STEM教育理念下科學課問題情境的設計

冶飛飛

STEM的教育源于美國，1986年，美國首次提出STEM的教育理念，將科學、技術、工程、數學等集成為一種新型的教學觀念，以跨學科的方式使學生的能力可以在眾多學科之中建立良好的連接關系，使學生更為整體地認識世界。隨著基礎的教育教學課程的發展，STEM的教育教學觀念也引起了我國教育部門的關注。在STEM的教育理念之下，學科融合使學生經歷了更為完整的教學歷程，從而獲得更加直觀的學習經驗，提高了學生解決生活中綜合問題的能力。但在教學過程中，往往因為缺少合適的STEM問題情境，使得小學科學在目前階段并未完全落實新型教育改革的觀念。基于此，本文從問題情境教學的角度入手，并結合實際教學經驗，對在STEM教學課程中的問題情境的設計提出幾點建議，以供參考。

一、設計需求

曾有教育學家提出，教育教學的藝術并不在于傳授學生學習的本領，而在于喚醒、鼓舞并激勵學生學習。在STEM教育理念下，可以使學生保持更為強烈的興趣和持久的動力，因此教師一定要為學生設計更有目的、更有吸引力、更獨特的教學情境，以提升學生的體驗感和參與感。而且在教學過程中，由于STEM的教學理論比較復雜，學生在學習過程中也往往會遇到認知困難，對此，教師一定要幫助學生提出更有層次的教學問題，從易到難，循序漸進，使學生更好地完成知識的遷移，對知識混淆以及思維矛盾等，也要更好地了解。在STEM教學理念下，創新能力是培養學生綜合素質的重中之重。因此，在STEM的觀念下，小學科學教學一定要為學生設置更加復雜真實的問題情境，以幫助學生拓展思維、創新思維觀念、實現學生能力的提高。

二、STEM教育理念下科學課問題情境的設計

（一）考察類問題情境

在STEM的教育教學理論和原則上為學生設置問題情境一定要基于學生的認知范圍，并遵循教育教學的基本原則。STEM的教學課程更注重學生在生活中真實的問題，以便于使學生更為了解知識在生活之中的形態，從而獲得更為深刻的感悟。實地考察，是教師為學生設置真實情境的最為有效的教學形式。教師可以利用自然博物館、科技館、工廠等場所，結合STEM的融合性教學理論為學生設置教學情境。例如，教師在講解“水”這一部分教學內容時，就可以將學生帶到河邊或者是自來水廠等地，讓學生去觀察這二者之間的水質有哪些不同，并了解河水的基本性質以及水廠在凈化過程中的流程對水造成了哪些的影響，使學生在真實的體驗之后提出科學問題，并進行理性的分析。例如，在關于水污染這一部分的科學課程在設計過程中，基于STEM教育理念，教師對學生的特點、學習的目標、學習的內容進行有效的分析和衡量，積極做好前期的教學準備工作，然后帶領學生去周邊有代表性的地點，進行水質的檢測，并根據實際情況為學生設置問題。如，采訪當地的水質檢監測專家，詢問他們是如何監測當地水質的;又是如何整理監測數據、形成相關報告的。引起學生的思考，提出問題“我們應該怎么做？”在這樣真實的教學場景之中，更加深了學生對于問題的分析和理解，使學生從自身的基礎上提出對水質問題的解決策略，實現了小學科學教學的有效性。

（二）生活類問題情境

學生的學習都是來源于生活并應用于生活的。教師一定要把握生活中的科學元素，對學生進行更為真實有效的科學教學，提高學生在生活中應用知識的能力。例如，在教學過程中可能會有這樣的實驗探究部分，如自制凈水器。教師就可以引導學生觀察身邊的凈水器，然后自主搜索網絡資料，根據身邊可以用到的教學資源來制作簡易的凈水器。首先，教師可以為學生提出問題，“五千年的中華文明源遠流長，中國地大物博。但是隨著經濟發展和地域環境的客觀差異，也使得我國依然有部分地區存在飲水問題，甚至在西北部地區的一些地方依然直接采用天然水飲用，這樣做是可行的嗎？”可能會有部分學生回答可行，而部分學生回答不可行。這樣，教師就可以分層為學生設置問題情境，如回答可行的學生在接下來模擬一個生態平衡裝置，模擬天然水循環，也就是根據自然原理而凈水的裝置;回答不可行的學生，則根據網絡資源制作簡易的家用凈水器。細心的學生會發現，不管是自然凈水還是家用凈水，都是利用石子、沙礫等物質來凈水的，這樣學生對學習的知識就會有更加深刻的理解，極大地增強了學生學習的有效性，使學生在聯系生活實際的過程中更好地理解了知識，為學生架起了生活與理論的橋梁，實現學生能力的提高。對比這兩個凈水裝置，學生也會發現家用凈水器的物理凈水也是脫胎于自然原理的，加強了學生對于知識的認知，使學生更加主動地探尋身邊的科學知識，調動學生對科學學習的主動性。

三、結語

總而言之，由于STEM教育理念的真實性和復雜性，教師在設置教學情境的過程中一定要更加靈活、更多樣化;要側重于學生的生活實際，引導他們根據自身的生活經驗來獲取知識、理解知識，強調學生主觀能動性的發揮。教師要立足于生活實際，帶領學生認識身邊的科學知識，為學生架起生活與知識間的橋梁，這樣，更有利于培養學生的綜合能力，促進學生全面發展。

【甘肅省教育科學“十三五”規劃2020年度課題——“農村小學科學課程教學設計融入STEM教育理念研究”（課題立項號：GS[2020]GHB2565）研究成果】