小學科學教學與STEM教育理念的整合策略探析

☉曾輝新

STEM 教育理念與小學科學教學的有機整合是大勢所趨，是學生成長為國家所需要的德智體美勞全方面發展人才的有效路徑，所以在教學活動中教師應將二者的整合重視起來。想要將其進行有機整合，就需教師對STEM 教育理念及小學科學教學特點進行深入研究，并結合學生的身心發展特點，選擇適當的方法開展教學活動。

一、STEM 教育理念

STEM 教育理念是一種綜合教育，其中S 代表的是科學，T代表的是技術，E 代表的是工程，M 代表的是數學。與其他教學方式、理念相比，其最大的特點在于打破了學科之間的壁壘，可以使學生在學習某一門課程的同時掌握其他知識，并形成良好的綜合能力，成為綜合性人才。鑒于其最早由美國政府提出、實踐，而我國教育改革起步較晚，所以即便素質教育推行已久，且教育部門提倡教師采用STEM教育理念開展教學活動，我國在此方面也仍處于起步階段。就目前情況而言，教師已明確STEM教育理念的本質，即培養學生的多元化技術能力水平，且嘗試基于此設計教學活動，通過給學生創造自己動手的機會、團隊合作的機會，進行知識學習、能力培養［1］。

二、STEM 教育理念在小學科學教學中的應用現狀

鑒于科學教學是小學階段的重要科目，且其具有理論+實踐的特點，在科學教學中應用STEM教育理念可取得意想不到的效果。因此，教育部門提倡教師在小學科學教學中應用STEM 教育理念［2］。新課改明確提出，教學活動應當圍繞學生開展，應使學生的主體地位在教學活動中發揮出來。在教學活動中，教師應注重對學生的身心發展規律進行探究，嘗試借助STEM 教育理念推動教學改革，使學生對小學科學學習產生興趣，并使學生在學習知識的過程中形成良好的學習能力。但是，受各種因素的影響，教學效果與理想存在較大差異。例如，在教學活動中，教師雖然考慮到了學生的身心發展規律，但是未考慮到學生之間的差異，導致部分學生無法走進科學世界，無法感知科學世界的魅力，無法對小學科學教學產生興趣。

三、STEM 教育理念在小學科學教學中的整合策略

（一）知識與STEM 教育理念的有機整合

課堂教學的目標之一就是將理論知識教授給學生，使學生在潛移默化中理解知識、掌握知識、內化知識。所以在進行STEM教育理念與小學科學教學的有機整合時，教師可將知識與STEM教育理念進行整合，以幫助學生構建知識體系，靈活應用所學知識解決生活中遇到的問題［3］。

例如，在教學《我們生活的世界》時，教師便需對小學科學教學內容進行深入挖掘。在學生對知識有了一定了解后，教師可以融合其他學科的知識并提出一些問題，實現知識的整體化學習、應用，為學生的學習與發展提供保障。就這部分知識而言，其講述的是我們生活中的各種信息，而教材中的所有知識皆是由相關學者、專家根據生活中的某一現象總結而成，所以在教學活動中，教師可以根據這一特點融入其他學科的知識，使學生在潛移默化中構建綜合化的知識體系，為其靈活運用所學知識解決問題奠定良好基礎。在實際教學中，教師可以將多媒體技術利用起來，呈現一些生活中的具體畫面。之后，教師可以引導學生對畫面進行觀察，從中獲取一定信息。由于學生的入手點不同，所以獲得信息也不同，此時教師便可在黑板上進行總結，并提出問題引導學生思考這些答案是站在哪些角度得出的。這樣，學生才可在學習科學知識的同時發散思維，才可構建綜合化的知識體系，為其靈活運用這些知識解決問題奠定基礎。

（二）通過實驗教學實現小學科學教學與STEM 教育理念的有機整合

上述提到，小學科學是一門理論知識+ 實驗的科目，而STEM 教育理念旨在培養學生的綜合能力。在教學活動中，教師不妨讓學生通過動手操作進行探究，在理解知識、掌握知識的同時提高多種學習能力，從而推動學生的學習與發展。但教師需注意，小學生好奇心較強，生活經驗較少，在實驗活動中難免會遇到一些問題，所以想要提高教學活動的實效性，想要使學生成長為德智體美勞全方面發展的人才，教師就需在教學活動中進行有效引導［4］。

