摘 要：STEM教育理念引領小學科學教育不僅能夠提高教學的效率，還能讓學生更好地學習其他學科。文章從堅持學生立場、運行跨界思維、設計問題引領、注重探究過程四個方面闡述了在STEM教育背景下，以小學科學課程為載體，用STEM理念引導小學科學教學，聯系生活實際，豐富課堂，實現學生的深度、創造學習，從而提高學生的綜合能力和科學素養。

關鍵詞：STEM教育;小學科學;教學實踐

中圖分類號：G623.6?文獻標識碼：A?文章編號：2095-624X（2021）11-0033-02

一、STEM 教育形成的背景

STEM是科學、技術、工程、數學的英文首字母縮寫。它是科學、技術、工程和數學深度整合的教育。其中，科學在于認識、解釋自然界的客觀規律; 技術和工程則是在尊重自然規律的基礎上改造世界、解決遇到的問題;數學是技術與工程學科的基礎工具。STEM 教育理念注重學生的思維能力、操作能力培養，注重讓學生通過自己已經學到的知識進行科學真理探索。

二、基于STEM教育理念，打造新型科學課

當今社會，科學、技術、工程、數學等各個領域密切聯系了起來，我們面對的問題，也不再是單一學科的問題，而是綜合性問題。每個教師都教學自己的學科，但對于學生來說，卻要學習不同的學科。學科之間是互相有聯系的，有許多交叉的知識。 STEM 教育就特別提倡發展孩子的個性，也推崇不同學科的整合，提倡讓學生實現可持續發展。由此可見，STEM教育與我們的小學科學教育追求的目標是一致的。下面從四個方面說說如何用STEM教育理念引領我們的科學課。

（一）堅持學生的立場，建設屬于兒童的真性課堂

學生作為學習的主體，教育工作者只有站在學生的立場，設計符合學生現實需要的學習任務，才能促進學生深度學習。作為教師，必須從學生的角度去思考：學生喜歡什么樣的科學課？怎樣的設計是最符合學生年齡特點的？什么樣的實驗材料是適合學生的？

我們可以從眾多的活動中篩選適合學生探究的活動主題，把一些教育的內容游戲化、趣味化，把需要孩子探索的知識融入活動中。在活動一開始，我們就給學生自主的權利：讓學生自由組合，選擇志同道合的小組成員;各抒己見，選擇所需探究的方向;揚長避短，選擇適合本小組探究的感興趣的問題;各取所需，選擇探究所需的材料……允許學生在活動中犯錯誤，把學生的錯誤也看作重要的教學資源。正因為只有站在學生的立場，充分給予學生選擇的自由，才會激發學生的活動熱情，取得最佳的活動效果。

（二）運行跨界思維，建設具有統合力量的大結構課堂

小學科學課往往從學校周圍的自然環境以及身邊的各種材料入手，開展適合學生的科學實驗，培養學生綜合解決問題的能力和創新能力。我們在開展科學教學時，就可以以科學實驗為立足點，融入與實驗相關的數學、工程和技術知識，從而幫助學生建立起系統性的研究思想。

蘇教版小學五年級《科學》下冊有《形狀與結構》這一單元。其中，《建橋梁》一課中有不少的探究活動，有一個是有關比較不同類型橋梁的承受力的活動。教材預設的活動只是比不同橋梁的承受力，對于怎樣建造比較理想的橋梁并沒有涉及。教師運用STEM 教育思想可以這樣設計：第一，先讓學生針對學習內容在小組討論，提出問題，并進行假設;第二，分小組設計實驗方案，并對小組的假設進行驗證;第三，在小組驗證時滲透有關工程、技術和數學方面的知識;第四，根據小組成員討論的設計圖搭建出自己小組的獨特橋梁，并按要求測試橋梁的承受力，分析記錄得到的數據，從而得出結論，形成研究報告。

還是這一單元的內容，《建高塔》這一內容卻是探究不同結構建筑材料的特點。我們可以圍繞如何使結構更加穩固這一活動來開展教學。這個活動包含了設計與技術，使結構穩定這一要求既要學生掌握一定的科學知識，知道其中的科學原理，又要學生掌握工程設計和操作技術的知識。首先，學生可以先通過探究不同圖形（如三角形、平行四邊形、正方形等）的特點，了解有關結構的對稱性和穩定性，通過動手構造認識到三角形是一種穩定的結構。其次，學生通過嘗試加固立方體，理解結構的穩固性與結構的形狀，再通過不同材質材料的比較，尋找到最合適的材質。最后，學生通過設計和搭建建筑，探索建筑物的穩固性與哪些因素有關。這樣加入STEM的探究活動，不僅有助于學生對幾何形狀的有關數學知識的了解，還有助于學生學習到工程方面關于結構材質、連接方式等知識。這樣的活動并不是簡單地將科學與工程、技術、數學組合疊加，而是把一些小知識轉變成探究世界相互聯系的不同側面。

