淺談STEM課程理念下小學科學教學

彭曉輝

【摘 要】2017年頒布的《義務教育小學科學課程標準》倡導跨學科學習方式，強調科學課程與其他并行開設的課程相互滲透，倡導探究式學習，保護學生的好奇心和求知欲等，這些和STEM課程理念有共同之處，把握新課標與STEM課程理念的契合點，能有效促進小學科學教學的深入開展。

【關鍵詞】STEM；理念；新課標；教學

2017年頒布的《義務教育小學科學課程標準》（之后簡稱“新課標”）指出，科學課程與其他并行開設的學科課程相互滲透，它倡導探究式學習，保護學生的好奇心和求知欲等。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，有利于對學生創新能力的培養。新課標和STEM課程理念有很多契合點，科學教師可以嘗試運用于自己的教學實踐，把握好這些契合點能有效促進小學科學實驗教學的深入開展。

一、以問題為驅動，明確教學的目的性

STEM課程以真實問題解決為任務驅動，在實際中應用知識、獲得知識，培養學生的問題解決能力、復合思維和創新思維。新課標強調做中學和學中思，通過合作與探究，逐步培養學生提出科學問題的能力。質疑是學習的起點，如果學生無疑可質，那么他就會失去學習的動力，學習也會變得目的性不強。在實驗教學中，教師應激發起學生的疑惑，以問題為驅動力，明確教學目的。

上課時，教師可以通過一些生活現象，引發學生思考，從而確定實驗的內容；實驗前，教師應引導學生進行積極猜想保留問題，明確實驗的目的性；實驗后，教師要進一步問題引導，拓展課外知識，進一步激發學生的探究欲望，并實施探究。

例如，在教學“光是怎樣傳播的”時，教師首先通過PPT出示圖片，接著引導學生質疑：看了圖片你有什么科學問題要問？學生問題很多，如“光是怎樣產生的？光是怎樣射到物體上的？為什么會有影子？”等。教師歸納問題，確定本節課實驗內容“光是怎樣傳播的”，然后教師先讓學生猜想，并讓小組設計實驗驗證猜想，最后得出“光是直線傳播的”實驗結論。但教師并沒有停于此結論，而是在拓展課外知識（日食、月食的形成等）中進一步質疑：如何讓室內照不到陽光的植物照到陽光，如何通過科學小制作避免教學樓道轉彎角學生碰撞等問題。

當然，在教學中教師不能用自己的提問代替學生的質疑；不能為了做實驗而提問，否則就失去了實驗的目的和意義。

例如，在觀察同一種材料構成的物體在水中的沉浮實驗中，學生把胡蘿卜放入水中，發現它是沉入水中的，而書本上卻是說胡蘿卜在水中是浮的，于是學生向教師提出該問題。如果教師不理會該問題，而是照本宣科地完成教學任務，就不會有課后師生進一步的實驗探究，也就不會得出另一個科學實驗結論：胡蘿卜在水中的沉浮與它含水分的多少有關，新鮮的胡蘿卜里面含有大量的水分，大于水的密度，所以沉于水中；教材中說的胡蘿卜浮于水，可能是已放置一段時間的胡蘿卜，水分已經蒸發了一部分，它的密度比水小，因此會浮在水面。

因此，有了問題，大膽假設，實驗驗證假設，才是我們做實驗的真正目的。

二、以融合為視角，滲透多學科知識

STEM課程作為跨學科課程，其知識以整合的形式出現。教師要圍繞某個涉及不同領域的大觀念，將不同學科知識按照一定的課程邏輯進行整合，從而將分散的學科知識結構化。這種課程融合的視角，同樣適合小學科學實驗教學。新課標也指出，小學科學課程是一門綜合性課程。強調科學課程與并行開設的語文、數學等課程相互滲透，促進學生的全面發展。因此，我們在實驗課教學時也要注重與并行開設的其他學科的知識滲透。

例如，學生做種子發芽實驗，教師應在實驗前指導學生先了解一些其他學科的知識，如數學長度、重量單位之間的換算、比例、對照表格的設定等；語文的觀察日記和報告的寫法等。只有這樣，才能保證實驗數據的可靠性和實驗結果的準確表達。

