科學融入STEM 促進小學科學高效課堂

☉季 勇

在小學階段的科學教學活動中，很多教師習慣于按照傳統的教學理念和方法對學生開展課程教學，這導致學科的科學內涵很難被教師積極呈現在教學活動中，對學生深入到教學實踐中也會產生極為不利的影響。為改變這種教育狀況，STEM 教育理念被積極引入到我國。這種教育模式與傳統的灌輸式教學模式有著本質上的不同，更加側重于將各個學科的內容充分融入教育活動中，以此實現對學生有針對性的培養。

一、對教師的教學理念進行改進和創新

（一）改變教學活動內容過于傳統的現狀

盡管科學是一門重要的課程，對于培養學生的科學素養和思維習慣都能發揮出積極的促進作用，但在目前的教學實踐中，大多數教師所開展的教學活動都存在著內容過于傳統的問題，這對教學活動的有效開展會產生極為不利的影響。而且多數教師在教學過程中還在按照傳統應試教育的理念，以理論教學和死記硬背的方法為主，對學生進行科學教育方面的引導，這導致科學教學活動很難發揮出理想效果，學生們對于課程的學習也缺乏參與的積極性。［1］為改變這一教學現狀，教師在教學過程中要積極學習和應用STEM 教育理念，積極對教材中的每一個知識點進行深度挖掘，從不同學科的角度來展開探析，使學生能充分融入教學活動中，使學生在參與教學活動的過程中強化自己對科學課程知識點的理解和認知。

以《認識空氣》這單元的教學活動為例，為了使教學活動能夠取得理想效果，教師在教學實踐中就要充分利用STEM 教育理念來全面分析本單元的知識點，側重于將本節課所學知識與學生在其他課程中所學知識以及學生自己的生活體驗，充分融入教學設計過程中，為學生營造出良好的教學情境。［1］在課堂教學活動開展過程中，要充分利用日常生活中常見的充氣玩具、充氣床墊等物體對學生開展教學活動。同時也要積極引導學生思考空氣是否有質量，怎樣借助實驗來展開探究，利用這種方法來對學生科學學習，進行有效引導。只要教師在教學過程中能夠改變傳統的教學理念和方法，就能優化和創新教學活動，使所開展的課程教學發揮出理想效果。

（二）不斷加大實踐教學力度

小學階段的科學課程具有非常豐富的內涵，課程教學的很多內容都需要借助實踐教學來開展，才能取得理想效果。在目前的教學活動中，大多數教師在教學過程中并不注重對學生開展實踐教學，只是按照傳統的教學方法，借助畫重點的方式來對學生開展教學活動，這導致小學科學教學很難發揮出理想效果，對學生科學素養的形成也會產生極為不利的影響。在這種教學模式下，學生的科學素養很難得到培養和提升，對教學活動有效開展也會產生極為不利的影響，所以這一問題值得教師認真反思并加以改進。

例如，教學《空氣有質量嗎》這一內容，對于空氣是否有質量，小學生們會有不同的認知，有的小學生會提出空氣是有質量的，有的會提出空氣沒有質量，結合這一問題，教師就可以為學生提供氣球，引導學生充分利用自己身邊的工具來開展實驗活動。借助這種方法的有效應用，學生們就能深入展開教學探究。在探究的過程中學生會發現，將兩個處于平衡狀態的氣球中的一個進行放氣操作之后，平衡的小木棍就會向沒有釋放空氣的一側傾斜。這充分說明空氣也是有質量的。只要教師在這個過程中善于引導學生，借助參與實踐來強化自己對章節知識點的認識，就能使教學活動取得理想效果。

（三）圍繞科學素養培養展開教學探討

科學課程開展的重要目標是培養學生的科學素養。但是在目前的教學實踐中，大多數教師所開展的教學設計都缺乏對學生科學素養的培養。科學素養具有非常豐富的內涵，學生需要借助教師有針對性的引導，才能夠從各個層面深入到教學活動中。目前所開展的科學教育僅僅將注意力集中在理論教學上，教材中很多內容在教學活動中都沒有涉及，這對教學活動的有效性會產生極為不利的影響，所以這一問題值得小學科學教師深思，并在教學活動中加以改進。如果這些問題無法得到有效解決，想要提升課堂教學的有效性，也會面臨著很大難度。

