融合STEM理念的初中科學教學實踐探索分析

趙葉麗

摘 要：STEM是一種涉及多門學科的理念，其以培育學生的解決問題能力為目標，通過多門學科綜合知識的引導，促進學生學習能力的提升。國內多數學者對此問題進行了綜合性的理論研究，并提出：融合STEM理念對初中科學教學的實踐具有重要作用。通過分析初中科學教學現狀和相關理念基礎提出如何融合STEM理念創建新型教學模式。

關鍵詞：STEM理念;初中科學教學;實踐探索

初中科學教學作為學生實踐能力提升的重要課堂，備受國內教育工作者的重視，部分學者專家對初中科學教學實踐中所應用的教學方法進行了大量研究，提出了自己的相關看法，實踐證明，初中科學教學是初中課堂教學中不可或缺的一部分，具有重要的實際意義。本篇文章也通過分析融合STEM理論后初中教學課程的實踐效果，提出了自己的一些見解。

一、STEM教育

STEM教育自20世紀80年代首次提出，旨在培訓學生在推理方向的發展能力，強調學生在科學的課堂中發掘自身跨學科能力，促進學生對問題的分析與解決能力，實現與學習的深度結合，并適應未來的實踐。

這一教育理念一經提出，受到全國各地的廣泛關注，中國也于2017年通過頒布《中國STEM教育白皮書》，正式將STEM理論納入我國教學大綱，并強調此理論可以為我國的科學研究型人才提供較好的支撐，各學校應貫徹此理念的落實實現學生的科學素養。

二、初中科學教學現狀分析

STEM理念在我校初中科學的教學實踐中也初見端倪，主要表現在以下幾個方面：

（一）課程建設與實施并重，實現優秀案例成冊

在初中科學課堂教學中滲透多學科教學模式使各初中教學工作者重視課程的教學建設和教學課程實施，提升了初中科學教學課堂的教學效率，實現了教學工作者直面課堂教學，善于發現初中科學教學課堂中實際存在的問題，并對其進行改進，保障了優秀教學案例的累積。

（二）實現了可操作性能的嘗試，但仍存在一定的顧慮

STEM理念因其先進性，在廣大教學課堂中得到實踐，并表現出了一定的可操作性，與教學課堂高度統一。但廣大教學工作者對其理念在課堂中的應用仍存在一定的顧慮，擔心此理念在未來的教學功能中是否能持續發揮作用，將該理念運用到初中教學課堂中未來將會得到怎樣的發展，變化如何，是否會朝著良好的狀態發展等等問題于現階段而言具有很大的不確定性。

三、在初中課堂教學中融合STEM理論的依據

（一）支架式學習理論

支架式學習理論是指在面對較為復雜的學習問題時，通過建立支架式的學習構架，使學生能夠通過支架關鍵問題的實踐解決實現問題的逐步深入，從而達到自身的學習效果，促進學生學習能力的提升。STEM里面能夠借助構建支架式的學習理論，使學生在多個學科中感受學習的魅力，并構建相關學習架構，促進學生綜合能力的培養。

（二）著名學者杜威的研究支撐

著名學者杜威認為學習不應以單一的知識學習為中心，而應與行為相統一，在實踐中感受學習的真正魅力，并強調學生應該在科學中感受真知，實現自身創造能力的提升，促進改造世界。反對單純以知識為中心不與實踐相結合的教學理念，有效支撐了STEM理念的發展。

四、在初中科學課堂教學中融合STEM理念的教學意義

在初中科學教學課堂中融合STEM理念，有利于培養綜合的創新性人才，能夠有效支撐我國的人才培養計劃，促進我國人才儲備量的提升，具有重要的實際意義，具體意義體現在以下幾個方面：

（一）有利于激發學生學科學的興趣，培養興趣型人才

在初中科學課堂教學中，通過引入STEM理念可以使學生在科學課堂中感受到學科綜合的魅力，提升其對科學的求知欲，以此來有效增強學生學習的主動性。比如，學生對自然中的各種現象表現出強有力的興趣，諸如“為什么冬天下雪？”“為什么路上會有裂縫？”“為什么樹上要涂白色的石灰？”等問題，學生通過觀察大自然發現問題，從而表現出強烈的求知欲，培育其解決問題的能力。

（二）實現效率型科學研究，有利于培養創新型人才

培養學生的求知欲能夠使學生創新意識提高，而在初中科學課堂教學中，通過融合多種學科理念，使學生在科學課堂教學中獲取知識，了解科學的內涵等，并通過自身的方法求證自然界中存在的相關問題，實現創新型人才的培養，這與我國的教育人才培養理念不謀而合。

