小學科學課“STEM教育資源”構建的實踐研究

李俊杰

【摘要】小學科學教學中蘊含了STEM教育資源，在小學科學課中開展STEM教育能夠達到培養學生的科學素養與STEM教育涉及的學科素養等。構建其學科學習資源從多樣化的教學資源、廣泛的覆蓋面、有代表性的地域特征、較高的示范引領性以及動態的教學資源更迭幾個方面，通過理論研究與實踐相結合，才能構建出較為理想化的STEM教育資源，具有借鑒意義與參考價值，為培養復合型的創新人才奠定基礎。

【關鍵詞】小學科學;STEM教育資源;構建;實踐

小學科學課程內容包括物質科學、生命科學、地球與宇宙科學、技術與工程四個領域，蘊含著豐富的STEM教育資源，是小學生學習STEM教育的知識沃土和極好的載體。STEM課程重點是加強對學生四個方面的教育：一是科學素養，即運用科學知識（如物理、化學、生物科學和地球空間科學）理解自然界并參與影響自然界的過程;二是技術素養，也就是使用、管理、理解和評價技術的能力;三是工程素養，即對技術工程設計與開發過程的理解;四是數學素養，也就是學生發現、表達、解釋和解決多種情境下的數學問題的能力。

由此看來，STEM教育是包含了科學素養，而科學課程中也是要培養學生的科學素養，但科學課程又恰恰是STEM教育的一部分，缺少了技術素養、工程素養和數學素養。因此，挖掘科學課程中的STEM教育資源，將其構建并進行實踐，既能夠培養學生的科學素養，又能夠將技術素養、工程素養和數學素養融入其中。

因此，我們在圍繞粵教版小學科學教材為依托的STEM教育資源構建的實踐研究時發現，如果要構建出較為理想的STEM教學資源，需要注重以下幾個方面。

一、多樣化的教學資源

多樣化的教學資源不僅能夠為老師們提供更多的參考，也能夠更好地促進與提升課堂教學效果，因此在構建教學資源的過程中，要注重其教學資源的多樣化構建。如：我們在對STEM教育資源構建與實踐研究的過程中，開發了多樣化的教學資源，有教案、案例、微課、論文、教材、公開課等方面的教學資源，資源的多樣化，能夠給老師們提供更多的參考建議，讓老師們以多種形式參考與借鑒，更好地服務課堂教學，提升STEM教育的教學效果。

（一）在進行資源開發時，要注重教材資源的開放性。如：教材的編排要給老師和學生留出足夠多的發揮空間，教材只是一個模板與載體，要讓老師們可以根據教材進行再次開發，讓孩子在教材的引領下發揮自主能動性，發展特長。教案資源建設我們注重其可操作性，能夠讓老師們根據教案可以很快上手，方便其操作，真正服務與教學。

（二）案例的開發注重其示范性。案例一直是我們研究的重點，為能夠更上國內外的先進理念，我們重在以參與更高一級別的競賽、交流、展示等方式，優化其案例，讓其能夠與時俱進，具有一定的引領性與示范性。

（三）微課資源的輻射性。為了能夠讓微課資源產生更好地輻射作用，可以利用網絡與更多的同行進行交流，讓更多的孩子享受其資源，因此注重微課的輻射性是開發微課資源的潛在因素。

二、教學資源要有廣泛的覆蓋面

教學資源要盡量涵蓋整個學段，這樣才能夠讓更多的孩子受益。在圍繞小學科學開發STEM教學資源時，要圍繞小學1-6年級各個年級進行資源的開發，保證各個年級都可以開展STEM教育，既能夠讓各個年級的孩子都享受到資源帶來的優勢，又能夠讓孩子們了解到資源帶來的好處。在開展課題研究時，我們將小學科學課中各個年級的主題進行篩選，以較為適合的方式開發了各個年級的STEM資源。如：一年級我們開發了以水、紙為主題的STEM教學資源，其兩個模塊內容是小學科學一年級下冊第一單元和第三單元的內容;二年級我們開發了以磁鐵玩具教學資源，磁鐵玩具是二年級上冊第三單元的教學內容;三年級我們開發了設計自制“小噴泉”資源，其是三年級上冊第四單元熱與溫度的教學內容，四年級的巖石和小車、五年級的橋梁和微生物、六年級的能量及小小設計師，根據科學課標以及STEM教育教學方法，每個年級都有相對應的主題探究，既能夠保證科學課堂的正常進行，又能夠讓STEM理念在課程中較好的融合進去，從而達到較為理想的STEM素養提升。

除了按年級進行資源開發，還需要根據小學科學課程內容的四大領域進行探究，如圍繞物質領域開展的風能研究、圍繞生命科學領域開展的細菌研究、圍繞地球與空間科學開展的月球能量大作戰研究、圍繞工程與技術開展的橋梁研究等，每個領域板塊均有研究與實踐的資源，充分保證在資源建設中的覆蓋面。

