引入STEM教學方式 突出學生課堂學習主體地位

◇孫建明（江蘇：東海縣石湖中心小學）

課程標準強調，科學課對培養學生學科素養、創新精神與實踐能力有著十分重要的作用，應使學生具有強烈的好奇心與求知欲。這便需要教師將學生視為教學主體，向學生進行知識傳授。在傳統教學過程中，因無法吸引學生的注意力，且給他們的動手機會有限，無法滿足新時期小學生學習的需要。我認為，只有引入STEM 教學方式，使學生能發現問題并試著解決問題，展開科學實驗，具有創新意識與創造性思維，讓學生有邏輯地思考，他們才能加深認知，了解科學，在科學課堂上學到更多的知識。

一、STEM 教學方式解析

所謂STEM 教學方式，是基于促進科學、技術、工程、數學等四門學科的有機觸合，讓學生快樂實踐，使他們學會學習。將STEM 教學方式引入小學科學教學，需要教師了解不同學段學生的認知規律、學習特點、心智發展水平，創新教學引導的方式。在多元化教學中，使學生關注科學問題、展開科學探索、進行科學實踐，形成科學素養。

二、引入STEM 教學方式的意義

（一）激發學習熱情

在STEM 教學方式引入之前，很多學生覺得小學科學就是一門副科，關注度不夠，熱情不高，學習興趣不濃。很多教師為培養小學生初步的科學意識、增強他們的探究熱情，做了很多功課，建立教學與生活之間的聯系。教師精心備課，加大STEM 教學方式的應用。STEM 教學方式引入后，教師能營造生動融洽的課堂氛圍，通過情境教學給學生直觀的學習感受，使他們對科學探索保持高昂的興趣。這樣一來，學生的興趣提高了，學習氛圍也濃厚了。例如，在《怎樣得到更多的光和熱》一課的教學中，可聯系生活，讓學生思考：“小明穿同樣質地的白色和黑色半袖衫，哪個會更涼快一些？”繼而讓學生展開實驗學習。在動手操作、規范實驗中，使學生認識到顏色與吸熱之間的關系，能夠嚴謹、如實地記錄實驗現象，從而使小學生具有利用環保能源與科學規律的意識。

（二）促進自主探究

有效應用STEM 教學方式，培養學生自主探究能力，需要教師創新施教方式，促進新型教育模式的有機結合。例如，可將其與任務驅動教學、小課題研究、翻轉課堂、在線教學、混合教學等結合，使學生獨立思考、自主學習，具有創新研究能力，讓學生在學習中有獲得感。例如，在《面包發霉了》一課教學中，可引入導圖，使學生利用智能平臺，觀察食物發霉的過程。讓學生結合現實生活，思考霉菌產生需要哪些條件，并可布置預習任務，讓學生自主提出假設問題，并運用實驗說明自己的假設是否成立。學生可借助顯微鏡、切割刀、裁玻片、蓋玻片等進行觀察實驗。

（三）增強實踐能力

為了使學生具有良好的實踐能力，在應用STEM 教學方式中，還應關注課堂內外的結合問題，有效利用學生的課余時間，進行科學探索與觀察，助力其邏輯思維、科學精神、創新意識的協調發展。例如，在《金屬熱脹冷縮嗎》一課教學中，可讓學生在課下對銅球、鋼條是否存在熱脹冷縮現象進行探究，在操作中得出科學結論。通過創新作業形式，讓學生具有自主求證意識，更好地認識熱脹冷縮現象。

（四）助力生生互動

為了使小學生更加喜歡科學學習，教師還要在應用STEM 教學方式中，密切生生互動，引入小組合作學習模式。他們在合作實驗、觀察分析、智慧碰撞中形成新的感受，能夠取長補短，實現認知升級。例如，在五下《晝夜交替現象》一課的教學中，便可引入多種關于地球晝夜交替的現象，讓學生合作展開模擬實驗，認真填寫實驗單，依據合作實驗、學習探討，使學生得出相應的結論，說明哪些假說是正確的，哪些需要修正。接著，以小組為單位，讓學生自己探索研究，自己得出結論。

三、引入STEM 教學方式探索

小學科學STEM 教學策略，是指在小學科學的課堂上，不僅學習理論知識，更要把理論與實踐相結合，利用STEM 教學方式，培養學生的創新能力和實踐能力。通過對小學科學STEM教學策略的研究，讓學生在小學課堂中快樂學習，在課堂上去質疑、去探究、去合作、去實驗，掌握應有的知識。

