STEM教育與小學科學課程資源整合的必要性分析

潘笑

摘 ?要：STEM包括四門學科，其在小學科學課程中的應用主要是為了幫助學生更好地認識世界，對自然界中的客觀規律做出合理的解釋，其包含科學、技術、工程和數學。STEM教育與小學科學課程資源整合的必要之處在于，其一方面是對于低學齡階段學生基礎科學素養的培養，另一方面也是對學生技術素養、工程素養、數學素養的培養。

關鍵詞：STEM教育;小學科學;資源整合;必要性

【中圖分類號】G622.0 ? ? ?【文獻標識碼】A ? ? ? ? 【文章編號】1005-8877（2021）32-0129-02

【Abstract】STEM includes four subjects. Its application in primary science courses is mainly to help students better understand the world and make reasonable explanations of objective laws in nature，including science，technology，engineering and mathematics. The integration of STEM education and primary science curriculum resources is necessary. On the one hand，it is to cultivate the basic science literacy of students at the low school age，and on the other hand，it is also to cultivate students' technical literacy，engineering literacy，and mathematics literacy.

【Keywords】STEM education;Primary school science;Resource integration;Necessity

STEM教育是對自然界認識的基礎性教育，近年來，政府教育部門逐漸加大對各學齡階段STEM教育的支持力度，從STEM基礎教育基金的推出到各校STEM教育的鼓勵和改善。STEM中的科學，意味著對客觀規律的客觀性解釋，技術是指在對自然和理性杰獅之上加以改造，從而實現技術與自然科學的和諧共處，工程是指在技術的基礎之上的改造，而數學則是工程和技術的應用工具。從對STEM基礎教育中對于教師專業性的培訓到STEM教育各種形式活動的創建，STEM教育正從各個渠道上激發當代青年及少兒勇于探索科學世界的興趣。

1.STEM教學學科整合是科學課程實驗探究性的必要之舉

小學科學課程資源常來源于生活中簡單易知的生活常識，是從人們日常生活行為入手，以一種實驗的方式對自己的行為探究，并施以理論分析。它分析的領域常常有極廣的涵蓋面，如水資源、土地、空氣、植物，動物等，通過對自然萬物的有機串聯，給學生創造一個有廣度和深度的思維空間，而STEM教育的學科整合是在小學科學課程中融入了數學知識和工程技術的相關知識。使學生對于科學的理解不再浮于表面，而且STEM教育的學科整合是從學生思維中對自然問題的產生到思維過程的構建及最后的問題解決這一系列的過程中為學生創建一個自主性的、合理性的、系統性的思維研究策略。例如，在小學科學空間的性質學習中，教師可以運用感官等一些生活工具，讓學生明確認識到空氣也是占有一定空間的，不能被任意縮小這一概念。課前可以準備水槽、玻璃杯、塑料瓶等一些科學教學實驗用具。在課前，教師可以拿出一個紙團將紙團放入水槽中，觀察紙團有沒有變濕，然后又將紙團放入干燥的杯子中，再將杯子反過來倒扣放入水槽，再觀察水槽有沒有變濕。這個實驗過后，教師可以讓學生根據這一單元所要探索的主題學習任務，初步對空氣占據空間的秘密進行探索，初步探索后，教師可以引導學生自主動手開展第二個實驗，讓一個學生在空氣中吹氣球，然后將氣球放在一個塑料瓶中，讓學生在嘗試去吹氣球，并讓學生說出兩次吹氣球過程中的不同體驗，讓學生在探索中發現問題，能否據此探索出空氣的性質。這兩組簡單的實驗，目的是按學生在日常生活中的常規現象中明白空氣是占據了一定的空間這一概念。在前兩個實驗的基礎上，可以讓學生自主設計實驗，探討空氣是否有質量這一問題，一些學生則會提出氣泡這個現象，教師此時可以據此解釋氣泡，這種現象就是空氣在水中的跑動，氣泡中含有一定的空氣，正是由于空氣的密度小、質量輕，所以氣泡才會在水中向上冒，這也是因為比水輕的物體在水中會浮上來這一生活規律。

