的科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)中，很容易激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)欲望，并且熱衷于將自己的制作成果分享給他人，因此依托STEM教育的小學(xué)科學(xué)教學(xué)正好符合小學(xué)階段學(xué)生的身心年齡的特點(diǎn)，激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)知識(shí)的求知欲，有效提高學(xué)生對(duì)小學(xué)科學(xué)相關(guān)課程的興趣。

三、依托STEM教育理念優(yōu)化小學(xué)科學(xué)教學(xué)的策略

（一）立足學(xué)生教材，選擇合適教學(xué)內(nèi)容

在依托STEM 教育理念進(jìn)行小學(xué)科學(xué)教育的過(guò)程中，課程內(nèi)容的選擇是至關(guān)重要的，其選擇直接決定了該科學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量，因此，小學(xué)科學(xué)教師應(yīng)該立足于小學(xué)科學(xué)的學(xué)生教材，為學(xué)生選擇合適的教學(xué)內(nèi)容。在小學(xué)科學(xué)的教材中，在每一個(gè)單元的最后都會(huì)有一個(gè)實(shí)踐活動(dòng)，大多是這個(gè)單元科學(xué)知識(shí)的綜合，但是傳統(tǒng)課本上的活動(dòng)流程也不夠明確，在傳統(tǒng)的教學(xué)過(guò)程中很多教師通常選擇忽略，或者按照該活動(dòng)講解一下，并不能激發(fā)學(xué)生對(duì)該科學(xué)實(shí)踐的興趣。在進(jìn)行科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)的過(guò)程中如果教師不能給予正確的引導(dǎo)，對(duì)科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)沒(méi)有一個(gè)明確的實(shí)踐流程，就會(huì)導(dǎo)致學(xué)生在實(shí)踐過(guò)程中像無(wú)頭蒼蠅一樣亂撞，不僅沒(méi)有達(dá)到綜合運(yùn)用知識(shí)的目的，其學(xué)習(xí)效果自然也是比較差的。因此，教師在教學(xué)的過(guò)程中應(yīng)該選擇合適的教學(xué)內(nèi)容，針對(duì)教材中的內(nèi)容設(shè)計(jì)一個(gè)適合學(xué)生的綜合實(shí)踐活動(dòng)，從而調(diào)動(dòng)學(xué)生的各種學(xué)科知識(shí)，從而實(shí)現(xiàn)單元知識(shí)的綜合應(yīng)用。

例如，在小學(xué)科學(xué)的學(xué)習(xí)過(guò)程中，會(huì)涉及很多關(guān)于植物的科學(xué)知識(shí)，一年級(jí)下冊(cè)中學(xué)習(xí)“多姿多彩的植物”，三年級(jí)下冊(cè)中學(xué)習(xí)的第一單元“植物的一生”引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注植物的生長(zhǎng)，第二單元“植物與環(huán)境”引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到植物與自然環(huán)境之間的關(guān)系，還有四年級(jí)下冊(cè)學(xué)習(xí)的“繁殖”中用植物的種子或者是用根、莖和葉進(jìn)行繁殖。但是由于學(xué)生的年齡限制導(dǎo)致學(xué)生對(duì)植物的認(rèn)識(shí)是比較少的，對(duì)植物也缺乏一定的了解，學(xué)生只是單純地通過(guò)教材并不能很好地了解這些知識(shí)。因此，教師可以組織全班參與“科學(xué)學(xué)科的植物種植實(shí)踐活動(dòng)”特別是針對(duì)三年級(jí)的學(xué)生，教師可以引導(dǎo)學(xué)生參與植物種植的實(shí)踐活動(dòng)，讓學(xué)生從種子入手，認(rèn)識(shí)自己親手種植的植物是什么樣的形狀，其根、莖、葉的特點(diǎn)，其生活習(xí)性，是如何繁殖的等。在此實(shí)踐活動(dòng)中，教師可以為學(xué)生提供幾種不同的植物種子供學(xué)生選擇，然后讓學(xué)生通過(guò)查詢(xún)資料、詢(xún)問(wèn)家長(zhǎng)或者專(zhuān)業(yè)人士了解自己種植植株的習(xí)性，每一個(gè)人根據(jù)自己植株的情況記錄相應(yīng)的植物日記，將植物發(fā)芽、長(zhǎng)葉、開(kāi)花和結(jié)果的過(guò)程、時(shí)間和植物的狀態(tài)都記錄下來(lái)。在此實(shí)踐活動(dòng)中不僅可以提高學(xué)生的參與度，還鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手能力、勞動(dòng)能力和制作能力，同時(shí)也讓學(xué)生了解到環(huán)境保護(hù)的必要性，形成校園綠色文化氛圍。

