在小學自然班中實施STEM教育替代科學課程的幾點建議與對策

石靜+白可+劉軍

摘 要 當前，STEM教育理念在我國尚沒有被廣泛普及，廣大教師對跨學科教學的知識內容組織、教學形式、評價方式、資源與環境建設等方面都沒有形成共識，STEM教育的推廣與實施還存在諸多現實問題。針對STEM課程在小學自然班實踐過程中發現的問題和不足，總結在小學自然班中實施STEM教育替代科學課程，針對教師給出的幾點建議與對策。

關鍵詞 小學科學；STEM教育；核心素養；項目學習

中圖分類號：G623.6 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2017）18-0014-03

Some Suggestions and Countermeasures on Implementation of STEM Education Instead of Science Curriculum in Primary School//SHI Jing， BAI Ke， LIU Jun

Abstract At present， the concept of STEM education has not been widely popularized in our country. There is no consensus among the

teachers on the organization of knowledge content， teaching form， evaluation methods， resources and environment construction of interdisciplinary teaching. The promotion and implementation of STEM education still exist many realistic problems. According to the

problems and shortcomings in the practice of STEM curriculum in primary school classes， summarizes the implementation of STEM education in primary school science curriculum instead of natural classes， and gives some suggestions and countermeasures for teachers.

Key words elementary school science； STEM education； core com-petence； project learning

1 前言

STEM教育并不是科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）和數學（Mathematics）教育的簡單疊加，而是要將四門學科內容組合形成有機整體，以更好地培養學生的創新精神與實踐能力。STEM教育的實質是通過把學生學習過程中的困難點引入項目，以問題引發學生學習興趣，以項目式教學帶動學生主動學習。STEM教育具備九大特性：跨學科、趣味性、體驗性、情境性、協作性、設計性、藝術性、實證性和技術增強性。

2017年1月19日，教育部印發《義務教育小學科學課程標準》（以下簡稱“《課標》”），對小學科學的課程性質作了界定：小學科學課程是一門基礎性、實踐性、綜合性的課程；對于培養學生的科學素養、創新精神和實踐能力具有重要的作用。STEM課程引入小學科學課程體系，對于實現科學課程培養目標具有有積極影響。STEM教育的興起與發展可以理解為立足于科學教育的發展瓶頸，探尋科學教育的改革之路，借助哲學上系統的、聯系的思維洞察理工科教育之間的普遍聯系，以綜合化、集成化的視野來促進科學教育事業的蓬勃發展。然而，小學自然班沒有足夠的空間和結構來支持STEM教育所需要的團隊合作、小組討論和操作實踐。如何在小學自然班中有效地進行STEM教育，培養學生“像工程師一樣思考”，提高他們的核心素養，成為STEM教育實施的關鍵。

2 小學自然班中實施STEM教育替代科學課程常見問題

通過一個學期的教學實施和課堂觀察，以及結合視頻課例補充總結，截至目前，在小學自然班中實施STEM教育替代科學課程存在以下幾個問題。

自然班空間結構差，教師引導協助不合理，不利于團隊協作和小組討論 學校的教師資源配置與辦學理念和教育重點有關。不少學校設有特定的科學教室，但是仍有不少班級的科學課程是在自然班中進行。STEM教育中高頻次的互動討論、小組實驗，在自然班中不能較好地得到實現。每次小組活動，各個小組的學生都需要臨時離開座位到指定的小組集合點，完成討論和實驗，這也使得課堂時間更緊湊，教師稍不留意，課堂紀律就會變得很渙散。同時，每次臨時的集合，討論或是實驗，也使得分工合作和小組活動的效果不盡如人意。STEM教育交給學生的時間更多，教師更多的是起引導作用，而如何高效地引導學生，就對教師提出更高的要求。在實際的課堂中會出現很多問題，比如：在小組協作時，部分學生缺乏自控能力，學習態度不夠端正；部分學生內向，不愿表達自我，不參與課堂活動。

