讓小學科學與STEM教育擦出精彩火花

□ 江蘇省揚州市邗江區黃玨學校 孟海玲

STEM是一種源于國外的教育方法，也是一種先進的教育理念，現如今在我國教育領域比較盛行。STEM教育是一種跨學科教育理念，集科學、技術、工程、數學四門學科于一體，應用多學科知識解決復雜問題的一種方法，STEM教育跨學科、重實踐，強調知識的綜合運用和思維的跨界融合，注重培養學生的綜合素養。小學科學作為一門科學素養的啟蒙課程，具有綜合性、實踐性等特點，與STEM教育有著諸多相同之處，這也為STEM教育的滲透提供了有利條件。筆者嘗試在小學科學教學中滲透STEM教育，開展跨學科教學，讓小學科學與STEM教育擦出精彩火花。

一、STEM教育為科學教學添翼

在科學教學中滲透STEM教育，應堅持學科立場，以科學學科為中心，同時借助STEM教育方法，為科學教學加油助力，給科學教學增光添彩，為科學探究添翼助飛。STEM教育對科學教學具有多重價值，現簡單例舉三點。

1.激發科學學習興趣

興趣是成功的秘訣，喜歡科學是學好科學的前提，學生只有對科學內容感興趣，才會喜歡科學，喜歡探究學習。傳統科學課堂教學比較封閉，教師教學方法陳舊，尤其是學科之間缺少交叉，科學教學內容枯燥，探究活動形式單調，科學學習趣味性不強，科學課堂氣氛沉悶，導致多數學生的科學學習興趣點降低，這也是科學教學低效的主要原因。

STEM教育融入科學課堂教學，具有激趣促學的價值。STEM教育是一種跨學科教學，綜合了多學科知識、方法，讓科學教學內容更豐富，使科學學習方式更多元。STEM教育創新了科學課堂教學方法和模式，將科學探究活動與STEM活動結合起來，讓科學學習變得趣化、美化、活化，較好的激發了學生好奇心，提高了學生學習興趣，扭轉了學生被動學習的局面，讓學生積極參與到科學探究活動中，使學生真正成為學習的主人。

2.提升科學探究效果

探究式學習是科學學習的主要方式，學生在教師的引領下解決科學問題，通過自主探究學習，實現知識的自我建構。在科學探究中，學生一般只會用到科學知識和科學方法去探究科學問題，而有些科學問題卻較為復雜，僅靠一門學科知識或單一的方法是無法解決的，這就需要學生能夠擁有多學科知識，學會運用綜合知識和方法去探究。STEM教育的跨學科特點，為科學問題的探究與解決提供了便利，在STEM活動中，學生要應用多學科知識，學會多視角觀察，多維度思考，在科學探究中，學生學會跨界思維，運用科學思維、技術思維、工程思維、數學思維等多元思維去解決問題。STEM教育理念指引下的小學科學教學，激活學科知識與多元智能，優化學習方式與方法，助力學生探究與理解，提升科學探究效果。

3.促進科學素養培育

培養學生科學素養是科學教學的宗旨，科學素養包含了科學興趣、科學知識、科學方法與科學精神四大要素，而要培育好這些科學素養，必須給學生提供更好的學習平臺，將學生引入科學探究過程，讓他們親身實踐體驗，親自應用感悟，幫助他們全面認知，促進他們感知理解。STEM教育就是這樣一個有助于學生科學素養培育的平臺，STEM教育與科學教學的結合，讓科學教學內容趣味化，使科學教學活動主體化，讓科學探究方法多元化。科學學科與其它學科的串聯，多學科知識與思維的整合，放大科學教學的力量，較好地培養學生科學興趣，有效建構科學知識，幫助學生掌握科學方法，蘊育科學精神。

二、科學教學與STEM教育對接

若要提高科學教學中滲透STEM教育的效果，必須找準科學與STEM的融合點，在兩者之間搭建一個跳板，以便于兩者之間的有效對接。教師可以采取以下策略進行鏈接，達到科學教學與STEM教育的有機融合。

1.借助情境鏈接

情境教育理論認為：情境激發學生情感，發動和促進認知。情境是指在一定時間內各種情況的相對的或結合的境況，情境是一種帶有情緒色彩的具體形象的場景，情境具有直觀形象性、情感激勵性等特點，有助于激發學生學習興趣，情境增強學生的情感體驗，有助于知識的應用與遷移，情境通過人的感官而影響學生的心理情緒，為學生的學習營造良好的學習環境。

情境教學是科學教學的基本方法，也是STEM教育的必由之路，情境對于兩者都很重要，如同科學教學與STEM教育的共同橋梁，因此，在小學科學中開展STEM教育，教師可以創設情境，用情境為載體，借助情境進行鏈接。在創設情境過程中，要盡量確保情境的生活性與真實性，用學生身邊的事例，或者生活中的現象，作為科學探究與STEM活動鏈接的橋梁，以實現兩者之間的無縫對接與有機融合。