2.STEM教育的科學故事是學生思考能力培養的必要之舉

小學科學課程在新課改的教育改革下、改革大背景下有了更高的標準和更新的要求，主要是指以培養學生優良的科學探索精神為目標，以引導學生樹立正確的科研理想為導航，對于小學階段學生優良科學精神的培養，不僅要注重理論教育、實踐教育，還應注重事例教育。具體的優良科學事例能給學生以精神上的激勵，這種激勵則是一種榜樣力量，在一般教學過程中，對課本知識的講解是教師的主要教學任務，這種教學方式在某種程度上是對學生應試作答能力的提高，在這種教學模式下，部分教師給學生對于科學故事和科學發展史的普及不多。從而使學生的學習興趣有所降低，影響了教學效率和教學質量。所以，在STEM教育理念下，教師應大力開展素質教育，帶領學生領略科學歷程，從而探索科學真理，讓學生在前輩的故事中形成自己良好的科學品質。例如，在《小小科學家》教學過程中，在梳理教學目標上，讓學生能了解到科學家所做的工作，認識到科學就在我們身邊 給學生講四百多年前大科學家伽利略的故事，并讓學生做類似的實驗。從實踐中看到伽利略的做法，看哪個學生在這一實驗中會產生新的發現。通過這個過程，讓學生看到科學家的科學實驗過程和我們生活中大家對于科學的探索過程是一樣的，都經歷了科學的觀察、實驗和記錄這幾個過程，但科學家真正的成功在于他們能夠透過實驗去勇于發現和探索整理。最后教師可以進行總結，生活中處處存在科學，只要擁有善于發現的眼睛和勇于探索的心，生活中每個人都是小小科學家。

3.STME教育的課程改革是學生探究生活科學的系統思想

對于小學階段的科學教育課程來說，學生所接受的科學知識大多是簡易的且與學生生活息息相關的。STME背景下的科學實驗可以幫助學生更好地理解生活中常見到的一些東西，如空氣水資源以及地球上的動植物、微生物。一方面，廣闊的實驗素材雖然給學生的科學知識探究帶來了一定的困難，但從另一方面來說，這些素材在一定程度上讓拓寬了學生的思維空間。教師在小學科學課程講解環節中，應盡可能地將學生所要了解的相關科學實驗立足于更高的點。例如，在小學教學“水的過濾實驗”教學環節中，教師可以先引導學生認識到水污染是怎樣形成的以及水污染對于人類的健康有著怎樣的危害。一些學生會舉手回答（水中含有泥沙和石子的水是不干凈的水）這時，教師再對學生的回答進行補充，水污染不僅僅是我們肉眼可以見到的污染，還有許許多多我們肉眼見不到的污染，如一些可以溶于水的雜質，如礦物質、細菌、病毒等，今天，同學們就來學習如何給生活中受到污染的水進行過濾。教師在過濾水的科學實驗講解中，應盡可能地給學生普及各方面的知識，如科學實驗中所涉及的相關數學知識、工程方面的知識以及相關實驗技術方面的知識。教師在科學課程講解中應該明白首要的STME教育的課程改革觀念，要不斷強化學生對于知識的綜合運用能力，讓學生對于科學的學習不僅僅限于概念上的理解，還要有更多的腦力活動。讓學生在腦力和勞力雙相結合下，幫助學生探究科學真理。

4.STEM教育的知識運用是教學與實踐的科學性研究

STM教育是對將數學放在科學中做具體的分析，數學理論在科學中的基礎應用，不但將科學教學邏輯化，也是將數學教學實踐化，在常規的小學科學教學中學生往往只知道知識，還不了解知識，知識的了解在于能了解知識的來源，明確知識的應用，而不是對知識的生搬硬套，生搬硬套在學生的短期科學學習中會取得效益，但卻不利于學生對于科學課程的長期學習，科學教學過程中合理的教學方法應是學生在知識的實踐應用中不斷對知識進行查缺補漏，在小學科學學習中體會數學應用于實踐的魅力。例如，在小學科學——熱空氣和冷空氣的學習中，教師需要聯合實際，通過實驗讓學生學會如何看風向，理解冷熱空氣的對流，在教學過程中，教師應讓學生自主學習風的形成，如讓學生吹一個氣球，然后把放氣口對著臉部，之后松開氣球口并感受氣球松開那一瞬間的感覺，然后告訴學生感受到的這種流動的空氣，就是我們所說的風，并讓學生思考，還可以利用什么方法驗證空氣是會流動的這一現象。進而引入熱空氣和冷空氣這兩個概念，在學習熱空氣時，首先點燃一根蠟燭，讓學生把手放在蠟燭的周圍，感受周圍空氣的溫度。在學習冷空氣時，教師可以讓學生在家中將冰箱打開，然后把手一點一點地靠近冰箱，感受周圍空氣溫度的變化。通過這兩個實驗，讓學生探討熱空氣和冷空氣的流動方向，猜測熱空氣和冷空氣的上升和下降，為了讓學生更好地觀察空氣的對流，要是可以選擇一些有色氣體，如利用蚊香讓學生觀察空氣的流動。