再如，“做框架”教學，該模塊圍繞如何使結構更加穩固開展設計與技術的教學活動。這是一個科學和技術交織在一起的案例，結構的穩固性中既有科學原理，又蘊含著工程設計和操作技術。教師應先讓學生探索三角形和正方形的特點，嘗試加固正方體和立方體，了解結構的對稱性和穩定性，理解三角形是一種穩定的結構，理解結構的穩固性與結構的形狀、所用材料的材質、連接的方式等有關知識。再通過設計和制作搭建建筑，運用三角形的穩定性，探索建筑物的穩固性。

可見，教師在進行科學實驗教學時，必須具備融合的視角，將各學科知識交織、融合在一起，才能織出絢麗的畫卷。

三、以趣味為特征，增強學習的主動性

教育家皮亞杰說過：“兒童天生有較強的主動性，他們的活動受興趣的影響很大，必須以興趣作為先決條件才能開展有效的活動。”趣味性是STEM教育的核心特征。小學科學新課標指出，小學科學課程的安排與教學要考慮到兒童、知識、社會三方面的共同需求，將科學知識、科學本質、科學思想、科學方法等學習內容融入兒童感興趣的科學主體中，創設輕松愉快的教學氛圍。愛玩是孩子的天性，興趣是最好的教師。在小學科學教學中，適當增加實驗的趣味性，能夠激發學生的參與興趣，提高學生學習的主動性。

例如，在教學“像火車那樣驅動的小車”時，教師沒有局限于室場的實驗教學，而是在講完理論知識和實驗室實驗后，又把實驗室拓展到了操場，進行通過氣壓形成水動力推動“火箭”升空的實驗，這大大增加了教學活動的趣味性，讓學生對本節實驗教學了更深刻的認識。又如，在教學“溶解的快與慢”一課時，教師選擇“吃糖游戲”，讓學生通過吃糖來認識物體溶解的快慢和種種因素的關系，這大大增加了學生的探究熱情，也讓課堂變得輕松愉悅。

當然，增加實驗的趣味性可以貫穿在實驗教學的每個環節：如導入環節的各種激趣形式；實驗內容的游戲化、情境化；實驗過程的角色化、競賽闖關化；實驗后的生活化等。

四、以實踐為手段，促進教學縱深發展

STEM課程的教學過程強調實踐性，注重課程內容與社會實踐的緊密聯系。新課標指出，小學科學和綜合實踐學科一樣，都是實踐性課程。它注重從學生身邊耳聞目睹的日常生活出發，通過學生親身經歷動手動腦等實踐活動，了解科學探究的具體方法和技能，理解基本的科學知識，發現和提出生活實際中簡單的科學問題，并嘗試用科學方法和科學知識予于解決。可見，注重教學的實踐性，能進一步推進教學的深入開展。

例如，在教學“熱是怎樣傳遞的”一課中，實驗研究了各種材料的導熱性能后，教師應把學習的自主權交還給學生，讓他們去實踐，如設計一個保暖杯，給家里的一些用具戴上“防護套”等，讓學生把知識運用于實踐，從實踐中獲得成功的喜悅，從而促進其進一步加強對知識的學習。又如在上一年級教學“給動物建一個‘家”時，教師并未擔心一年級小朋友的動手能力，而是大膽地讓孩子去實踐，在完成設計后，教師接著要孩子們通過實驗器材，動手給蝸牛寶寶搭建一個“家”，并給出了評價標準——誰家的蝸牛最先探出頭開始活動，就評為“最溫暖的家”。我們且不評論此評價標準是否十分合理，單看學生動手給蝸牛建“家”的過程就能使學生不但在學識上收獲很多，而且情懷培養上也受益匪淺。

此外，我們平時開展的“科學小星星”活動，也是課內知識在課外實踐的好例子。

讀萬卷書，不如行萬里路。在動手實踐中，教學內容能夠得到縱深發展，學生的能力能夠得到全方位的培養。

當然，STEM課程理念與新課標理念還有很多的契合點，只要我們深入挖掘并好好運用，就一定能為小學科學實驗教學插上騰飛的翅膀。

【參考文獻】

[1]教育部.義務教育小學科學課程標準[M].北京師范大學出版社，2017版

（本文是“廣州市中小學中等職業學校深入推進STEM課程實施”專項研究課題——《在農村小學科學教學中運用STEM課程理念與方法的策略研究》（編號：GZJY2017-130）的研究成果）