STEM教育的實踐探索

曹玨杰

STEM教育將科學、技術、工程、數學四者有效的融為一體，其在教學中的應用能提升學生的創新能力和課堂學習興趣，提高課堂的教學質量和教學效率。本文將以STEM教育為主，簡要論述STEM教育在小學科學中的實踐應用。

STEM教育和傳統教育大不相同，它在小學科學課堂上的應用能讓教師的課堂教學達到高效化目的，提升學生的科學學習興趣，使學生充分融入科學學習課堂，并對新事物進行勇敢探索。

一、STEM教育

STEM可解釋為Science、Technology、Engineering、Mathematics的組合，即STEM是科學、技術、工程、數學四者的合一，STEM教育是這四個方面的整合教育。但它并不僅僅只是這四個方面素養的簡單組合，它還是一個將所學習到的學科知識轉化為探索世界動力的過程，它強調提高學生在面對問題時的解決能力。從未來長遠的發展來看，STEM教育將在很長一段時間內成為教育發展的主要趨勢，它能幫助學生在進行跨學科知識融合的同時，打好扎實的學科知識學習基礎;并以學科學習過程中的問題進行引導，培養學生創新能力和問題解決能力。由此可見，STEM教育在小學學習中的重要性。

二、小學科學中STEM教育的實踐

（一）確認問題，了解需求

在小學科學教材中，有一個單元學習主題為“植物”。STEM課“制作植物模型”是這一單元的拓展和延伸，通過植物模型的制作也能讓學生更有效地進行學習，深入了解學習內容。“制作植物模型”不僅是將這一單元的知識進行總結，也是STEM教育在小學科學課程中實踐的一次嘗試。在植物模型制作中，除了要求學生能通過植物模型來解釋植物的各種結構特征，內部是如何運轉的，還要求學生能以數學知識簡要分析模型制作的成本，在這個過程中會涉及科學、技術、工程、數學等方面的內容。所以，要想STEM教育能有效實踐，首先需要確認問題，了解需求。雖然植物模型制作的目標很明確，是為了通過模型來了解植物的各種結構特征，內部如何運轉，但目標完成步驟就不夠清晰了。因此，教師要幫助學生確認問題，慢慢摸索出目標的完成步驟，并讓學生知道這一項目較為復雜，一個人完成難度較大，可通過小組之間合作完成，并在價格、材料方面進行限制，讓學生有一個大概的范圍進行選擇，讓學生知道制作的模型達標要求是什么。通過一步步分析，讓學生明確完成目標的步驟，了解自己首要需求是什么，從而完成學習任務。

（二）初步設計，開始建模

在明確學習任務后，教師就可以引導學生進行初步設計，開始建模工作的第一步。設計方案是模型建造的重要步驟，而模型又是學生想法的呈現。因此這就需要學生借助想象力在腦海中有一個“怎么做”和“如何做”的概念，然后將其想法串聯起來形成設計方案。教師可以先讓學生在小組內進行探討，交流自己的想法，對植物的根、莖、葉進行初步分析，指出哪些部分的活動可以直接觀察到，確定果實、種子、根、莖、葉等部分的制作材料，并對所選用的材料進行成本價格核算，由此一步步確定設計方案，讓植物模型的制作有一個大概的框架。由此畫出模型的草圖，配以簡單的文字說明，表達出自己的想法，并在實際建模過程中將自己的想法進行實現，同時對草圖中每一建模步驟的先后順序進行標注，并對小組內部的人員進行合理分工，從而展開建模工作。

（三）制作模型，解決問題

在小學生植物模型制造過程中，始終強調以培養學生的科學素養和數學素養為主，學生的學習方式不是被局限在一個范圍內的，是較為開放的，并且模型的制造就是為了最終問題的解決。因此，學生在模型制造過程中沒有條條框框的約束，可以依照細節的想法，結合設計方案以探究的形式對模型的制作進行擺弄。學生可以根據設計方案選擇合適的模型材料進行初步嘗試，教師在學生初步嘗試過程中要不斷鼓勵學生進行大膽的想象和推測，多角度地去嘗試自己的創意，以多種材料來進行嘗試，尋求最符合制作要求的材料。在嘗試過程中，學生會遇到許多不同的情況，這時候成員就可以一起幫忙記錄下來，并對原有設計方案不合適的地方進行更改，而后根據所記錄的情況選擇最合適的材料，并利用記錄的信息來作最終的結果匯報。

（四）交流展示，加強理解

STEM教育一般都是采用小組合作的形式開展，在此過程中，師生之間的交流是極其重要的。在設計方案初步制定階段，教師鼓勵學生多去尋求解決方法，以此促進各種想法的產生，讓學生能做到有效交流，發揮無限的可能性。最后在植物模型制作完畢后又讓學生進行模型的展示，并由制作小組進行思路的講解和模型材料的分析，充分顯示了學生的思維過程，讓學生的觀點、想法得到充分交流，并在交流展示過程中進一步理解科學的概念，加強小學科學的學習效果，達到學習目的。

三、結語

在小學科學“制作植物模型”STEM課中，STEM教育得到了充分的發揮，其技術性、體驗性、設計性都在模型制作過程中被展現出來，并且在模型制作中還充分體現除了STEM教育的跨學科、協作性的特點，讓小學科學教學效果得到了極大的提升，提升了學生課堂學習質量。

【作者單位：淮安生態文化旅游區楓香路小學??江蘇】