依托STEM教育理念優化小學科學教學

□江蘇省常州市金壇區建昌小學 李赟

STEM 教育實際上代表了科學、技術、工程、數學、藝術等多種學科的融合，并不是指簡單的組合或者疊加，而是跨領域的知識研究，跨學科的整合，其主要任務就是通過學生的學習注重對其思維能力的培養，通過實踐活動可以自主地發現問題并且解決問題。這一概念的引入對小學科學的教學有著重要的影響，也為我國的教育改革提供了新的思考。小學科學是一門實踐性很強的學科，在小學科學教學改革創新的過程中，如何依托STEM 教育理念，優化小學科學教學是現階段一線教育工作者面臨的一項重要實踐問題。

一、STEM 教育理念融入小學科學教學的背景

（一）STEM 教育的本土化融入

STEM 教育的提出源于20 世紀的美國，因此，將STEM 教育融入中國，無論是國家教育背景還是現實的教育狀況，以及時間跨度都是要考慮的因素。將STEM 教育理念融入小學科學教學中時，應該努力使STEM 教育本土化，結合我國的國情以及學生的現狀等教育背景，努力找到符合我國教育現狀的STEM教育模式，使其余小學科學更好地融合。例如，教育者可以將人文情懷、創新思維等等融入STEM 教育理念中，使該教育理念變得更加人性化、本土化，使STEM 教育更符合中國的小學科學教育，這有助于更高效地尋找到符合我國國情的STEM 教育的途徑。

（二）STEM 教育的優勢不斷的凸顯

STEM 教育理念的跨學科融合教育，并不是將各個學科的知識簡單相加，而是提倡學生利用各種學科資源，通過整合的教學方式讓學生掌握科學知識和相關的技能，最后可以靈活地運用知識，通過自己學習的知識知道該如何解決實際的問題，提高學生的學習素養。經過研究實驗表明，STEM 教育有助于激發學生對科學研究的興趣，容易激發學生的探究欲望，可以有效培養小學階段學生的團體合作精神，解決問題的能力和實踐創新能力，讓學生充滿對小學科學課堂的自信心，讓學生有效獲得STEM 領域方面的核心力量，也正是由于其獨特的教育理念，使STEM 教育逐漸在全世界的教育領域得到推廣。

（三）國內外對科學教育的重視

隨著國內外經濟科技的飛速發展，對學生的科學教育也逐漸受到了高度重視，開始對學生的科學教育進行改革，美國早在2013 年就提出STEM 教育理念，提出將“跨學科融合”“實踐活動”“科學學科的核心概念”一起作為小學科學教學標準的三大維度，將科學探究提高到了新的教育地位，從而推動了STEM 教育理念在美國的小學科學課程中的有效實施。在STEM 教育理念的發展下，可以有效突破傳統小學科學的教學模式，采用多元化的方式對學生進行教學評價，將科學、工程、技術與數學等各種方面進行有機結合，從而培養學生的科學思維的發展。

二、依托STEM教育理念優化小學科學教學的意義

（一）有利于培養學生解決問題的能力

STEM 教育理念是將學生置于科學項目的主題中，通過其跨學科融合的學習方式，讓學生在科學、技術、工程等各個方面均有涉獵。讓學生學會通過不同學科的知識去分析問題，在科學探究的過程中能發現問題，通過一定的實踐活動進行不斷嘗試，從而找到問題解決的方式。小學科學是小學階段最為基礎的學科，也是培養學生探究能力，科學啟蒙的重要課程，STEM 教學理念的引入為小學科學教師提供了新的教學思路，為學生提供了各個學科的融合實踐活動，讓學生在探究的過程中不斷的嘗試，可以培養其發現問題、解決問題的能力。

（二）有利于培養學生團隊合作能力

STEM 教學過程是通過一些項目主題開展的科學的教學活動，通常這些主題與小學階段的學生日常生活息息相關，需要學生之間共同合作探究，在這一過程中，離不開學生之間的積極交流。在日常的科學實踐活動中，學生以小組為單位進行合作探究，在實踐過程中，學生開動腦筋，說出自己的想法提出假設，然后根據假設去實踐驗證，在此過程中，小組成員之間要相互合作、團結一致、分工明確，教師在旁及時進行指點，在與學生一起進行科學探究的過程中，不斷與學生進行交流討論，有助于培養學生的團隊合作能力。

