踐行STEM教育理念 培養學生核心素養

◇宋景山（山東：廣饒縣第一實驗小學）

隨著時代的發展，科技在人們生活中的地位越來越重要，小學科學教育也受到了社會大眾的重視。在素質教育的大背景下，科學教育要以培養學生的科學素養為核心目標，這樣才能促進學生全面發展。小學科學可以為學生的終身學習奠定良好基礎。目前對小學科學教育的研究還有待提升，眾多學者利用STEM 理論，旨在將科學與其他學科進行內在聯系，通過整合教育資源促進學生的全面發展。

一、STEM教育概念界定

STEM 之前被稱為SMET，而STEM 最開始是由國家科學基金會正式稱呼的。它是指科學、技術、工程和數學的集合，從STEM 被創造之日起就被人們廣泛接受。它的核心思想是把這4 門學科進行整合，STEM 思維的本質是嘗試把分裂進行集成，這是一次教育理念的飛躍。國家社會對科技人才、全面人才的需求十分緊迫，現代教育必須培養學生的核心素養，這樣才能提高學生的核心競爭力，讓學生可以獨立地面對社會挑戰。本文教學中的STEM 教育理念，主要是指學生根據學科知識、利用學科聯系來解決實際問題的能力。

STEM 之所以可以成為集合，是因為它們之間存在必然的聯系。如，科學的發展需要數學，工程的發展需要技術。基于此，還有人提出了STEAM 的理念，其中A 指的是藝術。不管是哪種理念，它們都是創新性、綜合性的教育理念。教師在教學時要充分發揮創新性教育理念的作用，并且STEM 教育理念的核心是創新，這意味著教師不僅要把這4 個科目單純地結合，還要讓學生在STEM 教育理念下，進行創造性學習。這就意味著教學必須具備重要的學科素養，如，學生的協調能力、探索能力等等。學生在學習中，不僅要能夠熟練運用知識，還必須根據客觀現象進行判斷并敢于質疑，在學習中要能夠創新和平等地交流，本著科學精神，對知識進行透徹理解。這樣才能最大限度地發揮STEM 教育理念的作用。

二、在小學科學教育中踐行STEM 教育理念的意義

隨著現代社會的發展，各國都非常重視青少年科學技術活動的組織。我國也不例外。科學教育課程能夠讓小學生繼續保持好奇心、繼續保持探究世界的欲望和興趣。同時，科學課還可以幫助小學生對周圍的世界進行認知探究。通過科學的學習，小學生可以了解生活常識、自然知識、宇宙知識，了解自然的魅力與秘密。在這一過程中，小學生的科學素養、探究思維、邏輯思維、理性思維都能夠得到有效培養，促進小學生綜合發展。把STEM 教育理念與小學科學相結合，可以通過4 個學科之間的聯系展開綜合教育，并解決小學科學教學中的具體問題，讓學生通過知識的聯系，嘗試解決問題，有利于培養學生的綜合學習能力。

三、小學科學教育中存在的問題

（一）教師對STEM 教學認識不足

想要高效地開展STEM 教學，教師的專業素養非常重要。教師的專業素養決定了小學科學教育的效果。因此，在展開教學工作前，科學教師必須對STEM 教學價值進行深入研究。但是調查顯示，有較多教師對STEM 教育理念的認知不夠深入、完善，不清楚STEM 與科學教學之間的關系，在日常上課的過程中也較少運用STEM 教育理念。只有少部分的科學教師認為，科學教學和STEM 教學的差別較大，STEM教學運用綜合教育觀念。由此可以看出，還有相當一部分教師對STEM 教育理念的認識不夠深入、系統、全面。學校必須做好STEM 教育理念的宣傳，這樣才能讓教師深入了解STEM 教育理念的價值。

（二）STEM 教學開展不足

在教學前，教師要先設計STEM 教學目標，其中包括知識目標和探究目標。小學科學和STEM 教學的綜合性都較強，教師要在此基礎上進行創新并展開實踐探索。但是大部分教師對STEM 教學還處于理論階段，并且由于各個學校教師專業素養、硬件條件等各方面的問題，STEM 教學開展不足。科學課是小學教育中的綜合課程，可以說是一個獨立的知識體系。STEM 教學是以核心素養為重點的科學教育模式，但是教師在教學中缺乏指導以及示范，還有部分教師對跨學科教學不具備充足的自信心，這導致關聯教學內容不夠細致完善。

四、踐行STEM 教育理念培養學生核心素養的策略

（一）采取合理的融合措施

教師可以采取以任務為驅動的教學方法，培養學生的科學素養、提高學生的學習效果。教師在教學前要先根據教學內容設定教學目標，根據教學目標來設計項目內容。項目內容必須與數學、工程、技術等這幾方面有機結合。在設計任務后，教師可以讓學生組成合作小組，共同完成項目式學習任務。