（三）設計引領性問題，建設有思維張力的科學課程

學習科學就是為了解決實際生活中的問題。一個好的問題，經過設計開發，可以豐富成為STEM科學活動，促進學生創新。教師在教學時可以利用學生在生活中遇到的問題來激發學生探究的興趣，幫助學生像科學家一樣思考問題，像工程師一樣解決問題。

如在教學蘇教版小學四年級《科學》上冊第一單元第一課《空氣的性質》時，教師可以通過這樣一個問題導入：兩個水瓶中各套有一個氣球，在其中一瓶子底部扎一個小孔，若對著瓶口吹這兩個氣球，會出現什么現象？通過實際的操作，學生發現有小孔瓶子里的氣球是能吹大的。學生對這一問題進行了討論，得出結論：瓶子里有空氣，空氣也占據了空間，所以沒孔瓶子里的氣球吹不大，往有小孔瓶子里的氣球吹氣時可以把瓶子里的空氣擠出來，這樣就騰出了瓶子內的空間，氣球就吹大了。

如果我們這樣設計的話，就會發現學生的注意力主要還是集中于對科學概念的認識與解釋，并沒有真正讓學生的能力得到提高。STEM科學活動更注重解決活動過程中所產生的問題，針對這樣的特點，我們可以對這一活動進行適當的改動。

首先，請學生對著沒有鉆孔的套有氣球的瓶口吹，并猜一猜可能是什么原因造成氣球吹不大的。學生由此展開討論，提出自己的想法：吹氣球的力氣不夠大;瓶內的氣球是不是壞的;吹的時候嘴巴漏氣了;瓶中有氣體，壓住了氣球讓它吹不大……

其次，在學生討論的基礎上提出新任務：有沒有辦法能將瓶內的氣球吹大？這樣的活動設計符合學生的學情需要，也讓學習任務更具挑戰性。學生會根據剛才的討論，針對問題出現的可能原因找到解決問題的辦法，從而提高學生解決問題的能力（見表1）。

最后，趁熱打鐵，提出問題：瓶內的空氣占據空間，能想辦法把你們趕跑瓶中的氣體這個過程讓同學們真真切切地看到嗎？集思廣益，學生又提出了各種方案（見表2）。

這些問題可以有效增加學生思維的深度與廣度，提高學生解決問題的能力，鍛煉學生的動手技能，并有效把科學教學與STEM對接起來。

（四）注重探究過程，建設實踐為主體的運行機制

STEM教育的一個重要特點是注重讓學生通過實踐去獲得知識，學生常常依靠動手操作來認識、 理解世界。STEM的探究活動與一般的科學探究活動不同，師生在一堂課中可能無法得到一個合理、有效的結果，只能是與目標不斷地靠近。

比如說，在五年級學生學完《電和磁》這一單元，認識了簡單電路之后，教師就可以設計這樣的活動——“讓我的小房間更亮”（見表3）。

學生在實際的操作中要對自己的猜想設計方案不斷修正調整以取得最優效果。如在操作中要注意調整變量做對比，每種方案要注意對比時只改變一個條件。這個活動中，學生不僅要把電的知識學以致用，還要用到光的知識。在調整過程中，又要不斷地利用測量到的數據來幫助自己修改方案，這可以使學生各類能力得到發展。

再比如六年級的《吹泡泡》一課，學生通過對各種材料不斷嘗試，制造出多種有效的泡泡水。在這個調制的過程中，有對學生數學能力的培養（什么樣的配比最合適），技術的要求（不同的攪拌方法，水溫的高低，加入材料的先后順序），這樣的調配其實是對學生各種能力的培養。

STEM 教育理念為小學科學教學提供了新的方向，它不同于以往的以知識傳授為主的教學，是一種綜合多個領域的應用型教育。我們可以以小學科學課程為載體，為學生提供認識世界的機會。通過多個領域知識和技能的學習，使學生學習的零碎知識，變成相互聯系、統一的整體，開闊學生的視野， 帶領學生用科學、技術、工程、數學等多種色彩織出絢麗的畫卷。

[參考文獻]

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[2]余勝泉，胡 翔.STEM教育理念與跨學科整合模式[J].開放教育研究，2015（17）：17-18.

作者簡介：黃黎莉（1979— ），女，中小學一級教師，本科，研究方向：小學科學教學。