淺談STEM視野下學生科學素養的培養策略

葉淑飛

摘 ?要：STEM教育在小學科學教學中的融合應用，能夠為科學教學改革提供相應的支持，全面增強教學活動的有效性。小學科學教學與STEM教育巧妙相融，對提高學生創新意識、動手操作能力、團隊協作能力、創新學習能力等具有重要影響。STEM教育為小學生科學素養的培養開辟了新思路。本文主要結合創設“貼近生活、精設主題—指引體驗、模仿制造—強化協作、互動交流—激勵獨創、生成創意”四環教學模式，引導學生開展科學學習，從小學科學教學與STEM教育融合的視角，探索培養學生科學素養的路徑。

關鍵詞：小學科學教學STEM教育科學素養

STEM教育包含著科學素養、技術素養、工程素養和數學素養四大方面的教育，具有融合性、體驗性、跨學科性、動態性、實踐性等鮮明特征。STEM教育堅持以綜合的視角探索研究現實問題，主張融合科學、技術、工程和數學等多學科知識，實施跨學科、跨領域融合的教育方式，注重學生創新意識和實踐能力的有效培養。

優化實施小學科學教學，積極滲透STEM教育理念，創新設計教學路徑，有利于為學生創建更加新穎有趣、靈動有效的科學課堂。本文主要結合創設“貼近生活、精設主題—指引體驗、模仿制造—強化協作、互動交流—激勵獨創、生成創意”四環教學模式，引導學生開展科學學習，提升STEM能力和素質。

一、貼近生活，精設活動主題，激發學生的科學學習興趣

興趣是引領小學生主動探索科學的第一動力。教師必須貼近學生生活實際，聯系數學、科學、技術、工程、藝術等多學科領域，設計選擇豐富有趣的科學活動主題，激發學生的科學學習興趣，指導他們通過活動掌握科學知識和技能的同時，加深對STEM教育的感受和理解。

小學生常在探索科學知識過程中表現出極強的好奇心和興趣。例如：在進行六年級下冊《考察家鄉的自然水域》教學導入時，教師利用PPT課件，將課前開展的“家鄉的自然水域”調查活動和調查成果展示給學生，使他們通過多媒體情境，切身感受到自己家鄉的水域情況，激起參與的興趣。他們相互合作，查找資料，深入考察了解家鄉和周圍區域的水資源狀況，提出有價值的保護水域、減少污染的研究建議。這種具有鮮明的生活特色的STEM活動主題，有效地激發了學生研究學習水資源狀況的興趣，為后續深入學習“環境問題和我們的行動”奠定了基礎。

二、指引體驗，實施模仿制造，提升學生的科學實踐能力

體驗是點燃學生學習靈感和思維火花的重要方法，而科學課堂實踐是引導學生進行模仿制造、發明創造的重要源泉。小學生的許多創意都是從積極模仿中生成的。教師應積極引導學生體驗科學課，鼓勵他們勇于模仿制造，鍛煉動手操作能力，促進科學實踐能力的提升。

小學科學教學和STEM教育都具有突出的體驗性特征，都提倡基于活動項目的體驗式學習。例如：在講授五年級上冊《設計制作小賽車》一課時，教師可先引導小學生玩小賽車，使他們認識賽車的基本形狀和構造，在玩耍中激起模仿制作小賽車的欲望;接著，教師繼續引導他們認真觀察小賽車各部分的特點，了解制作中的注意事項。在該過程中，學生們盡情地與同伴和教師進行交流和討論，討論的內容包括賽車的構造、車身材料和輪子材料等。通過這樣的體驗活動，有效訓練了學生的模仿制造技能，增強了其科學實踐能力。

在上述過程中，教師應重視構建跨學科的科學課堂教學模式，將小學數學、藝術、信息技術、綜合實踐等學科教學聯系起來，或有意識地把工程、自然、物理、化學、生物等STEM相關知識引入科學課，使學生全面領略豐富的科學現象和知識，嘗試開展體驗模仿制造活動。