教師STEM專業能力和素養不足，備課授課欠缺新理念 STEM教育的引入，是對學生的挑戰，更是對授課教師的考驗。授課教師在教學各個環節都需要重新審視自己的設計、實施的方法和策略。STEM課程并非簡單的科學、技術、工程、數學等四門學科的融合，而是一種多學科整合的教學形式，也是倡導項目學習、培養工程師思維的課程。教師在課程設計時，沒有考慮每一階段課程的融合，在授課過程中也沒有適當的教學活動供學生鍛煉思維敏銳度和系統邏輯性，只是簡單地將S、T、E、M的知識貫穿其中，至于每一活動為何如此設置則不知其中要義。因此，課程的重難點沒有得到較好體現，授課過程只是新型的照本宣科——教師用書提到什么，教師就局限于做什么，沒有很好地調動自己的知識體系，沒有參透STEM教學理念，不能很好地豐富教學內容。endprint

教學目標不易實現，教學內容主線不清，重難點知識難融入講授過程 在STEM課程替代科學課的實踐中，第一道障礙便是如何將所授內容知識點與《課標》相對應。STEM課程本土化，在教師層面上需要將其授課內容和教學目標一一參透，再通過研讀《課標》，找到每一部分的契合點和切入點，從工程學的角度，將科學知識實踐化，將技術可視化，將數學直觀化。然而在實際操作中，教師僅是一味按照工程設計過程確定學習路線，沒有做到主次分明，在授課過程中會出現沒有突出重點、詳解難點的現象。同時，教學連貫性比較低，沒有很好地把握教學內容的主線，空有教學目標，卻沒有合理的設計和活動來實現。講課不深入，知識把握不透徹，課本沒吃透，時間的安排和把握不夠。

3 小學自然班中實施STEM教育替代科學課程的幾點改進建議與對策

針對以上問題和不足，根據實際授課+課堂觀察+視頻案例觀摩，文章總結出以下六條建議與對策。

提高專業的職業素養，開放求知的學習態度 在實際的教學中，教師應該努力挖掘自身潛能，培養學生利用跨學科知識解決實際生活中的問題的思維模式；進一步提高自身素質，擴展專業知識，加強課堂管理的知識儲備和方法學習，更好地完成教學任務；適時參加培訓，聆聽專家講座，將理論化為教學實踐，縮小差距。教師應該聚焦自身的學科能力，豐富STEM學科背景，增加STEM學科內容知識以及提升教育學技能。學校應該重視培養教師的STEM教育理念，為其提供與科學家和工程師溝通交流的機會，為他們提供必要的資源，促進教師專業能力和職業素養的提升，使之成為足夠承擔STEM學科領域教學的教師。

有效利用課堂時間，提高課堂效率 時間交給學生，把控時間卻在于教師。STEM課程的授課環節比較靈活，教師需要提前對課程進行精心設計，組織好課堂教學，關注全體學生，注意信息反饋，調動學生的積極性；要想方設法創設教學情境，激發學生的興趣和情感，使他們產生愉悅的心境，創造良好的課堂氣氛；提高教學質量的同時，還要做好課下輔導交流工作。教師要關注學生課上課下的態度和精神面貌，從走進他們的內心入手，幫助他們更好地投入課堂教學中；在教學過程中搭配與課程安排緊密聯系的學案和任務單，輔助教學的同時，也讓學生的學習和思考有序化；保護每一個學生的求知欲和話語權，但也要控制課堂紀律，針對學生“天馬行空”的提問和回答，可以引導他們利用課后時間進行交流和驗證。