（三）激發學生對科學知識的興趣

在小學科學教育中滲透STEM 教育要切實貼近學生的生活實際，且有一定的趣味性，可以有效地提高學生對小學科學的興趣，提高學生小學科學課堂實踐活動的參與度。在實施STEM 教育的過程中，小學科學教師應及時引入小學階段學生能理解且與其平時生活息息相關的問題，在此問題中隱藏相應的科學知識，在激發學生的好奇心后，引導學生動手實踐并且找到問題的答案，在此過程中了解一些相關的科學小知識，從而激發學生對科學知識的好奇心。在依托STEM 教育理念的小學科學的教學過程中通常少不了動手實踐或者動手制作的課程，教師要重視學生的參與度和喜愛程度，而小學階段的學生活潑好動，對新鮮事物都蠢蠢欲動，對動手制作也存在著一定的興趣，因此，在諸如此類動手制作的科學實踐活動中，很容易激發學生對科學知識的學習欲望，并且熱衷于將自己的制作成果分享給他人，因此依托STEM教育的小學科學教學正好符合小學階段學生的身心年齡的特點，激發學生對科學知識的求知欲，有效提高學生對小學科學相關課程的興趣。

三、依托STEM教育理念優化小學科學教學的策略

（一）立足學生教材，選擇合適教學內容

在依托STEM 教育理念進行小學科學教育的過程中，課程內容的選擇是至關重要的，其選擇直接決定了該科學課程的教學質量，因此，小學科學教師應該立足于小學科學的學生教材，為學生選擇合適的教學內容。在小學科學的教材中，在每一個單元的最后都會有一個實踐活動，大多是這個單元科學知識的綜合，但是傳統課本上的活動流程也不夠明確，在傳統的教學過程中很多教師通常選擇忽略，或者按照該活動講解一下，并不能激發學生對該科學實踐的興趣。在進行科學實踐活動的過程中如果教師不能給予正確的引導，對科學實踐活動沒有一個明確的實踐流程，就會導致學生在實踐過程中像無頭蒼蠅一樣亂撞，不僅沒有達到綜合運用知識的目的，其學習效果自然也是比較差的。因此，教師在教學的過程中應該選擇合適的教學內容，針對教材中的內容設計一個適合學生的綜合實踐活動，從而調動學生的各種學科知識，從而實現單元知識的綜合應用。

例如，在小學科學的學習過程中，會涉及很多關于植物的科學知識，一年級下冊中學習“多姿多彩的植物”，三年級下冊中學習的第一單元“植物的一生”引導學生關注植物的生長，第二單元“植物與環境”引導學生認識到植物與自然環境之間的關系，還有四年級下冊學習的“繁殖”中用植物的種子或者是用根、莖和葉進行繁殖。但是由于學生的年齡限制導致學生對植物的認識是比較少的，對植物也缺乏一定的了解，學生只是單純地通過教材并不能很好地了解這些知識。因此，教師可以組織全班參與“科學學科的植物種植實踐活動”特別是針對三年級的學生，教師可以引導學生參與植物種植的實踐活動，讓學生從種子入手，認識自己親手種植的植物是什么樣的形狀，其根、莖、葉的特點，其生活習性，是如何繁殖的等。在此實踐活動中，教師可以為學生提供幾種不同的植物種子供學生選擇，然后讓學生通過查詢資料、詢問家長或者專業人士了解自己種植植株的習性，每一個人根據自己植株的情況記錄相應的植物日記，將植物發芽、長葉、開花和結果的過程、時間和植物的狀態都記錄下來。在此實踐活動中不僅可以提高學生的參與度，還鍛煉了學生的動手能力、勞動能力和制作能力，同時也讓學生了解到環境保護的必要性，形成校園綠色文化氛圍。

（二）聯系生活實際，探索綜合實踐課程

依托STEM 教育理念的教學活動中，大多都注意聯系學生的日常生活實際，凸顯了我們日常生活中亟需解決的問題，所涉及的實踐活動大多都是依據社會的熱點問題，具有一定真實性、生活性。在小學科學教學過程中，教師應該注重引導學生善于觀察身邊的事物，引導學生可以發現問題并且想辦法解決問題，引導學生將所學習到的科學知識應用到實際生活中。在小學科學教師教學過程中應該選擇身邊較為常見的生活現象，為學生講解其中蘊涵的科學知識，讓學生明確其中蘊涵的科學道理，引導學生在遇到生活中的問題時，應該融合各個學科知識進行解決，對知識進行靈活運用。教師應該帶領學生根據生活的需要，引導學生利用所學習的知識一起完成綜合實踐活動，進而達到STEM 教育理念下的小學科學教學目標，以此來培養學生的生活實踐能力、解決問題的能力。

