論STEM教育在小學科學教學中綜合素養的培養

【摘要】2017年2月教育部正式印發《義務教育小學科學課程標準》，課標里的課程內容新增了技術與工程內容，在實施建議部分，也明確提及學科關聯建議。其中言明STEM是一種以項目學習、問題解決為導向的課程組織方式 ，它將科學、技術、工程、數學有機地融為一體。本文就從這四個方面來闡述STEM教育在小學科學新課標實施過程中綜合素養的培養。

【關鍵詞】小學科學課程標準 STEM教育 綜合素養

【中圖分類號】G623.9 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）32-0144-02

2017年2月教育部正式印發《義務教育小學科學課程標準》，課程內容方面增加了技術與工程領域，對技術和工程學及社會與環境方面責任認知的培養有了新的要求。在教學建議方面則倡導跨學科學習方式：科學、技術、工程與數學，即STEM，是一種以項目學習、問題解決為導向的課程組織方式，它將科學、技術、工程、數學有機地融為一體，有利于學生創新能力的培養。

STEM 教育的出現源于美國對科技人才缺失的反思。他們試圖通過STEM 教育使中小學生具有STEM 素養，為他們有志于從事科技創新，具備科技創新素養奠定基礎。因此，世界各國把STEM 都提高到國家戰略的地位，開始積極推動和實施STEM 教育。同樣，我國也把STEM 教育放入小學科學課程的實施建議之中。

小學科學課程是一門基礎性課程，新課標指出：早期的科學教育對一個人的科學素養的形成具有十分重要的作用。STEM 教育的優勢在于它培養學生的綜合性素養。STEM 教育在內容上，通過運用科學、技術、工程和數學四個學科的知識，綜合形成學生的STEM 素養。

一、科學素養

科學素養是旨在使學生掌握科學知識、科學規律，形成科學精神。例如，小學科學四年級下冊第二單元“新的生命”，STEM 讓學生初步了解植物體和動物體的主要組成部分，同時建立起生命體、生命周期、繁殖的科學知識概念，知道動物和植物都能產生后代，使其世代相傳，物種得以延續的科學規律。STEM 通過種子發芽和青蛙卵孵化等科學觀察日記培養學生認真細致、堅持觀察的科學態度，還培養學生能根據有關特征對生物進行簡單分類的科學分析能力。

二、技術素養

技術素養指向學生掌握、運用、評價和發明技術的能力。例如，小學科學五年級上冊第四單元“運動和力”，學生通過學習了解物質的基本性質和基本運動形式，通過實踐運用認識拉力、重力、彈力、反沖力和摩擦力，知道了物體的運動、力的作用。課標指出：物質世界這部分應該充分體現與技術的關系。STEM 引導學生探究運動和力的科學概念時，還注意進行技術教育：按要求組裝實驗器材（掌握）、尋找自行車上好的設計（運用、評價）、設計制作小賽車（發明）。

三、工程素養

工程素養指對技術的工程設計與開發過程的理解、技術的評價與反思。課標指出，要讓學生知道人工世界是設計和制造出來的；意識到使用工具可以更加精確、便利、快捷；知道設計包括一系列步驟，完成一項工程設計需要分工與合作，需要考慮很多因素，任何設計都受到一定的條件制約。例如，小學科學六年級上冊第一單元“工具和機械”，STEM 將準備豐富的實驗材料使學生有機會對各種簡單機械杠桿、滑輪、輪軸、斜面進行實驗，給學生創造實踐的機會，包括設計和制作一些簡單裝置，并對其進行觀察和加以解釋。STEM引導學生認識機械的各個部位，比如說，常見的交通工具自行車，了解他們各自的功用，嘗試著解決生活中的實際問題。

四、數學素養

無論是科學、技術和工程都離不開數學，數學是掌握科學、技術和工程設計的工具。在這個意義上，數學素養是根基。它要求學生掌握數學知識、數學定理，能夠進行數學運算，具有數學推算的能力。例如，四年級《天氣日歷》中天氣變化的記錄，以及用氣溫記錄繪制氣溫柱狀圖。五年級《擺的研究》要記錄15秒內擺的擺動次數，還要計算其平均值。六年級《形狀與抗彎曲能力》需要比較各種形狀所承受回形針的數量多少，來得出抗彎曲能力最強的形狀。

小學科學中長周期的觀察活動和工程技術類活動，對于提升學生的綜合素養具有非常重要的意義。因此，教師充分挖掘教材內外的相關內容和資源，引導學生參與實踐活動，讓學生體驗“實踐”的快樂，愛上動手尤為重要。STEM 教育是知識、方法、技能、能力、態度等多元素的綜合。沒有科學知識為基礎就不會有技術的創新。技術的創新沒有態度和情感的引導，缺少創新的動力和創新的價值。所以，STEM 素養既不單指知識，也不單指創新能力，而是知識、技能、能力、情感等因素的綜合。此理念正符合小學科學課標里課程目標的內容。

作者簡介：

余婷（1979年9月-），女，漢族，湖南長沙人，本科，小學二級教師，研究方向：小學科學教學實踐。