淺談STEM理念下小學生科學探究習慣的培養

王淑惠

摘要：STEM課程是一種新型教育方式，起源于美國，不同于傳統的單學科教育方式，著重培養學生科學、技術、工程和數學四個方面的綜合素養。作為小學階段基礎性課程的科學課程，其目的是提高小學生科學素養。STEM課程和小學科學課程的融合讓原本探究性很強的科學課程變得更適于學生的個性化發展。

關鍵詞：STEM? 科學? 探究

STEM理念是一種橫向的教育理念，它強調學生掌握一種思考方法，充分利用探究式學習方式，鍛煉學生跨學科、多學科的融合能力。科學課程的教學目標應是培養學生科學素養，協助他們鍛煉妥善處理實際問題、參與公共事務的能力，為他們的終身發展打好基礎。作為新時期一線科學課任課教師，在自己的科學課堂中融入STEM理念，培養學生應用性科學能力，提升科學素養，是我不斷努力的 目標。

一、基于STEM理念培養小學科學探究的意義

STEM理念作為新興教育觀念走進小學科學課堂，其重點應是加強對學生四門學科素質的教育：S指科學素質，即運用科學知識理解自然界并參與影響自然界的過程;T指技術素質，即塑造學生管理、使用、理解以及評價技術的一種能力;E指工程素質，即對技術工程設計與開發過程的理解;M指數學素質，即培養學生發現、表達、解釋和解決多種情境下數學問題的能力。四種素質存在著互相支撐、互相補給、共同發展的關系。小學科學任課教師應充分掌握四者之間的關系，鼓勵學生在科學探究活動中展開思考，通過思維創新、技術手段迭代，實現更深層次的思維碰撞，真正提高學生各個方面的操作技能以及認識。科學本就源于生活，源于身邊的某一現象，如：“被子能夠幫助身體制造熱能嗎？”“如何設計制作一個保溫杯？”這兩個貌似不相同的問題實質上都是熱學中能量傳遞的問題，當教學活動圍繞這個實質進行時才有了一條隱形的線索，將科學問題“被子能保溫”與技術手段以及工程問題“充分利用熱的不良導體設計制作一個保溫杯”有效地結合起來。STEM教育理念要求學生把探究取得的零碎知識與機械設備過程進行整合，鼓勵學生留心觀察生活現象，在主動探究的過程中，提高科學素養。

二、基于STEM理念培養小學科學探究的策略

（一）運用翻轉課堂的形式激發學生科學探究的興趣

科學是一門以探究活動為主要教學方式的學科，假如在自己的科學課堂上繼續開展填鴨式的教學活動，無法激起學生的學習興趣，那么及時融入STEM教育理念，能調動學生濃厚的學習興趣，使學生投入到科學探究活動中，緊密聯系現實生活，解決實際問題。翻轉課堂的融入，取代了呆板的填鴨式教學方法，鼓勵學生利用興趣小組、互聯網檔案資料、課外專業書籍等多種形式，積極主動地投身到科學探究活動中，像物理學家一樣去研究、像設計者一樣去思維、像工程師一樣去動手，經歷完整的科學探究過程，形成整體性思維，為提升實踐性科學素養打好基礎。

教科版小學五年級上冊第二單元《光》的主要教學目標是組織學生們察看光磁波的傳播特征，知曉其在生產以及生活中的運用;設計實驗，組織學生探究光源的特征，知曉太陽這個最大的光源以及熱源。“做個太陽能熱水器”是本模塊第七課的探究活動，在學生們已經掌握了有關光的一些基本特點，了解了光和熱的關系后，在制作太陽能熱水器前，給學生布置家庭作業，要求學生充分利用課余時間收集有關太陽能熱水器的資料，在科學課堂上，通過組織學生討論、組員設計方案、繪制手抄報等多種方式，為制作太陽能熱水器做好鋪墊。然后，組織學生觀看我錄制的《制作太陽能熱水器》的慕課，為學生從課前原材料的選用、材質的設計方面提供參考。學生們在制作過程中，經歷了失敗，失敗了再嘗試，他們更加認真嚴謹，從注水口的尺寸大小到鋼管傾斜角度的測量，在整個探究過程中，巧妙地把科學、技術、工程、數學四個學科的知識融合到了一起。