以青島版三年級上冊《土壤的種類》這一課為例，本課的課標要求是觀察土壤的不同特點，并舉例說出黏質土、壤土和沙質土適宜種植哪些植物。具體的學習目標有：讓學生觀察沙質土、黏質土和壤土，并闡述這些土壤的區別；讓學生對這些土壤進行觀察比較并做好實驗記錄。在設定學習目標之后，教師可以設置三個項目任務：不同類型的土壤有什么特點？不同類型土壤的滲水性如何？沙質土、黏質土、壤土適宜生長哪些植物？在布置完這三個項目學習任務后，教師讓學生5 個人組成一個學習小組，然后給每一組分別提供沙質土、黏質土、壤土，讓小組通過合作探究的方式，制定每一個任務的具體學習計劃。如，對于第1 個任務，學生主要通過科學器材對土壤進行觀察和比較；對于第2 個任務，學生主要通過實驗觀察法來進行實驗；第3 個任務則是通過對前兩個任務的總結分析進行推測。

在制訂學習計劃的過程中，教師要給予學生充分的自主權，讓他們通過自主探究、自主思考、自主嘗試的方式，制訂本小組的學習計劃。對于一些有困難的小組，教師要進行科學指導。教師還可以發給學生有關實驗觀察以及科學器材使用的課外資料，讓學生閱讀并展開探究學習。這樣可以有效地把科學和技術進行融合。在完成實驗后，教師可以請小組學生展示本小組的項目學習成果，通過這一學習模式培養學生的綜合學習能力。

（二）整合資源設計教學方案

STEM 教學主要解決的是生活問題，生活問題往往需要綜合知識來解決。因此，在教學中，教師要以學生需求為導向，打破學科之間的壁壘，對教學資源進行整合歸納，同時還要找到各個學科之間的契合點，設計最佳的教學方案。

以三年級上冊第6 單元“測量工具”為例，本單元涉及的主要測量工具有量筒、天平和沙漏。量筒、天平在數學中常見，沙漏在生活計時中常見，那么在教學中，教師就可以把數學、生活知識聯系整合。教師可以尋找數學當中與量筒有關或與天平有關的知識點，通過問題引入。如，教師可以給學生展示一個天平，天平的左邊放著裝了水的氣球，而天平的右邊有一個秤砣，教師給出了氣球的重量，然后讓學生根據天平的狀態來猜測秤砣的重量。這一方法一般用于方程的學習，而教師將這一知識點與天平這一測量工具進行結合，不僅可以幫助學生理解天平的用法，還可以讓學生通過數學知識對天平在生活中的應用進行探究。通過對沙漏的講解，教師可以幫助學生了解古時計時工具的使用等技術知識，并讓學生在實踐中學會運用沙漏來掌握大概的時間段。通過這樣的方式，既可以融合學科知識，又可以促使學生對科學知識深入理解。

（三）重視實踐交流

順利實現STEM 教學的前提，是對STEM教學內容進行深入分析，并完善教學設計。要設計出適合小學科學的STEM 教學模式，需要教師先確定教學重點、設計教學鏈接和教學模型，每一個部分都需要教師認真對待。教師要注重實踐探究，增強學生的學習體驗。在STEM 教學中，學生的科學核心素養十分重要，而動手操作能力是教師要重點培養的綜合能力之一。在此基礎上，教師要在課堂上增加實踐動手環節。由于小學生的年紀較小，抽象思維能力較弱，課堂上教師就要用具體的事物對學生進行引導，鼓勵學生動手操作。在課堂上，除了書本理論知識的學習外，還可以開展特色實踐課，讓學生在動手的過程中快樂學習。

以青島版四年級下冊《聲音的傳播》這一課為例，本課的主要教學目標是：讓學生知道聲音可以在固體、氣體、液體中向各個方向傳播，并知道聲音以波的形式進行傳播。教師可以針對聲音在固體、液體和氣體中的傳播，設計實踐探究活動。教師可以準備多種固體，有實心的，也有空心的，還可以讓每個學生準備一個水杯。兩個學生為一組，分別在這些物體的兩頭說話，然后讓學生感受在不同的介質下聲音的傳播有什么特點和區別。在這一過程中，教師可以讓學生自主展開實驗設計。學生可以從各個方向，以不同的形式，展開實驗探究。學生還可以自己尋找固體、液體、氣體等介質進行實踐。這樣通過小組探究活動可以培養學生的創新實踐能力。

除此之外，教師還要在實踐活動中培養學生的科學思維，利用教學內容引導學生大膽猜想，然后讓學生自主設計實驗操作步驟。教師在學生對猜想進行驗證的過程中，要引導學生利用科學方法、科學思維進行推測，還可以在這一過程中滲透情感教育，培養學生的科學探究精神。

（四）加強對教師的培訓

教師是STEM 教學中的重要群體，教師的專業素養對培養學生的科學核心素養有直接影響。因此學校要制訂詳細的教師培訓計劃。在培訓前，要與和STEM 培訓相關的教師進行合作，嚴格制定培訓考核制度。可以借鑒國外先進的培訓經驗，運用先進的培訓理念，組織教師展開學習。學校還可以組織本校教師和其他學校的教師合作交流，更新教師關于STEM 的專業知識。除此之外，學校還可以舉辦專家講座，請專家為教師提供教育幫助，讓教師樹立先進科學的學習觀念。STEM 專業知識的更新速度很快，教師也要跟隨教育改革的發展和素質教育的要求，不斷更新STEM 教育理念。這樣可以幫助教師構建高效的科學課堂。

綜上所述，教師要在STEM 教育理念和科學教學的融合過程中，逐漸培養學生的科學核心素養。為此，教師要豐富教學模式，提高自己的專業水平，運用先進的教學理念構建高效的科學教育課堂，促進學生全面發展。