STEM教育背景下小學科學教育的思考

龔凱健

STEM教育，即科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）、數學（Mathematics）教育的統稱。在STEM教育背景下，2011年7月，美國發布了《K12科學教育框架：實踐、交叉概念和核心概念》（以下簡稱《框架》），關注了科學教育的三大維度。即：科學與工程實踐、跨學科概念和學科核心思想。

1999年我國第八次基礎教育課程改革以來，小學科學教師的教學觀念有了很大的改變，注意從知識與技能、過程和方法、情感態度價值觀三個維度來組織教學。借鑒于美國的STEM教育和《框架》的三維度教育要求，在當前國際教育環境之下，我國的小學科學教育應該重點關注以下幾點。

一、重視學習模型的創設

《框架》提出了跨學科概念，約瑟夫·科瑞柴科（Josepb Krajcik）認為，美國先前的科學教育都是由一些零散的科學事實所構成。學生在接受了這些科學事實后，并不能很好地應用于解決實際問題，這是由于缺少對眾多事實間聯系的關注。我國的小學科學教育，課改后教師的教育觀念得到了一定的改變，但還是處于淺層次的探究學習，局限于某個學科內某些具體問題的探究過程。跨學科概念，就是要尋找出零散于各學科的相似之處，從各個學科問題的解決過程中，形成一個學生能夠接受的解決問題的模型，為更高層次的學習建立一個框架，便于后續學習能在此框架內進行演繹、推理。

二、扎實開展科技實踐活動

工程、技術和科學的融合，是STEM教育背景下《框架》的顯著特點，也是我國小學科學教育變革的重點?？茖W的學習過程為工程和技術提供理論基礎，在工程和技術過程中又能提出新的科學問題，科學問題的解決同樣也離不開工程和技術的支持。

我國現有的小學科學教材，已經有很多把工程、技術和科學三者融合的課例，在教材的編寫上也很具合理性。教科版每個單元的最后一課，大多是實踐課。六年級上冊《形狀和結構》單元，安排了8個教學內容，前面七課是科學知識的學習。為第八課造“橋”做理論準備，同時在前面的學習中除了科學知識的積累，還幫助學生形成一定的技術，如做框架時皮筋的扣結方式。造“橋”就是一項工程，需要學生充分運用所學知識與技術，方能搭建一座堅固的“橋梁”。但是科學知識的學習，技術的形成，工程的實施都需要時間作保障。特別是工程的實施，以造“橋”為例，按照教材編排的兩個板塊“用紙造‘橋要考慮哪些問題”和“介紹評價我們的‘橋”，一課時顯然是不夠的。教科版六年級上冊四個單元32課，以一個學期20周來計算，每周2節科學課，共40節，考慮到假期和其他因素。難以保證教學活動保質保量開展。所以，科技實踐活動的切實開展需要時間保障，讓學生以工程的方式，充分運用知識與技術，不斷改進工程質量，以達到工程、技術和科學融合的目的。

三、給教學內容“降壓”

在有限的課程時間內，要達到小學科學學習的進階標準，唯一的方法就是去粗求精，選取最為核心的內容開展教學。

《框架》提出了確定核心思想的五個基本原則。（1）具有學科意義：它具有跨越多個學科領域的廣泛的重要性，或者是某個學科中組織相關知識的關鍵概念。（2）具有解釋力：能夠用來解釋許多現象。（3）具有生成性：能夠為理解和探究更為復雜的概念和解決問題提供關鍵的工具。（4）與人們的生活相關：它與社會和個人關注的問題有緊密的聯系，并與學生的生活體驗和興趣相關。（5）能夠從幼兒園貫穿到高中：它可以在多個年級教與學，并不斷提升深度和復雜性。對照五大原則，我國小學科學各版本教材的內容安排是否在第五大原則上出了問題。在小學階段更為關注的是科學與工程實踐、跨學科概念兩大維度，小學階段第一和第二維度的深度學習，是“漁”的獲取，能為后續獲得更多的“魚”做好扎實的準備。比較小學科學中《杠桿》和初中物理《杠桿》的學習，似乎需要達到的教學目標，采用的學習方式都十分接近，那么小學階段的學習要求是否過高？所以在教學內容的安排上，考慮從幼兒園到高中的學習連貫性，降低小學階段的科學知識難度，把有限的時間側重于科學與工程實踐和跨學科概念的形成，是我們迫切思考且需要解決的問題。

編輯 薛小琴endprint