五、教學過程

如何在初中科學課堂中運用STEM理念是廣大初中教學工作者的重點關注對象之一，主要可以從以下幾個方面展開。

（一）合理設置教學內容

教學內容的合理設置有利于提高初中科學課堂的合理性與科學性，從而使學生能夠感受科學的遞進性，因此，教師需與自身教學教材相結合，深入研究STEM理念在初中科學課堂設計中的使用案例典范，并且結合自身教學內容和學生的實際特點開展教學，以保證學生能夠接受初中科學教學課堂的實際內容。例如，教師可以通過教材中的《科學入門》《多姿多彩的生物》等章節實現學生簡單探究活動的設計，并在課堂中將設計的實際作用發揮出來，讓學生運用多方思維解決問題，并強調自己動手找到答案。

其中，基于STEM教育理念下展開初中科學復習拓展課也是一項有效的教學途徑，能夠實現新課教學內容的鞏固、應用、補充以及拓展。就拿浙教版科學七年級上冊第1章第4節《科學測量》新課教學為例說明，可考慮開設《面包測定儀制作》的STEM復習拓展課，整體教學環節應當圍繞如下幾點展開：

其一，聚焦核心實際問題：為間接了解面粉優劣程度以及相應的烘焙效果，需測量面包體積。你可以自主制作簡易面包測定儀嗎？

其二，設計與制作

①方案設計：提供如下器材，用于簡易面包測定儀的設計以及制作（現場提供制作工具）。a.面包;b.廢棄可樂瓶;c.量筒;d.水;e.細砂;f.油菜籽等等。

②產品制作：通過廢棄可樂瓶、量筒以及油菜籽等已有的器具與材料，制作簡易面包測定儀。

（二）與STEM高度銜接，創立自身教學模式

為了使STEM理念能夠與初中科學教學課堂深入銜接，筆者通過借鑒先進的吸引、探究、解釋、評價教學模式，結合自身的教學特點，通過與學生自身的學習實際情況相結合，在課中注重挖掘學生對課題的吸引，并注重學生對問題進行探究與解釋，從而實現自身的評價。

學生都比較容易接受融合STEM理念的初中科學知識。比如，在探究“眼的結構與功能”中，在該模式的引導下，學生借助恰當的觀察方式，把科學、技術二者相融合，通過分析與探究，獲得實踐結論。同時，也在這一過程中體驗到了知識的價值與解釋實際問題的樂趣。針對此環節的教學設計可參考下圖。

（三）落實融合STEM教學理念的評價

在初中課堂教學中，我們應充分挖掘教學理念的本質內容，通過結合多種學科的學習知識，使學生能夠通過不同的形式表達自身的看法，并能夠在科學教學課堂中實現學習計劃的探究與取證，在落實STEM教學理念時，學生還可以通過與團隊合作的方式表達自身的相關看法，以備查漏補缺，促進實踐環節的順利進行。教學工作者還可以通過設置實際展示環節，使學生通過實際展示掌握學生的實際把握內容與把握程度，促進學生綜合學習能力的提升。

（四）課后學生的自身發展要求

1.反思與完善

在科學課堂教學完成后，學生不應就此將科學扔到一邊，而應將科學教學內容納入生活，在生活中進行教學內容的反思與完善，促進學習的鞏固與提升，相關學者認為：反思與完善是學生課后學習并實現自身完善的重要途徑之一，有效的反思與完善能夠促進學生學習思維的開發與鞏固，實現其綜合發展。

2.完善自身，在課外鞏固科學學習

科學課堂主要培養學生觀察世界和改造世界的能力，因此，學生應在課外保持對科學世界的探索能力與好奇心，積極探索新知識，表達新看法。教學工作者也可以通過設置更高級別的科學教學課堂，使有興趣的學生能夠更積極地參與到高級課堂中，繼續開發學生的科學素養，從而為國家的科學人才提供更強的支撐。

六、教學反思階段

將STEM理念融入初中科學教學課堂中，不僅對學生的能力培養有一定幫助，還對教學工作者提出了新的要求，教學工作者應當在教學的過程中不斷反思自身，使自身工作素養能夠滿足教學工作崗位的實際需要，促進自身教學素養的提升。

通過融合實踐分析，STEM理念要求教師具有良好的科學素養，即對世界的積極認知能力，在教授學生如何觀察世界、發現問題并解決問題時，應首先培養自己的相關能力，為教學工作奠定較好的基礎。其次，教學工作者應保持一顆善于學習與發現的心，能夠在科技迅速發展的今天，利用新型多媒體實現教學，促進學生的理解能力的提升，實現科學課堂中STEM理念的良好應用。

綜上所述，在初中科學教學課堂中滲透STEM教學理念有利于學生科學素養的培育，因此，研究如何在初中科學教學課堂中充分發揮學生的能動性意識，實現創新型人才的培養，是廣大教學工作者關注的重點環節之一。基于此，本篇文章通過分析STEM理論的應用現狀、初中科學教學課堂的具體應用模式，實現了相關探討，望具有一定的參考價值。

參考文獻：

葛穎倩.融合STEM理念的初中科學教學實踐探索[J].上海課程教學研究，2019（Z1）：87-94.

編輯 王亞青