例如，在教學《種子萌發》內容時，教師便可開展實驗教學，使學生在學習過程中感知知識、體驗知識，使學生的綜合能力得到提升。“種子萌發”中涉及的內容較多，且較為抽象，為了使學生加深對知識的印象，為了推動學生的綜合能力的培養，教學大綱中明確提出，教師需引導學生做科學實驗。而小學生存在好奇心強、自制力差的問題，在教學活動中很難長時間集中注意力。針對這一問題，教師可將情境創設法利用起來，使學生產生身臨其境的感覺。具體而言，教師可在課堂伊始將提前準備好的實驗器材分發下去，包括但不限于：種子材料、顯微鏡。在看到這些實驗器材后，學生會產生好奇，迫切地想要知道教師給自己這些東西干什么。之后，教師可以將多媒體技術利用起來，呈現這樣一段視頻：慢羊羊村長說其他小羊被灰太狼抓走了，他們現在在天上，自己有一個寶貝種子，可以長得又高又壯，足以讓自己到天上救下其他小羊，但是寶貝種子需要在土里萌發，萌發條件較多，自己老了不記得了，所以需要同學們的幫忙。通過觀看這一視頻，學生可大致了解教師分發實驗器材的作用，并產生動手操作的興趣。之后，教師可以將課堂交由學生，讓學生進行動手操作，并在操作過程中與他人進行交流、溝通。

（三）通過強調動手操作實現STEM 教育理念與小學科學教學的有機整合

在進行STEM 教育理念與小學科學教學有機整合時，教師需及時轉變教學觀念，采用新穎的教學方法開展教學活動。STEM教育理念是一種綜合教育，而動手操作有利于學生的綜合能力培養，所以在教學活動中教師可將動手操作真正地重視起來［5］。

例如，在教學活動中，教師可以根據某一活動主題將STEM教育理念與小學科學教學進行有機整合，使學生在學習科學知識的同時掌握其他學科的知識，形成綜合能力。在實際教學中，教師需給予學生鼓勵，使其對教學內容進行深入思考，客觀看待，使學生的質疑能力得到培養；教師需解放學生的雙手，使學生參與到課外實踐活動中，通過課外實踐活動加深對知識的印象，形成良好的學習能力；教師需給予學生時間，讓學生進行個性化學習，從而使學生形成個人興趣，為學生接下來的學習與發展提供保障。例如，在教學《水》的相關知識時，教師便可采用動手操作這一方法，實現小學科學教學與STEM 教育理念的有機整合。例如，教師可以先對理論知識進行教授，然后給學生布置這樣的作業：回家后準備三杯水，一杯水為溫水，一杯水為開水，一個水杯里放滿冰塊，然后對這些水的形態進行觀察，思考其與我們學到的哪些知識有關。通過這一過程，學生可以加深對知識的印象，動手操作能力、觀察能力也可得到有效培養。

（四）通過生活化課堂實現STEM 教育理念與小學科學教學的有機整合

知識源于生活，也應用于生活。雖然小學科學存在實踐性較強的特點，但是，所有的知識都是由科學家們根據生活現象，通過長時間的實驗探究總結而來。所以在教學活動中，教師需將生活化課堂的創建重視起來，通過生活化的教學活動激發學生的學習興趣，使學生掌握學習方法，構建知識體系。

在進行生活化課堂構建時，教師需考慮到學生的實際情況。因為在各種因素的影響下，學生的學習能力、學習情況存在較大差異。而新課改提出教學應當面向全體學生，所以，在進行小學科學教學與STEM 教育理念的有機整合時，教師也必須遵循這一原則。例如，在教學《面包發霉了》的相關知識時，教師便可根據相關知識提出問題。因為問題可以輕而易舉地激發學生的好奇心、求知欲，使其參與教學活動并進行深入思考，從而為學生的綜合能力提高提供保障。例如，教師可以就這部分知識提出這樣的問題：面包發霉是什么樣子的？面包為什么會發霉？在問題的引導下，學生會自主進行預習，且在預習過程中會結合生活經驗進行思考，從而加深對面包發霉的理解。在這樣的教學活動中，學生真正成了教學活動的主體，對相關知識進行深入思考，且在獲得一定答案后能積極主動地舉手回答，從而形成良好的教學氛圍，提高了教學質量。

