讓STEM教育走進科學課堂

朱克玲

【摘? 要】STEM教育融合科學、技術、工程、數學等學科為一體，對小學科學教學具有啟發性，將STEM教育理念引進科學課堂，能促使教學流程課程化與工程化。

【關鍵詞】STEM;小學科學;教學流程

STEM教育源于美國，當時是在科技人才缺失的背景下提出的，STEM教育具有跨界融合、主體探究、實踐創新、團隊協作等特點，以極大的價值優勢風靡全球，現如今成為一種新型的教育理念，深得中國廣大教師的推崇。我作為一名小學科學教師，嘗試與時俱進，在科學教學中融入STEM教育理念，讓STEM教育走進科學課堂。通過STEM教育可以培養學生發現問題、探究問題、解決問題的能力，提升學生的思維創新性，培養具有綜合素養能應對復雜變化的新時代公民?，F結合日常教學實踐，談談STEM教育理念指引下的小學科學課堂教學操作流程。

一、創設真實情境，引出探究任務

探究式學習是小學科學的主要學習方式，學生在教師的組織、引導和支持下，主動參與、手腦聯動、積極體驗，親身經歷科學探究過程，以獲取知識、領悟科學思想、學習科學方法。與小學科學教育相似，STEM教育也倡導探究式學習，主張學生自主探究實踐，自我完成任務，實現教育目標。

情境性教學是充分利用形象，設計生活中常見的場景，激起學生的學習興趣，把認知活動與情感活動結合在一起。STEM 教育中的一個特點就是建立學習情境，在真實的情境中發現問題，解決問題，完成學生對知識的主動建構，從而促進對知識的記憶和遷移。因此STEM教育理念下的科學教學倡導創設真實情境，引出探究任務。例如，在教學《建橋梁》一課時，我先給學生播放了一段“實拍貴州貧困山區孩子過河上學”的視頻，真實的事件激發了學生幫助貧困山區孩子建橋梁的欲望，引出了建橋梁的活動任務。真實的生活情景，把知識還原于真實的生活，既給學生以真實感知，激發學生探究興趣，又自然引入科學探究主題。

二、自主研討規劃，設計作品方案

STEM教育活動是一項研究性學習，有著嚴謹完整的結構體系，包含了項目的選擇確定、研究計劃的制定、方案的實施等步驟，設計作品是其中的一個重要環節，也是STEM教育活動的第二步。為了制作出完美的產品，必須進行方案設計，包括材料的選擇、圖稿的繪制、制作的方法步驟等，為動手制作做好準備，以確保實踐活動有目的、有計劃、有方案、有效果。

“一切尊重學生，一切依靠學生?！弊灾饕巹澰O計作品是教學的第二步流程。在STEM教育活動過程中，學生是一切活動的主體，無論哪個活動環節，都要由學生唱主角，讓學生親自去經歷，教師不能越位替代。有些教師在設計方案環節主導過強，指導過多，幾乎是把一套現成的方案和盤托出，這樣反而剝奪了學生的自主探究權，束縛了學生思維能力的發展。我在該環節采取扶放結合的策略，讓學生自主研討規劃，給學生提供自主思考討論的時間，同時進行適當的引導，指導學生從工程、技術、數學的角度考慮，為作品的設計把好關，以確保制作方案的合理可行。例如，在教學《建橋梁》一課時，當學生產生建橋梁的驅動力后，我組織學生圍繞“橋梁的種類”“橋梁的特點”“橋梁的建造要求”等內容展開探討，然后請學生自主設計橋梁制作方案，圍繞“橋梁的選材”“制作的步驟”等方面展開研討設計，學生自己選擇材料、計算用量、繪制草圖，形成比較合理的制作方案。

三、小組合作實踐，動手制作作品

體驗性與協作性是STEM教育的另外兩大特征，學生參與實踐，在動手做中體驗，學生通過設計、制作等方式綜合運用所學的知識解決現實問題，實踐體驗經歷對學生的發展影響深遠。在實踐體驗過程中，往往采取合作的形式，通過群體中互相協作，依靠團隊力量共同完成制作任務。

合作實踐制作作品是STEM教育理念指引下的小學科學課堂教學的第三步流程，該流程是整個教學活動的重要階段，是培養學生綜合能力的重要環節，該環節充分發揮學生的主體性，讓學生通過小組合作的方式，實施設計方案，在做中學，做中思，做中創，齊心合力共同完成制作任務。在教學《建橋梁》一課中，當學生設計好制作方案后，我給學生提供了豐富的材料，學生自主選材，分工合作，動手搭建橋梁。有的小組建平板橋，有的小組建拱橋，有的小組建吊橋，有的立橋墩，有的鋪橋面，各組根據原先設計的方案，親手制造出一座座橋梁。

四、展示交流分享，測試評估改進

STEM教育強調培養學生技術素養，使學生了解技術、運用技術、增強技術。如果說設計和制作是運用技術的環節，那么，展示交流測試改進則是增強技術提高技術素養的重要階段。該階段為學生提供互動碰撞的機會，學生在作品展示中交流技術，分享經驗，通過對作品的性能測試與評估，從而對作品實施技術改進，以優化作品的造型、功能等。

在展示交流測試改進環節中，教師不僅要為學生搭建展示交流的平臺，組織對作品進行測試評估，還要引導學生互相評價，提出合理化建議，優化方案，改進技術。在教學《建橋梁》一課中，當學生搭建好橋梁以后，我讓他們將橋梁拿到講臺上給大家展示介紹，其余學生欣賞評價，說說外觀造型，猜測橋梁的承重力大小。接著，為了驗證學生猜想，我組織學生開展實驗，在橋面上放硬幣，測試橋梁的承受力，引導學生分析數據，評估不同形狀橋梁的承重力，請學生結合各自的經驗，對橋梁設計提出改進建議，以提高橋梁的承重力。當然，我們還要給學生提供二次修改的機會，重新優化橋梁制作，再次組織測試評估，最后我們還要引導學生進行梳理反思，對整個活動進行歸納總結，以進一步提高學生的思維能力、實踐能力、創新能力，促進學生科學、工程、技術等綜合素養的提升。

STEM教育融入科學教學，讓科學課堂綻放異彩，STEM教育與科學的有機結合，為科學教學開辟了一條新的路徑。

【參考文獻】

[1]李揚. STEM 教育視野下的科學課程構建[D].浙江：浙江師范大學圖書館，2014：13-16+20.

[2]賴萍. 情境教學法在高中英語課堂教學中應用情況的調查[D].東北師范大學，2010.

[3]董利. 基于STEM的小學高年級科學課教學設計與應用[D].重慶師范大學，2017.