在教學中開展STEM教育的困境以及解除對策

◇段淑霞（甘肅：靜寧縣實驗小學）

STEM 教育理念是采用任務驅動的教學模式開展的跨學科及各個學科融合的教育方法，促使學生在處理一系列問題的時候進行學習。其教育中融合數學、工程、技術及科學，重視現實問題，重視情境教學，在課堂上以學生為主體，以工程設計為引導，重視鍛煉學生走向未來的科學、工程素養及跨學科處理現實問題的本領。STEM 既屬于課程，又是一種教學理念，其項目推進活動基本上都是完成共同任務與目標，能夠產生不一樣的設計、方案及步驟，并對這一過程進行反思與改進。這一過程，可以推進與培養學生的全面探究能力、合作能力、處理復雜問題的能力及互動能力，從而增強學生的綜合素質。

一、STEM教育的概念與意義

（一）STEM 教育的概念

STEM 教育理念是上個世紀末美國解決科技人才的問題而產生的新型教學方法，主要目的是想要培養出一些更加適合現代社會需求的高質量、高科技人才。STEM 教學主要是以學生自身的知識掌握和運用能力為基礎而展開的更為深入的探究性學習，從而鍛煉學生的整體能力。STEM 教育雖然是四個科目的首字母縮寫，但卻不是對這四個學科進行疊加學習，而是通過各學科間的相互貫通、有機整合，促使STEM 這一教育思想能夠更好地為學生所用，從而提升他們的學習質量，鍛煉他們的動手能力及解決問題的本領。當下，教育領域已經逐漸接受STEM 教育理念，并不斷應用于現實課堂，各個科目的相互融合與動態教學也逐漸獲得教師與學生的認可與歡迎。

（二）STEM 教育的意義

筆者認為，在小學階段就應牢牢抓住科學教育，培育學生的科學探究精神。STEM 這一教學方法的產生及應用，在某種程度上可以有效推進科學教育速度。我國當下的小學科學教育科目已經不再是單純地讓學生掌握自然科學知識，而是以學生為主體，將他們引入個科目的教學活動，讓他們進行實踐與學習，經過不斷的實驗，讓學生觀察問題、分析問題并及時處理問題，整個實驗過程除會涉及STEM 中所包含的四門學科中的各類知識外，可能還會有其他學科的知識內容，這種多學科知識的融合與實踐，能更好地促進學生學習科學技術，而并不是一些復雜、抽象難以理解的理論知識。STEM 教學將相關學科教學與小學科學科目有效融合，這樣可以有效提高學生的實踐能力及創新能力。STEM 教育是一種新型的教育方法，對小學教師來講也是一種全新的挑戰。在新課改的不斷推進下，教師不能單一地對某一科目知識開展傳授，而是融合各個科目的知識進行教學。這就要求教師需要具有一定的知識儲備能力，不局限于單一的學科，為學生留下更多的發展空間。與此同時，教師還應當積極、主動地引導學生開展自主探究、學習。這樣的教學方法，更加有助于推進學生的整體發展，因此，STEM 教育的應用在小學科學教學中具有積極的意義。

二、在教學中開展STEM教育的困境

（一）教學理念落后、陳舊

教學理念對人才培養具有極大的影響。而傳統的小學科學教育方法，就是簡單地對學生進行科學知識灌輸，并沒有把生活中的問題與所傳授的知識相結合，更沒有體會到小學科學教育的重要性。這種教學方法，嚴重阻礙了學生的邏輯思維能力的發展，也影響了學生的科學素養提升。這些問題的存在，不利于培養更多高素質的科技人才，從而影響未來科技進步與競爭能力的提升。