吃透教材內容，融會貫通；把握難點重點，靈活取舍 教師需要把握STEM課程重點和難點，拓展教學資源，用由簡入難或實驗探究的方式，引導學生在主動思考和探索以后，加深對知識的理解和掌握。課程知識點較多且雜，邏輯性不太強，但各部分卻存在千絲萬縷的聯系。因此，教師需要對培養學生哪方面的能力心中有數，在教學設計中自然銜接和融入，根據整個課程的實際狀況靈活安排內容和步驟，將看似沒有聯系的知識點用“培養學生利用跨學科知識解決實際生活中的問題的思維模式”這條主線串聯在一起，鍛煉學生的工程師思維，增強學生的動手實踐能力，提升學生的核心素養。在重難點的授課環節，以簡練準確的語言引導學生的思維，激發學生思考，鼓勵學生表達，提供給學生展示的平臺。通過實踐教學，加深學生對重難點的理解和掌握，并促進學生進行主動思考。

提倡主導—主體教學模式，師生融入其中，共同成長 主導—主體教學模式是將傳統的以“教”為主與以“學”為主的教學模式創造性地結合，運用合適的教學媒體和有效的教學策略實現教育教學的最優化。STEM教育最佳的教學模式便是教師不再僅僅是知識的灌輸者，更是學習者在學習過程中的幫助者與促進者，同時也是不斷推進自身專業化發展的學習者，運用現代信息技術獲取更豐富的教學資源，完善教學內容。教師可以根據教學內容和學生原有的知識基礎和認知結構等具體情況，靈活地選擇教學方式。教師是學生的助學者，在小組討論或實驗時，要走近他們，詢問和引導、鼓勵和幫助。在項目學習過程中，給學生設置明確的角色，讓他們自行做角色分工，能讓大多數學生有代入感，并積極參與團隊討論環節。教師作為引導者、協助者，在以學生為中心的課堂環境下，幫助學生更好地理解基本理論知識，協助學生有序實驗和安全操作。

實驗先操作，問題作預設，鼓勵創新 理論聯系實際，注重學生創新能力的培養，關注學生的想法，聆聽學生的建議，指導學生在實踐中積極運用理論知識。重視實踐性教學環節，其宗旨是提高教學質量，助力學生實踐能力的提高，在整個課程中融入工程設計實踐的理念，以學代教。STEM教育的每一節課程都會完成一個項目，其中有大大小小的實驗。教師要對項目中涉及的實驗心中有數，做好實驗前的準備，提前預演，了解流程及實驗設置的目的和意義，有效設計學生在做中學的引導，有效把握實驗中可能出現的問題。在學生設計完實驗以后，需要教師引導學生把要求提清楚、具體化，對實驗過程中可能會出現的問題做預設。在實驗結束以后，需要學生回顧實驗步驟，讓學生對實驗過程有整體感知。項目學習結束以后，鼓勵學生將項目學習中學到的思維方式和工程設計過程運用到項目拓展中，創新思路、取材生活、創新作品。讓學生在組間評比中學習，對比反思，引發新的靈感、新的思路，提高創新思維。

利用多種教育手段，促進教育公平，實現思維外顯化、操作規范化 十八屆三中全會《決定》指出：“構建利用信息化手段擴大優質教育資源覆蓋面的有效機制，促進教育公平。”在教學中可以使用圖像、多媒體資料、實物樣品等，增加信息量，增強學生的感官認識，公平全面地照顧到全體學生；向學生介紹最終的實驗成果的測試方案和評價標準，使學生更直觀地了解課程內容，融會貫通，在實踐中更準確更全面地體現自身所學，提高學生學習的主動精神和探索興趣；可以通過讓學生繪制思維導圖的方式，了解他們的思路和想法，幫助他們學習知識、描述事物；幫助學生對兩個事物做比較和對照，找到它們的差別和共同點，有助于鍛煉他們的思維分析能力。

4 總結

目前，在小學自然班中實施STEM教育替代科學課程存在不少問題，這也為STEM教育本土化帶來不小的挑戰。文章在實際教學+課堂觀察+課例詳解的基礎上，提出相應建議與對策，希望在STEM教育融入小學科學教育、替代科學課程的探索過程中，教師能不斷提升自我素養，完善多學科知識，構建以工程設計過程為主線的課程體系，幫助學生像工程師一樣去思考解決問題，提升學生的核心素養。

參考文獻

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