STEM 教學在小學科學課程設計中的實踐探索

譚大勇

（貴州省遵義市湄潭縣永興鎮茅壩學校，貴州 遵義 564101）

從小學階段利用現有的教材和師資開展STEM 教學，有助于促進學生的全面發展和進步，還可以為國家發展儲備優秀的人才。本文作者基于對STEM 教學的重視，立足人才培養的發展方式，以實例分析STEM 教學的重要性。

一、STEM 理念概述

STEM 教學是 Science、Technology 、Engineering 和 Mathematics 四門學科的首字母的縮寫，分別是科學、技術、工程、數學。這個詞由21 世紀美國國家科學基金會引入并廣泛使用，美國國家基金會對STEM 進行理論明確的定義，強調了STEM教學是綜合學科，以學科之間的關聯性為導向，注重對學生多元化的培養，以此為方向促進學生的發展，屬于有明確規劃的自我發展的體現。

二、STEM 教學在國內外的發展情況

STEM 教學在國外應成熟，尤其是在美國的發展已經非常良好，不管是理論教學還是實際經驗的分享都有已經取得了非常優厚的成果，在理論上也積累了非常豐富的經驗，但是國內的STEM 教學引入不久，起步比較晚，在理論研究上和實踐經驗上都比較缺乏。但是在新時代下人們對STEM 教學的重視程度不斷增加，關于STEM 教學的理論翻譯量也不斷增加，即使在這種情況下，國內關于STEM 教學的著作還是非常少，所以對STEM 教學的研究，對于促進小學科學課程的理論研究有非常現實的意義。

三、STEM 教學在小學科學課程中的運用

（一）探究性教學

探究性是通過探究未知現象來對未知現象做出合理的解釋，并且通過發現目標，收集相關數據且保存數據，分析結論解釋結論得到結果的過程。這個流程可以成為探索的整個過程，通過對學生自身的探索讓學生切身了解到探究型教學的整個模式，從提出疑問開始，到得出結論為主，讓學生深刻意識到問題本身強化學生的探究能力和解釋能力。如學生在學習《植物的生長變化》這一課程的時候，課程中關于牽牛花的生長，牽牛花的莖，在一個晚上可以長出5~6CM，但是如果種下的草粒，即使過去一個星期也沒有很明顯的變化，于是引導學生們對這個問題開始思考。植物生長需要的作物，以及會受到什么的影響。因此采取控制化肥、水量、日照等因素，采取對照組對不同的環境下的牽牛花進行觀察研究，分析不同牽牛花之間的長勢，分析、請教存在差異的原因，可以查找資料或者是請教老師，通過不同的途徑得出最后的結論[1]。

（二）驗證型教學

驗證型教學是學生利用已經得到的結論，以這個結論的規律和方式驗證結論，整個過程為明確驗證問題，設計解決問題的方案、完善設計方案并且施行方案，分析方案數據，反思驗證結果和試驗過程。驗證型教學的模式是在已知結論的基礎上，再次進行推理和驗證，提升學生在這個過程的邏輯、理論能力，讓學生明確對已知定律的推理過程，再次推翻已知知識，采取試驗方式驗證已知問題結論，運用這個流程可以讓學生學會這個推導過程，并且打下堅實的基礎。如學習《電磁鐵的磁力》這一章節的時候，電磁鐵和正常磁鐵一樣，具有吸引力。但是電磁鐵為什么有磁力，針對這個疑問，對電磁鐵進行拆除、分解，安裝，在這個過程中發現如果電磁體不通電的話，就不會產生磁力。于是嘗試確定在有電的情況下電磁體的磁力大小，通電之后發現電磁體的磁力超過一般磁鐵，而且電磁上接觸電磁正負極方向不一樣，根據接觸方向不一樣，電磁鐵的磁極也會發生變化。因此學生發現了電磁體磁力的來源、大小。

（三）創造性教學方式

創造型教學方式，是學生將學習到的STEM 知識融合到一體，綜合用來對物品進行創新設計，或者是創新的物體。創造性教學要融入情境教學，創新理念、分組協作、產品制造且驗證、物品改進和反思的一系列過程。整個過程可以提升學生的創新能力，為學生的創造力提供了一個良好的發揮場所，學生可以盡情開動大腦，發揮學生的想象力。如學習《保溫杯的設計制作》中，學生利用自己學習過的知識，從想象開始制作保溫杯，要想讓制作的保溫杯保溫，需要細化細節部分，利用真空隔熱的理念來滿足保溫杯的保溫性能，防止熱量流失造成不保溫的效果[2]。學生在自行設計的時候，可以選擇多種方式來保溫隔熱，也可以選擇使用設計新的方式，如利用太陽的折射或是反射來對保溫杯加熱，還可以設計加熱設備，利用酒精或者是電能等，讓保溫杯具有保溫效果。

（四）動手型教學模式

動手型也可以稱為制造型教學，讓學生把學習到的理論知識，對已經有的產品進行生產和改造，以此來達到STEM 教學。如《生態》課程學習的過程中，教師可以引導學生，引入到生態圈中，培訓學生掌握設備，模仿制作，講解其過程，改進產品等。帶領學生制定生態瓶，對生態瓶詳細觀察的同時還要協調生態瓶的內部環節，通過教師的引導，教會學生學習生態知識，同時體會到生態的脆弱性和寶貴性。

STEM 教學新型的教學方式，在新時代迅速得到廣泛的認同感，由于其融合科學、技術等為一體的新型教學方式，可以為國家教育培養出具有高素質的人才，同時還具有非常好的優勢，如培養STEM 人才，滿足國家發展對復合型人才的需求等。