例如，在學習三年級下冊中第四單元“身邊的材料”這一單元時，在學生學習了天然材料和人造材料后，了解了關于不同材料是怎么來的，例如紙、金屬、塑料，知道了它們各自的特點，知道不同的材料是如何制作而成的，也明白了不同的材料不同的用處，在學習了這一系列課程后，教師可以引導學生聯系生活實際，思考日常生活中都常遇到哪些材料，讓學生對平時常用的材料都有一個大概的概念。然后教師可以結合日常生活的實際讓學生認識到垃圾的危害，引導學生關注到塑料垃圾造成的“白色污染”，引導學生合作討論都有哪些地方會產生塑料垃圾，在此過程中學生也是暢所欲言，有的說平時去超市或者買菜用的購物袋，有的學生說快遞產生的包裝袋。當前隨著網絡購物行業越來越發達，快遞是現實生活中產生的一個嚴重問題，同時也是塑料垃圾產生的又一大問題根源所在，教師可以通過這個切入點引導學生關注快遞包裝，通過測量、記錄，親手拆快遞等體驗方式讓學生理解到快遞過度的包裝帶來的“白色污染”，為學生創設一個生活場景，引導學生設計一個環保的、可以進行循環利用的新快遞包裝。這樣如何制作可循環利用又環保的快遞包裝就成了科學綜合實踐探索活動，經過討論研究，學生紛紛設計了相應的快遞包裝，同時著手繪制及制作自己構想的快遞包裝，有的學生設計的“拉鏈式的快遞包裝”，有的學生設計的“可反復充氣式的快遞包裝”等。在這個過程中有助于學生綜合利用所學知識，解決生活中的實際問題，有助于學生的全面發展以及綜合能力的提升。

（三）結合學生興趣，拓展個性化的課程

隨著人們生活方式的改變，信息技術的不斷進步，給學生的學生方式也帶來了很大變化，從最初的“填鴨式教學”到現在注意讓學生主動學習，為學生提供個性化的學習已經是老生常談的話題了。傳統的小學科學課堂較為枯燥乏味，雖然科學教學中的知識具有一定的趣味性，但是隨著信息技術的發展，教材已經遠遠跟不上時代發展的腳步，一些實驗探究已經滿足不了學生的好奇心，教材的知識量也趕不上學生知識增長的需要了。因此，教師應該根據學生興趣和年齡特點，為學生拓展相應的個性化的課程，為學生創造一些更加有趣的實驗探究活動。

例如，教師可以利用“科學微視頻”的活動促進學生的個性化發展，“科學微視頻”就是記錄學生平時在進行科學實驗或者綜合實踐探究時的一些有趣的或者寫實的視頻片段，5 分鐘左右。而這種形式的微視頻，不僅記錄了學生在學習科學或者進行實驗的精彩瞬間，展示了學生的個性化發展，而且在學校、班級中進行視頻播放展示，可以讓更多的學生看到，積極地參與到科學的實驗中來。教師給予學生自主探究的權利，學生可以選擇自己感興趣的實驗或者實踐活動，進行自由探索，進而達到促進學生個性化發展的目的。通過一段時間的微視頻實踐活動發現，學生對微視頻的接受度非常強，且對此都十分地感興趣，慢慢地很多學生都有了自己的小視頻，有的學生記錄了自己發現的日常生活中的動物或者植物，如《雨后的蚯蚓》《螞蟻搬家》《含羞草會害羞》；有的學生記錄了一些科學的小實驗，如《自制彩虹》《聲音的傳遞》《顏色變變變》；還有的學生記錄了長期的紀錄片，《金蟬脫殼》《蛋殼泡醋》等一系列的作品。

四、結語

綜上所述，STEM 教育理念就是跨學科的融合，將學科知識按照一定的邏輯順序進行跨學科的重新排列組合，然后呈現給學生，同時還要保證知識的內容是學生可以接受和理解的具有基礎性的，知識是具有全面性的。該教育理念不僅貼近學生的性格特點，而且能培養學生各方面的能力，已經對我國的小學科學教育改革帶來了極大的影響，促進了小學科學教學課程的趣味性，維護了學生對未知的探索欲望，促進了學生在長期科學學習過程中認知水平的提高，從而能使小學科學教學能真正落到實處。