（二）運用組員合作的方式提升學生科學探究的效率

建構主義學習方法論指出，教師應鼓勵學生在自己已有的知識技術水平、實踐經驗以及歷史背景的基礎之上建構新的知識指標體系。學生頭腦中的前概念致使他們對知識理解的能力不同，組內合作式的學習方法，可以在很大程度上協助學生通過組內間的互動交流，實現優勢互補，繼而促進新的知識指標體系的建構。

組員合作式的教學方法以及STEM課程內容的融入，能促使學生在科學探究活動中充分展現其在科學、技術、工程、數學方面的優勢。對于組員合作教學模式的運用，筆者認為應該遵循“各取所長、協調管理”的準則對學生展開分組。首先，注意組內人數，2～4人比較合理;其次，遵照“各取所長、協調管理、優勢互補”的原則，依照學生的個性特點、學習專長、動手操作能力等各個方面的差異展開分組，促使不同特征、不同層次的學生進行組合，為班級內各個組員之間的平等競爭打好基礎;最后，讓組內成員流動起來，可以各小組間互相流動，評選流動先進個人，根據課程學習和任務需要，組間、組內自由組合在交流中提高學習興趣，給每一個學生提供展現自己的機會。

（三）運用生本教育理念提高學生科學探究的 地位

生本教育理念以高度尊重學生和全面依靠學生為宗旨，任課教師充分發揮學生在科學課堂上的主體地位。新時代的小學科學老師應當從根本上打造以學生為主體、以老師為主導的新型科學課堂，讓學生成為探究的主體，提升學生科學探究的主動性，真正實現從傳統的知識本位向提高學生藝術修養 轉化。

科教版小學科學新教材五年級上冊第四單元《運動和力》的主要教學目標是帶領學生研究機械設備的運動，幫助學生認識并掌握各種不同的力。《我們的小纜車》是本模塊的起始課，要求學生能自己裝配一輛荷載小車，通過探究活動了解力的大小與小車運動的關系，圍繞STEM教育理念，逐步引導學生經歷“看到問題、給出假設—實驗設計、破解方式—充分利用跨學科知識，動手實驗—得出結論、總結歸納”的探究過程。課堂教學一開始，我給同學們提供了一輛簡易小車、一根棉線、幾個墊圈，鼓勵學生按照提供的原材料裝配一輛能運動的小車，組內成員立即行動起來：有畫圖紙的;有計算小車最佳運動長度的;有測驗讓小車開始運動時拉力大小 的……學生們分工明確，各個盡己所能，小車運動起來的一瞬間，大家歡呼雀躍。在接下來研究拉力大小與小車運動速度的關系時，學生們的探究欲望更 強了。

（四）運用因材施教的理念提升學生科學探究的能力

世界上沒有兩片完全相同的樹葉，每一個學生的能力水平、性格特點都各有不同，任課教師應充分了解學生，努力為他們創設更為合適的活動環節，制定針對性更強的教學目標，從學生的實際情形入手，有目的地展開個性化教育，保證每一個探究過程均可以讓學生取長補短，獲得最佳的發展效果。

焦書強是五年級的一名學生，平日里喜愛一個人在座位上做手工，不喜歡和同學們交流，科學課堂上也不愿意參加小組活動，有輕度的自閉癥傾向。在科學課上，我特別關注他的一舉一動，主動和他交流實驗想法，發現他對實驗有自己的見解，鼓勵他參與小組實驗，完成實驗中的動手操作環節，充分發揮他動手能力強的優勢，主動承擔小組中“操作員”的角色，一次次圓滿完成實驗任務后，他獲得了組員的一致贊揚。一個學期下來，焦書強的交流能力提升了很多，從一開始的低頭不語，變為如今的主動匯報。STEM課程和科學課程的融合，讓我有了更多的機會去關注每一個學生的個性特征，尋找更適于每一個學生個性發展的路徑，樹立學生的自信，引導他們走向成功。

參考文獻：

[1]袁媛.生活化教學在小學科學教學中應用[J].文化創新比較研究，2017（33）.

[2]湯淑敏.小學科學生活化教學[J].西部素質教育，2018（10）.