STEM教育理念下的小學科學創新實驗策略的研究

李國彥

摘 要：本次研究題目為STEM教育理念下的小學科學創新實驗策略的研究。將STEM教育理念與小學科學教學融合的措施有：創設生活化實驗教學情境，有針對性地提出科學研究問題;運用小組合作的方式來進行科學驗證;用技術檢測處理問題;結合實際來升華歸納與總結;等等。教師應用STEM教育理念來創新小學科學教學，能夠培養與提升學生的科學、技術、工程與數學的綜合素養，切實提高學生的創新思維能力與動手操作能力。

關鍵詞：STEM教育理念;小學科學;研究策略

中圖分類號：G427? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：2095-624X（2021）30-0026-02

引 言

不同于其他學科，小學科學這門學科具有綜合性的特點，特別是在實驗教學中需要運用到各項技能。根據《義務教育小學科學課程標準》（以下簡稱《課程標準》）的要求，小學科學應該運用跨學科的教學手法來進行教學，小學科學教師應大膽創新實驗，將STEM教育理念有效融合到小學科學教學中。當前，我國很多教育者與研究者較為重視STEM教育理念，雖然我國對此研究起步較晚，屬于初步研究階段，但很多學校都在積極嘗試采用此種教育模式來優化課堂教學。

一、STEM的概述

與傳統教學模式不同，STEM教育理念是一種跨學科的教學模式，STEM是Science， Technology， Engineering與Mathematics的簡稱，即科學、技術、工程與數學這四門學科。教師將STEM教育理念與小學科學課程進行有效融合，能提升學生的科學素養、創造能力與處理問題的能力。

二、小學科學實驗教學運用STEM理念的可行性

（一）小學科學實驗教學與STEM的教學方法相吻合

STEM教育理念倡導在工程實踐過程中與真實的科學中進行教學，在真實的學習環境中進行科學研究、手工制造、創造發明、科學實驗與設計活動，重視讓學生獲取直接學習經驗，打破了以往學生被動接受知識的傳統教學模式，實現了學生在游戲中學習、在實踐活動中學習，有效培養了學生的動手操作能力、學習主觀能動性與創造思維能力。《課程標準》主張教師采用跨學科的教學模式，在教學活動中積極指引學生自主研究與學習，使學生成為學習的主人。由此可見，小學科學與STEM不但教學方法相吻合，教育理念也相一致[1]。

（二）小學科學實驗教學與STEM在教育內容上相一致

STEM教育理念主張進行跨學科教學。STEM教育理念的實質為將多種學科進行有效聯系，制定明確的教學目標，培養學生的科學素養。而小學科學也可以與科學、技術、工程和數學有關的知識相聯系，同時還具有可操作性與實踐性的特點，能在很大程度上結合教學實踐來完成教學活動。因此，小學科學和STEM在教育內容上相一致。

（三）小學科學實驗教學與STEM在教育理念上相吻合

STEM教育理念要求教師擺脫傳統教育模式的束縛，敢于打破常規，實施跨學科教學，在真實情景中將多學科的知識進行關聯，以解決存在的問題。而小學科學教育也強調在真實環境中利用多學科的知識來解決現實中的問題。兩者在教育的本質上都是注重培養學生解決與處理問題的能力。教師將STEM理念融入小學科學教育實踐中可以更好地實現教學目標。小學科學教學應面向全體學生將科學教育普及化。在科學教學過程中，教師應起到指導的作用，積極引導學生作為學習的主體來進行探索性的學習，培養學生的學習興趣與求知欲望[2]。

三、小學科學實驗教學中運用STEM教育理念的重要意義

（一）能夠培養學生的創造能力

在經濟和知識逐步全球化的今天，科學創新越來越重要。創新無論對國家經濟與科技發展，還是對提升教學質量都有著重要意義。有相關教育學者指出，STEM教育理念能夠培育出具有較高競爭能力的綜合型人才。目前，很多國家如德國、美國與英國等都高度重視STEM教育理念，同時制訂了關于STEM用于教育的相關政策，將國家、學校、企業單位、科研部門與家庭聯系在一起，致力于開展STEM教育。在當今國際競爭環境中，我國也需要大量具有綜合素質和創新能力的人才。而STEM教育理念下的教育模式是進行跨學科教學，打破了以往的教學理念，克服了各個學科之間的障礙;是在真實情景中進行教學活動，用各學科間的知識共同解決現實生活中的問題，能夠培養學生的創造能力，促進創新型人才的培育[3]。

（二）能夠激發學生的求知欲

隨著科學技術的發展和教學方式的改變，學生獲取知識的途徑變得多樣化，不再單一地在課堂中獲取知識，還可以利用互聯網等方式來了解知識。因此，傳統的教學方式已經無法滿足學生的學習需求。教師如果能夠將STEM教育理念有效應用于小學科學教學中，將現實生活中的情境與教學相結合，為學生提供貼近于生活的現實問題，就可以有效激發學生的探索欲與求知欲，讓勵學生利用多種學科的理論知識去解決現實生活中的各種問題，使其在探索實踐活動中學習知識，掌握解決問題的方法和技巧，從而無形中提升學生操作與實踐方面的能力，達到學以致用的教學目的。這種教學模式能有效激發學生的求知欲望，提高學生的學習興趣[4]。

（三）能夠促進科學教師教學能力的提升

在傳統教育模式中，教師占據著課堂的主體位置，主要職責為向學生傳授理論知識。而STEM教育理念要求教師不僅向學生傳授知識，還要進行跨學科教學，培養學生解決與處理問題的能力及獨立思考與動手操作的能力，從而發展學生的創新能力、寫作能力等;同時要求教師具備各學科的理論知識，有較高的教學專業能力，這在一定程度上促進了教師的知識儲備量與教學能力的提升。