5.STEM教育的課堂實際化是對人文科學和自然科學的有效串聯

STEM教育下的小學科學教學是課本與實踐相結合的教學。小學生對科學理論知識接受度并不是很高，所以在科學學習上，教師如果用一系列的語言理論讓學生去理解，那么，在教學課堂上學生的聽講就如同走馬觀花，實踐性的小學教學，是讓學生在科學實踐活動中通過動手動腦在自己的思維中形成自己的科學價值觀。例如，對于小學實踐性科學的學習，是讓小學生的學習氛圍更加輕松、更加靈活，對于小學生來說，其先天興趣是玩而不是學，教師如何讓小學生明白學習科學就是在自然人文知識的海洋中游玩，也考驗著小學科學教師如何對實踐性科學學習的課堂應用。那么，科學的實踐性在課堂上到底如何體現？先要明白科學的知識技能是在教學課堂的實踐活動中獲得。科學學習是日常學生在學習其他技能和其他學科的必備工具，所以很多人說科學學習是具有工具性和人文性的。在教學課堂中的動手實驗操作也是一種科學實踐活動，讓學生如何去聆聽教師的科學教學思維？如何去交流閱讀科學語言和知識。

6.STEM教育的課堂創新化是對我國基礎科學教育的必要改革

在新課程改革下的小學科學教學課堂，雖然各方面都提倡STEM教育下的教學創新，但是教師在教學過程中的過度創新便會成為一種花式且創新，這就是我們所說的創新點很多，但卻實則沒有太大用處的教學現狀。所以教師在小學科學的教學過程中，應該更加注重的是教學過程的完善和教學資源的整合，學生對科學知識思維理解的完善。例如，小學科學教學中不提倡在小學科學的課本教學中搞花里胡哨的創新，這種創新會發散學生的思維，一般小學生的科學思維存在短板，理解力差，所以在小學科學的教學不同于高階段科學教學，它要求的是思維集中而不是思維發散。如現階段存在的多媒體教學也是這種原因存在的首發點，在課堂開始前，教師占用大量的時間進行有關的視頻音樂和圖片放送，學生課堂學習的氣氛十分高漲，但這種由于多媒體引發的學生學習氛圍實則是虛假的。讓學生目不暇接的并不是課堂知識的接受，而是多媒體的放映。所以，對于當代的科學教育工作，不同于傳統的教育，在傳統的教育中，學生遵循的一直是言聽計從，對自己老師的教學不可以有疑惑和顧慮，學老師所學，聽老師講，這才是一個學生該有的尊師重道品格。而當代教育工作中提倡的是教學平等，平等對話，平等學習。改變傳統的讓學生被動接受知識的方法，新理念下的教學平等提倡的是學生和老師共同學習 ，而達到對科學知識的共享和共進。要讓學生在這種教學模式下主動地接受知識，勇敢地對所接受的知識發出疑問和困惑，勇于在知識中進行創新和探索。在小學科學教學階段中，教師和學生的氛圍更容易達到和諧和放松，教師也應該利用這一點及時給學生的腦海中輸入教學平等這種觀念，從而使小學生的科學學習興趣和學習能力同步發展均衡發展。

7.結語

STEM教育是對自然科學的有效性探索培養學生數字化學習的習慣，STEM教學不是簡單的有機組合，而是將學生的碎片化知識與探索科學的機械化過程轉變成一個相互聯系的過程，STEM教育中四個方面的交互碰撞能夠實現學生的深存次學習，因此，教師在對學生各方面技能都認識中要選擇更優的策略，合理地將STEM教育引入小學課堂，使自然科學知識合理融合，為小學科學課程編織更加絢麗的畫卷。

參考文獻

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