2.借助問題鏈接

陶行知說過：“有了問題才會思考，有了思考，才有解決問題的方法?！眴栴}是科學學習的起點，探究是科學學習的方式，科學探究就是解決問題的過程，就是學生在教師的引導下，圍繞科學問題思考和尋找解決問題的方法，然后自己去嘗試實踐，實現問題的自我解決。問題讓科學探究有根源，使學生思維有依靠。問題也是STEM教育的載體，STEM教育以問題為起點，以問題解決為活動主線。問題是連接科學與STEM的紐帶，因此，教師在STEM教育理念引領下的科學教學中，可以借助問題進行鏈接，實現兩者的有效對接。在設計問題時，既要保持科學的學科特點，又要帶有學科的跨界特色，還要提高問題的復雜性、綜合性與挑戰性，這樣既能提高學生的科學探究興趣，又能凸顯學科的融合性與活動的探究性。

3.借助作品鏈接

STEM教育的核心是工程，而工程的核心是設計與建造，設計作品是STEM教育的產出環節，在作品設計中實現知識的遷移與融合。設計也是科學教學的重要環節，設計實驗方案，設計創意作品，在設計后展開實踐性活動，將理想變為現實。設計是科學教學與STEM教育的共同環節，而作品是兩者的融通點，作品是設計后的終端產品，是學習結果的外化，是知識與能力的外顯。教師可以借助作品，將科學教學與STEM教育鏈接到一起，讓學生在設計作品、制作作品、展示作品、評估作品的過程中，實現手腦雙揮、做思合一，同時借助作品來提高學生學習的積極性，提升學生的實踐能力與創新能力，提升學生的成就感與自信心。

三、科學教學中滲透STEM教育策略

科學教學中滲透STEM教育不是簡單的跨界，不是機械地把各學科進行疊加，而是要統整考慮，統一設計，有機交融。教師可以采取以下具體操作策略，實現兩者的整合，放大教育的力量，提升教學的實效。

1.挖掘素材，精選項目

STEM教育實際上是一種項目學習活動，誠如科學中的項目研究，因此，項目的選擇與設計是開展STEM教育的前提。不是所有科學內容都適合開展STEM教育，不是任何一個科學內容都可以成為STEM活動項目，STEM活動項目應屬于工程類，具有綜合性、實踐性，綜合運用科學、技術、工程、數學知識和方法，通過手腦并用方式去完成項目研究，實現問題的解決。

教師要精選科學研究項目，以實現學科知識的有機整合。在開發設計活動項目時，可以從現有的科學教材中挖掘，或者去學生的日常生活中挖掘。例如，教師可以在《搭支架》這一課的教學中滲透STEM教育，把教材進行適當改編，設計了一個“建寶塔”項目，將搭支架應用于建筑之中。筆者也曾經結合學生喜歡玩具汽車的事例，開發設計一個“心愛的小車”項目，組織學生討論小車的特點，設計制作一輛小車，設法改進車輪，使小車走得更遠。

2.基于探究，精設活動。

科學探究是獲取科學知識的重要方法，探究式學習是學生學習科學與開展STEM活動的重要方式，探究式學習以學生為學習主體，以自主探索為活動中心，在探究中實現知識的融會貫通。在科學教學中滲透STEM教育，需以活動為探究的載體，要精設活動，用豐富多彩的探究性活動，蘊育學生科學素養，培養學生綜合能力。

為了凸顯跨學科特點，教師設計的活動應具有探究性、復雜性、綜合性、實踐性，可以是設計活動，可以是制作活動，可以是思考活動，可以是實踐活動，有工程建造活動，有技術優化活動，有數學計算活動等。例如，筆者在教學《搭支架》一課時，將其改編為“家鄉的寶塔”，使其帶有STEM教育味道，筆者創設尋訪家鄉寶塔的情境，引導學生尋寶塔、賞寶塔，通過問題驅動：“為什么寶塔下大上小？”組織學生討論寶塔的結構，探究寶塔的特點，筆者著重安排了寶塔設計與制作活動，讓學生綜合運用知識，動腦設計，繪制樣圖，親手制作。最后，筆者還設置了作品展評活動，引導學生展示成果，分享經驗，評價完善。學生在討論、設計、制作、評價中探究支架的結構，認識支架的作用，進行實踐創新。

3.跨界思維，精致融合

跨界是STEM教育的顯著特點，是跨越學科的邊界，將多門學科進行融合，有學科知識的整合，有多元思維的融合。通過跨界融合，助推科學問題的解決，科學概念的理解，科學知識的建構。以往小學科學教學中，一般應用單學科知識，采取單一性思維，而融入STEM教育理念的科學教學，需要彰顯跨學科特色，將技術、工程、數學等知識融入科學，需要采取跨界思維，多視角觀察多維度思考，運用技術思維、工程思維、數學思維去解決科學問題。在跨界整合時，要做到精致融合，實現無縫對接。例如，在教學《搭支架》一課中，筆者重點利用作品設計環節，引導學生從工程、技術、數學、美術等角度進行思考，將多元思維用于寶塔搭建的活動中，兼顧寶塔的牢固、美觀、節材，從而在跨界思維中整合學科知識，實現學科的精致融合，提高科學教學質效，促進學生綜合素養提升。