STEM教育理念下的科學活動教學策略探究

陳銘

STEM教育是美國在國際競爭力下降背景下推出的一項教育行動;STEM教育是把科學、技術、工程、數學四大學科融合起來，旨在培養學生的STEM素養;知識融合是其主要特征，創新素質是其核心素養。在近20年的STEM教育推行過程中，許多國家都參與到該項目的探索和實踐中，海納百川的中國毫不例外地將這一先進教育理念引進國門，許多中國教師積極嘗試將其滲透到學科教育教學之中。在諸多學科之中，科學學科是實施STEM教育最為合適的載體，尤其是科學活動課程更有利于STEM教育活動的開展。現結合小學科學教學實際，談談STEM教育理念指引下的小學科學活動教學策略。

一、基于核心概念整合科學課程資源

古語有云：“兵馬未到糧草先行”。課程資源是課程實施的載體，是教師開展課堂教學活動的糧草，若離開課程資源的支持，再優秀的教師也將無法開展好課堂教學。因此，建構科學活動課程資源是科學教師的先期任務。

STEM教育理念指引下的小學科學活動課程既要突出科學學科的性質，又要彰顯STEM教育的特色，在培養學生科學素養的同時，兼顧STEM素養的發展。科學是啟蒙學生科學素養的課程，為有效培養學生的科學素養，我們在建構科學活動課程資源時要以科學核心概念為基點，圍繞核心概念去整合編排課程資源，從中生發出相應的STEM教育活動主題，以確保科學教學不偏離科學核心素養培養的目標。基于STEM教育理念的小學科學活動課程以科學核心概念為統領，以學生自主探究為核心，相機融入工程、技術、數學等元素，將科學核心素養培養滲透在科學實踐活動個環節，以達到知識的獲取、技術方法的運用、工程實踐的有機統一。例如，在教學了《形狀與結構》單元后，我結合家鄉多水多橋的特點，挖掘生活中的資源，將本單元的各知識點進行有機整合，開發了“多姿多彩的橋”科學活動，豐富了科學活動教學資源。我引導學生欣賞家鄉千姿百態的橋，感受橋的造型美，讓學生設計繪畫小橋，借助卡紙、塑料、木板等材料制作小橋，組織學生對小橋進行承受力試驗。該活動設計基于“力”這一核心概念，把不同形狀的抗彎曲力、承壓力、穩定性等科學概念糅合到一起，指向形狀結構里的科學道理探究，整個活動使學生手腦聯動，利用多學科知識去解決具體的現實問題。

二、基于學生視域設計科學活動方式

隨著新課程改革的深入推進，教育理念也在更新迭代，教師們紛紛從傳統的“師本教學”轉向“生本教學”。本著“一切為了學生”的原則，教師處處為學生著想，無論是教學設計還是課堂教學活動的開展，都基于學生的立場，以有效的學為前提，教學中考慮學生的實際需要，引導學生開展自主性探究。

實踐性是科學活動課程的顯著特點，也是STEM教育的重要標志。設計富有濃厚實踐色彩的探究活動，是STEM教育理念輝映下的科學活動設計的基本要求，是讓科學活動成為科學素養與STEM素養孕育的土壤。STEM教育理念引領下的科學活動方式，有別于一般的科學實驗教學，不僅實踐操作性強，而且具有綜合化性質，將多學科知識融合到一個探究主題之中，賦予科學活動以STEM的元素，凸顯了科學活動的實踐性與綜合性。

不同年齡階段的學生在知識水平、思維能力、動手能力等方面存在不同的差異。因此，我們在設計科學探究活動時，不能千篇一律，要兼顧到他們的學習特點和認知特征，要基于學生視域去設計科學活動方式。活動的難度、方式等要適應不同學段學生的特點，我們要認真研讀和把握不同學段的科學課程標準，尤其是對工程、技術和數學的要求，不能任意拔高要求，要基于學生的最近發展區，根據學生的年齡特征、思維水平、知識經驗等方面去設計活動方式。例如，高段的學生已經具備一定的科學知識基礎和動手操作能力，我們可以設計一些難度適中、偏向理性的科學活動方式，在激趣的同時更關注啟思探秘。低段學生注意力、自控力、操作力等都比較薄弱，我們設計的科學活動方式要活潑新穎、簡單易做，以游戲類的科學活動為主。如在教學《我們都是科學家》時，我先組織學生玩紙鸚鵡和不倒翁，在玩耍中激發學習興趣后，引導他們猜想物體不倒的原因，探究其中的奧秘，接著，我讓學生動手制作紙鸚鵡和不倒翁，在親手制作中驗證科學原理。紙鸚鵡和不倒翁的原理和制作都比較簡單，游戲類的活動方式適合低段學生開展。總之，我們要根據不同學段學生的特征去分層設置科學活動方式，使所設計的科學活動既具有較強的操作性，又符合相應學段的學生學習定位。

三、基于項目學習推進創意科學探究

阿西莫夫說過：“創新是科學房屋的生命力。”創新是學生發展核心素養中的重要構成要素， STEM教育理念觀照下的小學科學活動教學不僅要突出實踐性，更要彰顯創新性，實踐活動與創新活動是科學活動課程的兩駕馬車。

項目學習是一種新型的探究式學習，是指學生接觸各個學科領域，利用不同學科之間的聯系和相互支持，以實現特定目標的多項相關任務的學習掌握。我在科學活動教學中，基于項目式學習推進創意科學探究，基于項目的學習是由某個科學問題引發學生的探究活動，學生針對作品制作展開科學猜想、創意設計、實踐制作、展示交流，整個活動過程中學生綜合運用多種學科知識來理解、分析、操作，開展創造性活動。例如，在《探索宇宙》單元教學結束之后，我設計了“星際移民計劃”項目化研究，讓學生充當星際移民項目總工程師，探尋適合人類居住的星球環境，設計制作太空屋，整個教學過程以學生為中心，以小組合作為方式，學生在自主活動中運用數學、工程等方面的知識，創造性地解決問題，他們創新思路，創意設計，精心繪制圖稿，融入現代科技元素，制作出新穎獨特的星球模型。項目學習活動為學生提供了實踐的機會，搭建了創新活動的舞臺，較好地培養了學生的創新意識與創新能力。

不是任何科學活動都可以作為STEM教育的素材，讓我們在科學活動教學中精心構思，精選活動內容，精設活動方式，讓科學活動教學綻放STEM教育的光芒。

【作者單位：張家港市南豐小學? 江蘇】