（二）教學方法單一、枯燥

小學階段的科學課程是啟蒙學生思維發展的課程。當下的科學課堂，科學教師只是憑借黑板與粉筆簡單地向學生進行科學知識的講解，教學方法更是單一，課堂教學氣氛枯燥、壓抑。這種教學方法會導致學生的學習熱情下降，難以提升科學科目的教學質量。經過調查研究，我們發現，處在小學時期的學生，都具有活潑、好動等特點，對一切新鮮事物充滿好奇，因此，科學教師應當從學生的這一特點出發，進行教學設計，制訂教學方案，將科學課堂氣氛活躍起來，以此來激發學生的學習熱情，為他們今后對科學知識的學習打下基礎。

（三）教師專業能力不足

相較于數學、語文等科目，科學科目往往不能引起社會、家長及學校的高度重視。與此同時，當下的科學課堂，大部分學校的科學教師并不是專業出身，基本上都是由其他科目的教師兼職或代課教學，這就導致學生所接受的專業知識受到一定的限制，同時，也影響到科學教師自身的專業素養的提升，降低了科學教師的學習積極性。科學教師專業能力不足，就不能全面準確地向學生傳授科學知識，從而阻礙學生在科學道路上的健康發展。

三、在教學中突破STEM教育困境的對策

（一）改變教育理念，開展科學課教學

作為一名科學教師，應當提高對科學教育重要性的認識，并不斷地根據實際情況革新教育理念。教學有法、教無定法，簡單地說，就是在課堂上遵循教學規律，靈活運用合適的教學方法。將STEM 教育方法有效應用到小學科學課堂上，教師就可以適應學生對新鮮事物充滿探究欲望的這一特征，優化自身的教學思想，采用多元化教學方法。在運用STEM 這一教學理念的過程中，教師要根據課堂傳授知識的難易程度，保證學生能扎實地掌握所學知識并應用于實際，從而體現出STEM 教學的作用。例如，小學科學教師在向學生講解“磁鐵”這一知識時，就可以引導學生搜集一些相關材料并進行指南針的制作。學生在搜集材料、制作磁針、安裝磁針過程中，能有效激發出對知識的探究欲望與好奇心。因為小學生正處于對新鮮事物的認知階段，從形象思維向抽象思維轉變，所以，教師需要根據學生的性格、年齡及認知等特點，設計出一套符合小學生學情發展的教學方法，從而鍛煉他們的觀察能力及解決問題的能力。這種教學模式，與傳統的理論教學方法相比，更易于學生理解與掌握知識。

（二）提高教學趣味性，激發學生學習興趣

在小學科學課堂教學中運用STEM 教學理念的主要目的，就是更好地讓學生參與課堂教學，有效提升學生的理解能力和掌握知識的能力，同時對提高教學效率和教學質量有一定的推進作用。這種教學理念，可以為教師和學生提供更多的互動與溝通空間，并促進學生與學生之間的互動。學生可以在教師的組織下對所接觸到的問題開展討論，鞏固教師所傳授的知識，同時能夠讓學生形成良好的團隊意識，從而有效提高科學科目學習質量。開展有效教學的根本，是教師要有明確的教學目標，但目前絕大部分教師錯誤地將教學方法的統一作為教學的唯一標準，忽略了學生的個性化發展。STEM 教育是一種動態教學方式，和傳統的靜態教學有著根本的區別，這也就對教育的趣味性和靈活性有了更高的要求。唯如此才能激發學生的學習興趣，讓學生養成自主學習的良好習慣，從而更加靈活、巧妙地應用所學知識。例如，科學教師在講解“動物繁殖后代”這方面的知識時，就可以采用講故事的方法進行教學，還可以運用現代信息技術進行科學教學。這樣，不僅能豐富課堂教學方法，還能有效調動學生的學習積極性，促使學生從中掌握事物的變化規律。又如，教師在進行某一科目的教學過程中，可以提前進行設計與選擇問題，引導學生運用所學知識來解決現實生活中的各種問題，讓他們從被動的學習者變成主動學習的參與者。教師從制訂教學方案、設計問題，再到制作的整個過程中，能夠有效激發學生對科學學習的興趣，幫助學生從小形成科學精神。只有這樣，才能凸顯STEM 教育的魅力，同時也能體現出STEM 這一教育理念要求教師對學生講解知識時，不能僅僅講解抽象概念，還要將知識與現實生活有機融合起來，也就是知識來自現實生活而且又高于現實生活，在耳濡目染中促使學生有效理解與掌握所學知識。這樣的教學模式，對學生養成科學素養具有積極的推進作用。