三、較濃厚的地域特征

在科學課程中，五年級有關于橋梁單元方面的知識，我們結合課標以及STEM理念，我們將順德新城區一河兩岸的規劃讓學生進行了解與學習，然后結合實際情況，分析目前僅有的兩座橋梁的通行情況，引導孩子們關注橋梁的背景，了解通行現狀，解決塞車難題，從而引導學生進行修建橋梁來緩解交通擁堵的問題。學生經過對前幾節課的學習鋪墊，已經了解與認識了各種各樣的橋，并學習了各種橋梁的特征及用途，從而對設計橋梁有了較為科學的想法與思路。通過這一系列的認識、實踐與運用，孩子們的科學素養、工程素養、技術素養以及數學素養都得到了進一步的提升，并且能夠將所學知識充分運用到解決身邊現實問題當中，參與到城市的規劃與建設中來，讓自己的所學為自己的城市建設出力獻策。

四、較高的示范引領性

在大數據時代，閉門造車已成過去，加強交流與探討，不斷優話與提升是資源建設的動力與生命力，為了能夠讓資源建設更具生命力，要及時將資源進行交流與分享，在交流與分享的同時，要有一定的示范與引領性。例如：2021年我們主動組隊參加了中國第四屆STEM大會挑戰賽，通過兩輪的競賽，我們的積分達到了83.75，位列全國前100，間接地證明我們建設的資源具有一定的參考價值，得到了上級部門的認可。2021年課題組成員又參加了區市省的STEM案例評比交流活動，通過各級評比，我們的案例脫穎而出，獲得了省市區的一等獎，得到了上級部門的認可，說明了我們的案例具有一定的示范性。2022年1月，我們又組隊參與了全國STEM案例叢書的征集活動，通過不斷地優化與改進，我們的案例成功入選叢書征集活動，這說明我們的案例也同時得到權威部門的認可。課題組的成員受邀被評為市級STEM案例的評審專家，受聘為市級STEM兼職教研員等，都能夠充分說明上級部門對我們工作的認可，通過優秀的資源進行分享與交流，既能夠讓自己得到進一步的提升，又能夠影響更多的同行，提升地區的水平。不斷優化與改進的相關資源，讓其成為具有示范與引領性的教學資源是延續其生命力的更好方式。

五、不斷優化的動態資源

資源建設因個人眼界及時代特征等原因，需要不斷地優化與改進，才能讓資源更有生命力。如：在建設橋梁單元教學資源時，我們先是根據順德新城區規劃進行設計橋梁、制作橋梁，但由于一河兩岸跨度較大，學生對于尺寸的概念比較模糊，因此我們又結合順德新城區的實際情況，讓學生先學會觀察新城區目前已有的人行天橋，在此基礎上測量實際路面尺寸，根據路面尺寸按1：100的比例縮小為模型，引導學生結合模型比例進行設計，從而達到了較為理想的教學效果，學生不但對橋梁的知識有所了解與學習，還鞏固了數學學科的比例尺關系，并且能夠通過模型搭建，回歸到現實生活中，這樣的抽象概念與現實生活相結合，模型構建與實景結合，進一步加深了學生對于橋梁單元知識的理解，而且增強了學科之間的聯系，從而達到了較為理想的STEM資源構建。這樣的不斷優化的過程還體現在參與全國《SETM案例叢書》征集活動中，根據組委會給予的體例我們將之前開發的案例進行規范化梳理，然后遞交組委會，再通過組委會的反饋進行不斷地修正，從而達到了組委的修正要求，形成了一篇較高質量的STEM案例。這樣的過程體現在我們眾多的案例當中，動態的資源隨著上級各部門的相關主題征集，也在不斷地完善與提煉當中。因此，優秀的資源不是一成不變的，而是隨著時代發展與需要在不斷地更迭過程中。

以《小學科學課程標準》為依據，構建教材中的STEM教育資源，讓“STEM教育”融入課堂，構建出科學課堂教學中的STEM教育資源，讓科學課源于教材而高于教材，著力提升每一位學生的創新能力、實踐能力和解決問題的能力，正是我們科學教育和STEM教育的主張和追求的目標。如何系統地構建小學課程內容中的STEM教育資源，讓STEM教育資源成為科學課教學的一部分，也讓科學課教材成為STEM教育的資源寶藏，這無疑是一線老師們關注的焦點也是操作中的難點。我們通過實施課題研究發現，只有努力打造具有多樣化，覆蓋面廣，地域性特征明顯，具有較高的示范與引領性的、動態的教學資源建設。較為有效地解決了這樣的難題，才能為大家今后在科學教學中實施STEM教育提供了較好的范本。

【本文系“中國STEM教育2029創新行動計劃”STEM課題組（課題編號為：2019STEM191）研究成果】

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