（五）通過綜合實踐活動實現小學科學教學與STEM 教育理念的有機整合

從某種意義上來講，STEM教育理念就是一種綜合性實踐活動，而小學科學的最大特點就是綜合性較強，所以教師不妨基于此開展教學活動，使學生在學習知識的同時形成良好的學習能力，形成科學素養及STEM 素養。

鑒于學生是活動的主體，所以教師需考慮到學生的身心發展特點，去盡可能激發學生的活力，使STEM 教育理念在小學科學教學中發揮最大效用，從而推動學生的學習與發展。通過調查發現，大多數學生喜歡聽故事，所以教師可以將其當作入手點，從童話故事、歷史故事中提取素材，開展綜合實踐活動。例如，在教學《形狀與結構》時，教師便可對相關知識進行深入探究，然后回想與相關知識有關的故事，從中提取素材，為學生的STEM 素養、科學素養的形成提供保障。例如，教師可以根據《魯濱遜漂流記》這一故事設計魯濱遜的小木屋這一活動，讓學生基于實際進行探究，在潛移默化中理解知識、掌握知識，并構建綜合化知識體系。又如，教師可以根據知識源于生活的特點開展綜合實踐活動，使學生發現生活與知識的聯系，從而內化知識，靈活運用知識。在教學完《神奇的機械》后，教師可根據這部分知識與生活有關的特點設計綜合實踐活動——多功能修正帶，使學生進行技術、工程、數學的多維度科學探究活動，從而使STEM 教育理念在小學科學教學中發揮最大效用。

（六）通過數據統計實現小學科學教學與STEM 教育理念的有機整合

科學與數學之間有著密切聯系，而STEM 教育理念可打破學科之間的壁壘，實現綜合教育。所以，在教學活動中教師需將數學知識融入其中，使學生應用數學知識解決問題，并對科學知識進行探究。

在教學《造房子》時，教師便可開展數據統計，使學生感知數學知識與科學的聯系，應用數學知識解決實際問題。就這部分知識而言，教師可以讓學生對房子的形狀進行統計，根據統計結果設計樣稿，并按照樣稿進行木屋制作。在進行木屋制作時，學生需要考慮到圖紙的大小、木屋的美觀精準等，所以學生會在潛移默化中感知數學知識與科學的聯系，并將綜合化的知識體系構建起來。同時，學生可應用數學知識解決遇到的一些問題。例如，木板長度、寬度的測量，屋面坡度計算等。由此可見，通過數據統計活動，可以使小學科學與數學知識進行有效結合，使學生在潛移默化中加深對數學知識的印象，并構建綜合化知識體系，從而達到STEM 教育理念與小學科學教學有機整合的目的，為學生成長為德智體美勞全方面發展的人才提供保障。

綜上所述，實現STEM 教育理念與小學科學教學的有機整合是時代發展的必然趨勢，是推動教學改革的有效路徑，是培養德智體美勞全方面發展的人才的有效方法。因此，在教學活動中，教師需要根據學生的身心發展規律、小學科學的特點設計多樣化的教學活動，巧妙地將小學科學教學與STEM 教育理念進行有機整合。在教學活動中，教師可以實現知識整合，幫助學生構建綜合化知識體系，靈活運用所學知識解決問題；教師可以開展實驗教學，使學生在探究學習的過程中形成良好的學習能力；教師可以注重動手操作，使學生加深對知識的印象的同時形成綜合能力；教師可以創建生活化課堂，使學生結合生活經驗進行知識學習，從而提高學生的綜合能力；教師可以開展綜合實踐活動，使學生在探究的過程中形成良好的數學素養及能力；教師可以應用數據統計，使學生發現數學與科學的聯系。