（三）增強教師專業能力，提高教學質量

要不斷提高STEM 教育的水平，首先需要提升科學教師自身的專業教學能力。只有教師自身擁有豐厚的知識儲備能力，才能更有效地將其應用到科學課堂上。要想提升教師自身的專業教學能力，可以從以下幾點著手：第一，學校需要適當儲備一些高水平的師資力量。第二，學校還需要根據教師的教學情況設計一些獎勵制度。如，對科學教師定期開展培訓，經過培訓以后，對教師的學習情況進行考核，并詳細記錄到教師的檔案中，最后將其作為教師績效考核的依據。這樣，可以有效調動教師的學習積極性，并促使他們意識到只有教師自身的能力不斷增強，才可以為我國小學科學教育事業的發展做出貢獻。第三，學校還應當不斷增強對科學教師教學能力的培訓，有效發揮中小學教育平臺的作用，加強對教師的專業培訓；學校要根據科學技術的發展，提倡教師積極主動地參加社會組織的科學活動，從而拓展教師自身獲取知識的渠道。只有教師具備了專業的知識能力，才能促使科學科目的教學效率與教學質量得到有效改善。

（四）設立STEM 教學目標及評判標準

要提高STEM 教育的效率與質量，不僅需要教師自身擁有足夠的專業技能，同時還需要教師擁有一定操作能力。在小學科學教學管理中，學校應對該學科教師的專業和個人素養進行合理評估，找到教師的強項與弱項，從而根據教師的實際情況進行有針對性的培訓。與此同時，教師自身需對學生進行全面的了解，讓學生對自身也有一個全面的認識，根據STEM 教育的特點，以及教學內容、教學情境及其與各種事物的關聯，對教育過程進行全方位的評估與論證，并保證評判標準相同。學校還應不斷優化教學環境，配備完善的教學設備，為教師能夠有序開展教學活動奠定基礎。教師還可以從現實生活中的實際問題入手，并有效地將問題引入教學，由此創建出與之相對應的STEM 教學方法，使學生的理論知識、操作能力及科學素養都獲得提升。

（五）創建STEM 教育示范課程

我國當下的STEM 教學課程中缺少一定的示范指導，使教師對如何才能設計出一套優秀的STEM 課程缺乏足夠的理解與認識。工程與技術是STEM 課程重點內容，但卻因為教師進行跨學科教育的自信心薄弱，使其教學無法順利進行下去。因此，在創建課程標準及系統化評估機制的基礎上，還應當以此為重點，挑選一些優秀課例或者自主開發一些示范課程，讓教師從實踐的角度，對STEM 課程具有基礎的了解，進而開發出自主化課程或者個性化課程，并要避免出現課程質量參差不齊的現象。對于工程與技術那些難以理解的問題，教師可以采用情境教學的方式，根據現實生活情境與各種問題開展教學設計。與此同時，STEM 示范課程的推廣，還需要有優質的教學資源與之配套，比如，美國Marcia C.Linn 教授開發的WISE 平臺，能夠為教師提供優秀的資源包，適合學生開展自主科學探究，不斷降低教師的教學壓力，并創設出示范課堂的模板與思路。

綜上所述，將STEM 教育理念滲透到小學科學課堂教學中，能夠有效提升學生的動手能力，為培養出更加優秀的科技人才奠定基礎。雖然在實施時會產生一系列問題，但是只要學校、教師及社會等各方都以培養綜合素養全面發展的人才為目標，就一定能夠設計出一套符合實際的教學方案，由此不斷提升小學科學科目的教學質量，有助于推進我國的科學教育教學能力的不斷提升。■