三、強化協作，開展互動交流，增進學生的團隊協作能力

要促進小學科學教學與STEM教育深度融合，教師必須優化小組合作教學，切實指導學生開展協作學習，加強師生、生生之間的互動交流，不斷增強學習團隊的協作研究能力。

例如：在舊版教材三年級上冊《我們周圍的材料》教學中，教師設計了“新課導入、協作探究、保存記錄”教學三環節。

首先，在新課導入環節，針對“如何利用有效方法來調查了解身邊的材料？”這一問題，教師先利用多媒體課件，向學生展示了生活中存在的各種不同種類的材料，使學生初步認識到物體都是由一種或幾種材料構成的，明確了材料的科學概念，進而引導他們一起歸納出生活周圍常見的材料主要有木頭、金屬、塑料、玻璃、紙和布等。

其次，在協作探究環節，教師要先提出實驗主題，然后引導學生進行分組交流討論、開展實驗探究、驗證實驗結果、展示實驗成果等。具體來說，教師先提出“我們所熟知的這些物品都是由多種材料做成的，材料在我們的生活中有著廣泛的應用”的主題，然后指導學生開展協作探究實驗活動。接著，學生之間密切合作，積極進行分組討論、對比分析和實驗操作，認真觀察、辨認了不同的材料，并學會了利用相關詞語來描述常見的材料，認識了材料的特性以及在日常生活中的應用，從而驗證了實驗主題。通過協作探究，學生積極地將實驗探究成果展示給其他學生，讓大家了解不同材料具有不同的特點，以及在應用中的優點和缺點。

最后，在保存記錄環節，要求學生必須掌握保存實驗記錄的正確方法，并初步學會整理、保存記錄。教師要督促學生把各種探究活動情況、觀察和測量信息、實驗數據和結果等及時記錄下來，使其充分認識到做好實驗記錄的重要性。同時，還要使學生掌握科學課中已學過的記錄和整理實驗數據的方法。團隊協作是小學生科學素養的重要體現，也是開展小學科學學習的基本要求，是踐行STEM教育的行動方式。小學生通過小組協作、互動交流、踐行探索，能有效掌握科學學習方法，訓練科學思維，能有效解決更多跨學科、跨領域的現實問題，并培養起良好的團隊協作研究能力。

四、激勵獨創，力促生成創意，培育學生的科學創新精神

科學創意是學生科學創新精神的集中體現。科學創意不僅來自于師生、同伴之間的良性互動、交流和分享，而且來自于學生個體的獨創體驗和探索創造。

為了有效促進小學科學教學與STEM教育相融，教師應重視小學生科學創新精神的有效培育。例如：在五年級下冊《晝夜交替現象》的教學中，教師積極利用多樣化的教學方式，進一步拓寬學生的探索視野，以促進其科學創新精神的形成。課前，根據小學生對晝夜交替現象缺乏科學認識的現狀，教師布置了預習任務，即“在家長協助下，下載一段關于晝夜交替現象的微視頻，嘗試說明晝夜交替現象是如何形成的”。新課開始時，教師鼓勵學生將自己的預習成果展示給其他學生。有的學生代表利用多媒體設備，把搜集下載的“晝夜交替的科學解釋”通過Flash動畫展播出來，讓大家形象地認識了晝夜交替的現象。還有的小組進行了角色扮演，通過穿戴“地球”道具、身體移動和俏皮的肢體動作，向同學們展示了太陽光線在地球表面的變化，使大家清晰地了解了晝夜交替的科學原理，激活了科學思維，為今后學習奠定了基礎。這些創造性學習活動對激勵學生理解科學知識和科學規律、訓練創新思維、培養科學創新精神具有積極作用。

總之，小學科學課程注重對學生開展科學啟蒙教育活動，與STEM教育具有內在一致性。教師積極地將STEM教育融入小學科學課程教學中，能激勵學生自主開展科學學習行動，能更好地拓寬科學視野，促進學生學科學、用科學、做科學，并形成良好的科學素養，培養起應有的科學創新精神和科學實踐能力。

參考文獻

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