（一）讓學生在快樂中學習

科學課不一定要有固定的教室，大自然就是學生最好的教室。操場可以是講臺，花壇可以是實驗室，學生應該在大自然這所教室中學習、實踐、成長。

我在上課時，從早春的“草色遙看近卻無”和學生聊對距離進行感知時所提供的單眼線索，引申到“麥隴青青三月時，白雉朝飛挾兩雌”中動物的習性特點，再聯想到暮春“人間四月芳菲盡，山寺桃花始盛開”中蘊含的海拔和氣溫的關系。教師用詩詞中的佳句引導學生科學地認知這個世界。流動的葉脈、繁衍的生命、河流的走向、太陽的色彩……帶著學生融入自然，一起觀察、記錄、定格。學生在自身體驗中，感受到自然帶來的獨特魅力。當相機的鏡頭對準學生時，他們一個個快樂地笑起來，說喜歡科學課，喜歡我這個科學任課教師。這是對教師最大的鼓勵。教師用“大自然”這個“教師”培養了學生的興趣，開啟了他們對科學世界的認識與向往。

（二）鼓勵學生動手實驗

在課堂中，要鼓勵學生積極參與實驗設計，鼓勵學生質疑、補充、評價，在交流中完善實驗方案，培養設計能力。高效的實驗設計環節，需要學生的參與配合。在小組合作探究學習中，學生充分發揮了主觀能動性，在相互質疑與交流中，科學素養得到了進一步提高，處處閃現思維碰撞的火花，學生的創新精神得到了很好的體現。小組合作體現了學生的主體地位，學生能夠發揮主體作用。學生通過質疑和補充，將知識拓展到生活中，運用于實踐，學以致用。

例如，在六年級上冊《定滑輪和動滑輪》這一課的教學中，教師準備好器材，如滑輪、鐵架臺、繩、鉤碼、測力計和直尺等。教師在黑板上寫清操作的步驟，之后請學生小組合作開展實驗。學生填表記錄，最后討論得出結論。教師再將結論用科學的語言優化：“定滑輪可以改變力的方向，但不能很省力地拉動物體；動滑輪不可以改變力的方向，但能很省力地拉動物體；滑輪組結合了定滑輪和動滑輪，既可以改變力的方向，又能很省力地拉動物體。”整堂課氣氛活躍且輕松，學生的臉上充滿著自信，流利地回答出教師提出的科學問題。

（三）營造愉快課堂

課堂上要建立和諧的師生關系，最關鍵的是師生間要互相理解。只有互相理解才能進行平等交往，教師要為學生營造輕松愉悅的學習氛圍。科學這門學科的作用就是啟發學生的好奇心，帶領學生探索世界的奧秘。教師選擇恰當的教學方法，寓教于樂，學生樂于在寬松的氛圍中學習。這樣學生便獲得了課堂上無法學到的知識，科學課在他們心中，由一門不起眼的“副課”變成了他們最喜歡的“主課”。

例如，和學生一起“玩”科學。研究六年級“形狀與結構”單元中提到的“橋”，教師帶著學生選出最合適的紙張，一起去探索各種“橋”的形狀和框架的設計優點。學生用紙造了一座座橋，形似趙州橋、盧溝橋、玉帶橋和十字橋等，寓教于樂，學生也收獲了有關中國名橋和斗拱結構的知識。研究“電磁”時，教師帶領學生做了個科學實驗——自制簡易電磁鐵。對于磁性的強弱，學生實驗后得出結論：“線圈匝數越多，電池放得越多，電磁鐵磁性越強。”學生在與教師和諧互動的過程中，順利完成實驗。

（四）培養學生的創新能力和實踐能力

在STEM 教學方式的小學科學課堂上，每一位學生都學習勁頭十足，覺得每一節課都是那么新奇有趣，課堂不再死氣沉沉。STEM 教學策略通過各種學科的融合，培養了學生的創新能力。小學科學本來就是一門實踐性很強的科目，注重實踐和操作。在運用了STEM 教學策略后，學生的實踐能力更強了，樂于把生活和學習結合起來，把理論運用于實踐，在實踐中去學習，在實踐中學有所悟。例如，在教學《放大鏡》這一課時，讓學生帶來自己的放大鏡和一些生物，通過對各種生物的觀察，去探索生物的科學知識。在教學《水》這一課時，讓學生準備三種溫度的水，通過對不同溫度“水”的觀察，講解水沸騰、溶解、分離等知識。這樣的教學，學生學得更輕松，又培養了實踐能力。

綜上，打造高效課堂，需要教師升級教育理念，關注學生的感受，使他們具有自主學習、深入探索的意識。這樣一來，不僅有助于增強學生科學學習的成就感，使他們組織語言，對自主展開的科學實驗過程、結果加以描述，闡述學習收獲與感受，更將助力其不斷充實自身的“科學知識庫”，讓他們在學習積累中，具有科學素養、了解學科本質、形成理性思維、掌握學習方法，從而，在STEM 教學方式的有效應用中，形成科學核心素養。