（二）聯(lián)系生活實(shí)際，探索綜合實(shí)踐課程

依托STEM 教育理念的教學(xué)活動(dòng)中，大多都注意聯(lián)系學(xué)生的日常生活實(shí)際，凸顯了我們?nèi)粘Ｉ钪胸叫杞鉀Q的問(wèn)題，所涉及的實(shí)踐活動(dòng)大多都是依據(jù)社會(huì)的熱點(diǎn)問(wèn)題，具有一定真實(shí)性、生活性。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)過(guò)程中，教師應(yīng)該注重引導(dǎo)學(xué)生善于觀察身邊的事物，引導(dǎo)學(xué)生可以發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并且想辦法解決問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)習(xí)到的科學(xué)知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際生活中。在小學(xué)科學(xué)教師教學(xué)過(guò)程中應(yīng)該選擇身邊較為常見(jiàn)的生活現(xiàn)象，為學(xué)生講解其中蘊(yùn)涵的科學(xué)知識(shí)，讓學(xué)生明確其中蘊(yùn)涵的科學(xué)道理，引導(dǎo)學(xué)生在遇到生活中的問(wèn)題時(shí)，應(yīng)該融合各個(gè)學(xué)科知識(shí)進(jìn)行解決，對(duì)知識(shí)進(jìn)行靈活運(yùn)用。教師應(yīng)該帶領(lǐng)學(xué)生根據(jù)生活的需要，引導(dǎo)學(xué)生利用所學(xué)習(xí)的知識(shí)一起完成綜合實(shí)踐活動(dòng)，進(jìn)而達(dá)到STEM 教育理念下的小學(xué)科學(xué)教學(xué)目標(biāo)，以此來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的生活實(shí)踐能力、解決問(wèn)題的能力。

例如，在學(xué)習(xí)三年級(jí)下冊(cè)中第四單元“身邊的材料”這一單元時(shí)，在學(xué)生學(xué)習(xí)了天然材料和人造材料后，了解了關(guān)于不同材料是怎么來(lái)的，例如紙、金屬、塑料，知道了它們各自的特點(diǎn)，知道不同的材料是如何制作而成的，也明白了不同的材料不同的用處，在學(xué)習(xí)了這一系列課程后，教師可以引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系生活實(shí)際，思考日常生活中都常遇到哪些材料，讓學(xué)生對(duì)平時(shí)常用的材料都有一個(gè)大概的概念。然后教師可以結(jié)合日常生活的實(shí)際讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到垃圾的危害，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注到塑料垃圾造成的“白色污染”，引導(dǎo)學(xué)生合作討論都有哪些地方會(huì)產(chǎn)生塑料垃圾，在此過(guò)程中學(xué)生也是暢所欲言，有的說(shuō)平時(shí)去超市或者買(mǎi)菜用的購(gòu)物袋，有的學(xué)生說(shuō)快遞產(chǎn)生的包裝袋。當(dāng)前隨著網(wǎng)絡(luò)購(gòu)物行業(yè)越來(lái)越發(fā)達(dá)，快遞是現(xiàn)實(shí)生活中產(chǎn)生的一個(gè)嚴(yán)重問(wèn)題，同時(shí)也是塑料垃圾產(chǎn)生的又一大問(wèn)題根源所在，教師可以通過(guò)這個(gè)切入點(diǎn)引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注快遞包裝，通過(guò)測(cè)量、記錄，親手拆快遞等體驗(yàn)方式讓學(xué)生理解到快遞過(guò)度的包裝帶來(lái)的“白色污染”，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個(gè)生活場(chǎng)景，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)環(huán)保的、可以進(jìn)行循環(huán)利用的新快遞包裝。這樣如何制作可循環(huán)利用又環(huán)保的快遞包裝就成了科學(xué)綜合實(shí)踐探索活動(dòng)，經(jīng)過(guò)討論研究，學(xué)生紛紛設(shè)計(jì)了相應(yīng)的快遞包裝，同時(shí)著手繪制及制作自己構(gòu)想的快遞包裝，有的學(xué)生設(shè)計(jì)的“拉鏈?zhǔn)降目爝f包裝”，有的學(xué)生設(shè)計(jì)的“可反復(fù)充氣式的快遞包裝”等。在這個(gè)過(guò)程中有助于學(xué)生綜合利用所學(xué)知識(shí)，解決生活中的實(shí)際問(wèn)題，有助于學(xué)生的全面發(fā)展以及綜合能力的提升。