例如，在開展《把鹽放到水中》這一內容的教學活動中，教材展示了兩個實驗，分別是將沙子和食鹽放入冷水中，為了強化學生對知識點的理解和認知，教師就要結合科學素養培養來展開教學探索，引導學生借助實驗來觀察實驗現象并思考鹽在水中溶解速度的快慢與哪些因素有關？學生就會提出可能在熱水中，速度會快一點，教師要繼續引導學生怎樣驗證，學生在稍加思考之后就會提出用冷水和熱水分別展開實驗，教師由此引導學生通過實驗來驗證自己的猜想，只要教師在教學過程中善于對學生進行有針對性的引導，就能使教學活動發揮出理想效果，學生們也會以更加積極的態度對待科學學習。同時學生們在參與實驗的過程中，科學素養也能得到培養和提升，這對于教學活動發揮理想效果也能產生積極作用。

二、對教學設計進行改革

為了有效提升小學科學教學的有效性，使STEM 教育理念教學理念在科學課程教學過程中得到融合與應用，小學科學教師在教學活動開展過程中要側重于從不同角度對教學設計進行改革。只有充分激發出小學生參與教學活動的積極性，才能使學生以更加積極的態度對待科學學習，使教學活動取得理想效果。

（一）借助問題來開展探究式教學

例如，開展《河流與湖泊》這一課的教學活動中，在向學生系統講解了河流形成的原因、湖泊的種類等知識點之后，教師就要積極組織學生開展探究式教學。在探究式教學活動開始之前，教師要特別注意為學生設計問題，引導學生借助問題來展開對本節課知識點的探究。為了使教學活動能夠真正激發出學生的探索欲望，教師在課堂上可以積極向學生提供一些與河流與湖泊相關的教學素材，如展示一些1998年抗洪救災時的場景，引導學生思考河流和湖泊為什么會泛濫成災，泛濫成災之后會帶來哪些危害性，如何才能有效做好防控？利用這種方法對小學生開展探究式教學的過程中，學生能打破學科對教學內容的限制深入思考教師所提出的問題。他們在深入研究之后會結合自己的認知，對河流和湖泊泛濫成災之后所帶來的各種危害進行描述。同時，學生們也會深度展開原因分析。在學生分析原因的過程中，教師要側重于從自然因素與人為因素兩個角度來展開分析。利用這種方法學生們能夠充分認識到河流和湖泊泛濫成災最主要的原因是天降大雨導致河流和湖泊決堤，這也充分反映出生態保護力度不足等一系列問題，教師要側重于用黃河中淤積的泥沙等例子，向學生介紹水土流失對河道造成的影響，以此來強化學生的認識。同時，教師還可以從環境保護、政治經濟發展等各個不同層面引導學生深入到對問題的思考與探究之中，利用這種方式幫助學生以更加積極的態度融入探究式學習活動中。學生們借助探究活動的開展也會不斷提高對知識點的理解和認識。這對于教學活動發揮出理想效果也能產生積極影響。

（二）將工程教育充分融入教學實踐中

在小學科學教學活動開展過程中，要想使教學活動能夠取得理想效果，教師在教學過程中就必須要為學生準備充足的教學材料，引導學生利用教學材料來展開探究。利用這種方法來開展課程教學，教師也能很好地將工程教育的相關理念充分融入教學實踐中，使學生們在參與教學活動的過程中，能以更加積極的態度來對待課程學習。［2］例如，在學習《地下水》這一節的過程中，為了幫助學生更好地理解和掌握教材中的知識點，教師在教學過程中就要側重于從建構主義相關理論的角度出發，引導學生借助日常生活中常見的材料來制作簡易模型。在制作模型的過程中，教師可以向學生滲透工程教育的相關理念。在學生操作的過程中，教師要側重于對學生進行系統全面的引導。利用這種方法，學生們就能很好地利用日常生活中常見的飲料瓶來制作出一個個別具特色的模型。當學生將模型制作出來之后，通過往沙子上倒水來展開演示，學生們就會清晰地觀察到圓筒之中水位的變化情況，這能夠很好地模擬出水井的工作原理。教師在引導學生開展此項教學實踐的過程中，要特別注意引導學生積極發現和利用日常生活中常見的各種素材。只要教師善于對學生進行引導，并在學生制作相關素材的過程中善于將工程教育的相關理念充分融入教學實踐中，學生們就會按照標準的流程來展開制作活動。在制作工作完成之后，學生的動手能力就會得到不斷提升，他們也會充分融入教學實踐中。

