基于STEM理念下的科學教學實踐

摘 要：不同的教學理念會對教學實踐產生不同的影響。STEM理念是由科學、技術、工程和數學四個部分構成。STEM對于在教學實踐和課程設計中的很多問題提供了良好的理論指導。通過學習基礎概念進行工程或課題的設計，并在這樣的教學過程中融合以上四大門類的一種教育理念是STEM的核心。本文以《保護雞蛋》一課為例，詳細地論述STEM理念下的具有科學性的教學實踐過程。

關鍵詞：STEM;教學實踐;保護雞蛋

一、 引言

隨著教學改革創新的不斷推進，越來越多的先進的理念被用于日常的教學環節中。STEM在教學過程中起連接貫通作用，當教學內容已經不僅僅是單一的教學知識而是涉及廣泛的生活常識，教學理論以及社會經歷時，它為學生提供更多的認識世界的可能，同時引導學生獲得更多對于這個課題或者實驗操作的相關思考，并在思考和實踐過程中，把所有涉及的知識進行串聯，讓各個學科互相聯系且產生有效互動，為各個學科的具體教學設計提供科學的理念指導。

二、 STEM理念對教學的作用

STEM理念最先是在美國提出的，很大一部分原因是美國的實用主義哲學對STEM理念有直接影響。STEM理念的重點是通過學習去獲得對生活有益的經驗并可以在生活中運用所學的知識解決問題。STEM理念融入日常教學中可以讓學生直觀地感受科學的解決問題的過程，對整個實踐過程中所涉及的知識也有更為深刻的認識。在教學實踐中提倡學生作為課堂的主體，主動積極的參與到教學的每個環節中來，且通過學習培養學生面對問題時分析和解決問題的能力。STEM理念和教學要求在一定程度上不謀而合。同時，任何理論都不能完全地照搬照抄，在教學過程中應根據學生自身的情況和具體的教學內容進行相應的理念結合從而達到理想的教學效果。

三、 STEM理念在教學實踐中的具體運用

STEM可以有效提高學生的創造力，通過真實的場景再現可以讓學生體會到STEM理念的科學性、高效性及實用性。以《保護雞蛋》一課為例來進行具體的教學實踐。課程中首先要了解雞蛋為什么易碎，雞蛋易碎的原因有哪些，如何去動手制作一個雞蛋保護器，為什么這樣雞蛋不會破等四個關鍵問題，在問題和實踐中推進學生對STEM理念中科學、技術、工程和數學互相運用解決問題的思維方式。

（一） 用科學知識探究問題本質

在《保護雞蛋》中，最為核心的是為什么雞蛋從高處落下后會碎。導致雞蛋破碎的主要原因是什么？在這個環節，教師通過介紹重力的基本知識，讓學生知道物體在重力的運用下是始終向下的。同時，舉例多種情況下重力對物體的作用導致的結果都有哪些，并在拓展舉例的情況下開發學生的思考問題的能力，使得學生對物體作用力的科學知識有了一定的掌握和理解。

（二） 技術支撐科學知識

在學生掌握了對雞蛋保護最核心的關鍵就是對抗重力和減少重力對雞蛋的影響時，具體的技術該如何的運用又是緊接著需要解決的問題。教師在教學過程中讓學生拿出準備好的實驗材料，包括：海綿、泡沫、膠帶、橡皮泥、布條、紙盒等，通過不同的方式對雞蛋進行保護，在具體的踐行過程中深刻感受科學知識對技術的支持，例如：學生將雞蛋用膠帶固定在紙盒中，使得雞蛋處在一個懸空的狀態，以此來減少撞擊地面時產生的沖擊力。在具體的技術操作中，學生對于科學知識、生活常識等都有了發現、辨別、運用的能力。同時在實踐操作中還有一部分學生選擇了用海綿和布條包裹在雞蛋上，并在下方墊上泡沫盒，讓雞蛋下落后的受力得到了分散和消解。良好地對于材料的選擇，通過一定的技術操作，讓學生認識到每個物體本身所具有的不同特性，同時也培養了學生的動手能力和學習科學知識的積極性。

（三） 工程是技術的集中展示

通過實踐技術做出來的雞蛋保護器就是整個雞蛋保護工程里最重要的成果。工程為科學和技術提供得以施展的平臺。工程，在教學中也可以稱之為不同的實踐課程或者教學內容，在教學內容不斷的推進和學生探索能力的不斷提高，實踐的難度和所涉及的知識內容也都會逐漸增加。在《保護雞蛋》這節課中，通過教學設計和STEM理念的結合，讓每位學生動手設計護蛋器都是理論與技術最佳的結合。

（四） 數學連接科學、技術與工程

每個雞蛋不同的重量，對于摔碎的可能性的大小是否有影響;從同樣高度掉落下來，掉落的速度是多少;有了雞蛋保護器之后，雞蛋的下降速度有什么改變？圍繞著《保護雞蛋》的實驗可以提出很多與數學相關的問題，學生在這個過程中培養了個人分析和解決問題的能力，對于實驗做出記錄和對照。當完成保護器的制作，開始測試保護器的有效性時，再次記錄雞蛋在被保護狀態下下降時所花費的時間。通過前后的對比，讓學生認識到數學與科學知識之間的聯系。拓寬學生對不同學科的認識，培養學生面對問題多方面思考的能力，通過綜合的知識的積累與運用，充分學習和認識到學習不是一個孤立的過程。

四、 總結

STEM理念充分運用到教學中對學生認識事物、學習知識、自我表達等能力都可以實現一定程度的提高。科學知識不但為實踐提供支持同時還能夠有效地解決生活中的很多問題。STEM理念與教學相結合，為教學提供良好服務的同時也為教師在教學設計時提供了更多的可能性。

參考文獻：

[1]王小梅.整合+拓展：基于STEM理念的小學科學教學實踐探索[J].基礎教育參考，2018（15）：37-40.

[2]朱一子，劉淑寧，符琳，丁永文.保護雞蛋下落的裝置設計[J].科技創新導報，2017，14（36）：96-98.

作者簡介：

石鄭亞，江蘇省常州市，常州市鐘樓區勤業新村幼兒園。