（三）結(jié)合學(xué)生興趣，拓展個(gè)性化的課程

隨著人們生活方式的改變，信息技術(shù)的不斷進(jìn)步，給學(xué)生的學(xué)生方式也帶來(lái)了很大變化，從最初的“填鴨式教學(xué)”到現(xiàn)在注意讓學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，為學(xué)生提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)已經(jīng)是老生常談的話題了。傳統(tǒng)的小學(xué)科學(xué)課堂較為枯燥乏味，雖然科學(xué)教學(xué)中的知識(shí)具有一定的趣味性，但是隨著信息技術(shù)的發(fā)展，教材已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上時(shí)代發(fā)展的腳步，一些實(shí)驗(yàn)探究已經(jīng)滿(mǎn)足不了學(xué)生的好奇心，教材的知識(shí)量也趕不上學(xué)生知識(shí)增長(zhǎng)的需要了。因此，教師應(yīng)該根據(jù)學(xué)生興趣和年齡特點(diǎn)，為學(xué)生拓展相應(yīng)的個(gè)性化的課程，為學(xué)生創(chuàng)造一些更加有趣的實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)。

例如，教師可以利用“科學(xué)微視頻”的活動(dòng)促進(jìn)學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展，“科學(xué)微視頻”就是記錄學(xué)生平時(shí)在進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)或者綜合實(shí)踐探究時(shí)的一些有趣的或者寫(xiě)實(shí)的視頻片段，5 分鐘左右。而這種形式的微視頻，不僅記錄了學(xué)生在學(xué)習(xí)科學(xué)或者進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的精彩瞬間，展示了學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展，而且在學(xué)校、班級(jí)中進(jìn)行視頻播放展示，可以讓更多的學(xué)生看到，積極地參與到科學(xué)的實(shí)驗(yàn)中來(lái)。教師給予學(xué)生自主探究的權(quán)利，學(xué)生可以選擇自己感興趣的實(shí)驗(yàn)或者實(shí)踐活動(dòng)，進(jìn)行自由探索，進(jìn)而達(dá)到促進(jìn)學(xué)生個(gè)性化發(fā)展的目的。通過(guò)一段時(shí)間的微視頻實(shí)踐活動(dòng)發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對(duì)微視頻的接受度非常強(qiáng)，且對(duì)此都十分地感興趣，慢慢地很多學(xué)生都有了自己的小視頻，有的學(xué)生記錄了自己發(fā)現(xiàn)的日常生活中的動(dòng)物或者植物，如《雨后的蚯蚓》《螞蟻搬家》《含羞草會(huì)害羞》；有的學(xué)生記錄了一些科學(xué)的小實(shí)驗(yàn)，如《自制彩虹》《聲音的傳遞》《顏色變變變》；還有的學(xué)生記錄了長(zhǎng)期的紀(jì)錄片，《金蟬脫殼》《蛋殼泡醋》等一系列的作品。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，STEM 教育理念就是跨學(xué)科的融合，將學(xué)科知識(shí)按照一定的邏輯順序進(jìn)行跨學(xué)科的重新排列組合，然后呈現(xiàn)給學(xué)生，同時(shí)還要保證知識(shí)的內(nèi)容是學(xué)生可以接受和理解的具有基礎(chǔ)性的，知識(shí)是具有全面性的。該教育理念不僅貼近學(xué)生的性格特點(diǎn)，而且能培養(yǎng)學(xué)生各方面的能力，已經(jīng)對(duì)我國(guó)的小學(xué)科學(xué)教育改革帶來(lái)了極大的影響，促進(jìn)了小學(xué)科學(xué)教學(xué)課程的趣味性，維護(hù)了學(xué)生對(duì)未知的探索欲望，促進(jìn)了學(xué)生在長(zhǎng)期科學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程中認(rèn)知水平的提高，從而能使小學(xué)科學(xué)教學(xué)能真正落到實(shí)處。