（三）在改進工藝的過程中引導學生感知技術的力量

在科學技術不斷發展的過程中，技術創新能夠很好地引領科技發展，但是大多數學生對于工藝創新并沒有充分認識。為了改變學生的這一認識，教師在教學過程中就要特別注意引導學生對相關問題進行探究，創新性地使用不同的方法來做好研究與探索。借助新技術與原有技術的對比，使學生們能不斷提升認識，這對于學生充分感知技術的力量能夠取得理想效果。當學生在教師的引導下充分融入教學活動中后，他們就會以更加積極的態度對待科學學習，并在學習過程中充分學習和應用最新的技術。例如，在開展《不用種子也能繁殖嗎》這一節的教學活動中，大多數小學生都認為植物繁殖必須要使用種子，但是在現實生活中，很多植物不僅可以用種子繁殖，利用植物的根、莖、葉也能實現有效的繁殖，而且在技術不斷發展的背景下，借助扦插和嫁接進行繁殖還能取得理想效果。為了幫助學生理解和認知這一知識點，教師在教學過程中就要充分向學生介紹最新的生物繁殖技術，引導學生積極開展生物繁殖的實驗。利用馬鈴薯、吊蘭、生姜等植物來展開實驗，教師要側重于引導學生將自己所開展的實驗與最新的繁殖技術進行對比，從而發現學科知識點探索的興趣。教師也可以積極引導學生學習植物扦插和嫁接的方法，利用這種方式來提高學生對技術的認識，感知技術的力量。只要教師在教學過程中善于引導學生改進工藝流程，不斷加大探索力度，適時向學生介紹最新的技術，學生們就會充分融入到對課程知識點的學習和探究之中，借助學習和探究強化自己的理解和認知。

（四）巧妙融入數學知識

STEM 教育理念非常側重于將數學知識充分融入到教學實踐中。在小學科學課程教學活動中，會涉及到很多數據收集方面的內容，教師在教學過程中就可以積極將數學知識充分融入到課堂教學活動中。教師要側重于從數學學科的角度對學生進行引導，培養學生的科學素養，使學生充分認識到數據收集和統計分析的重要性。以《觀測天氣》的教學為例，在教學活動開展過程中，學生需要詳細掌握測量氣溫、雨量和風向的方法，每一項測量活動都需要借助專用的儀器來開展，而且在測量活動開展過程中也需要詳細記錄測量數據。教師在教學過程中，一方面要引導學生積極學習常見的測量工具使用方法，同時還要指導學生借助規范的方法來進行數據統計。當學生借助數據統計獲得了一手資料之后，教師就要引導學生們充分利用自己所收集到的數據來展開對比與分析。一般來說，教師要引導學生詳細記錄一周的數據。氣象數據結合一周的紀要，來進行數據分析，繪制相關圖表，能夠幫助學生更加全面地認識本節課所涉及的知識點。而且在教師教學和引導的過程中，由于巧妙融入了數學知識，學生也能從數學學科的角度來重新認識科學教學。在這種教學模式下，學生的科學素養和數學水平都能得到培養和提升。只要教師在教學過程中善于對教學內容進行深度挖掘，就能將學科所涉及的豐富內涵充分融入教學實踐中，每一名學生也會以更加積極的態度對待自己的學習。

STEM 教育理念需要小學科學教師在開展教學活動的過程中積極創造條件，將現實生活中的各種科學現象充分應用于教學活動中，從科技、工程、技術、數學等多個角度對教材中的知識點進行解讀，這能夠幫助學生在鉆研科學知識的過程中，不斷強化自己的理解和認識，也能使小學生以更加積極的態度對待學習和生活，提升課堂教學的有效性。