基于STEM教育理念的教學(xué)優(yōu)化

◇鄭秀清 （福建：莆田市涵江區(qū)江口中心小學(xué)）

在新課改和素質(zhì)教育不斷深入的形勢(shì)下，小學(xué)科學(xué)教學(xué)面臨著更加嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。而想要使學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)和能力得到較為顯著的提升，教師就必須加強(qiáng)對(duì)STEM課程的研究，考慮不同階段學(xué)生的培養(yǎng)需求，對(duì)科學(xué)教學(xué)內(nèi)容、方法、模式進(jìn)行全面創(chuàng)新和整合。在實(shí)際教學(xué)中，教師要把握好STEM和科學(xué)教學(xué)之間的銜接點(diǎn)，考慮學(xué)生的成長(zhǎng)規(guī)律和學(xué)習(xí)特征，利用課堂教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生更好地認(rèn)識(shí)世界，并利用掌握的知識(shí)解釋自然界的規(guī)律和事物。教師還應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生大膽想象和創(chuàng)新，遵循自然規(guī)律和社會(huì)規(guī)律，發(fā)揮數(shù)學(xué)的優(yōu)勢(shì)，從科學(xué)的視角認(rèn)識(shí)世界，達(dá)到人與自然、社會(huì)的協(xié)調(diào)發(fā)展。

一、STEM教育理念的核心內(nèi)涵

在近年來的綜合教育過程中，STEM教育理念得到了越來越多的關(guān)注，被廣泛地應(yīng)用于綜合類課程，旨在通過STEM教育理念的應(yīng)用，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。STEM，是科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、數(shù)學(xué)（Mathematics）的簡(jiǎn)稱，是多種學(xué)科綜合應(yīng)用的教學(xué)思想，其教育理念融科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)多領(lǐng)域?qū)W科知識(shí)于一體，擴(kuò)展為多元化的綜合教育模式。而在小學(xué)科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)中，貫徹STEM教育理念，核心在于通過多元化的綜合實(shí)踐活動(dòng)，學(xué)生在不同學(xué)科的基礎(chǔ)活動(dòng)中，獲得對(duì)于科學(xué)課程知識(shí)的深化理解，全面地促進(jìn)學(xué)生綜合科學(xué)素養(yǎng)的提升。

二、基于STEM教育理念優(yōu)化小學(xué)科學(xué)教學(xué)的意義

學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中，往往會(huì)存在分學(xué)科的意識(shí)，這對(duì)于學(xué)生來說是不利的，在小學(xué)階段，學(xué)生分學(xué)科的意識(shí)還尚未固定，在這個(gè)時(shí)期，學(xué)生往往還具有一定的可塑性。教師可以運(yùn)用STEM教育理念，對(duì)學(xué)生的意識(shí)進(jìn)行塑造，從而糾正學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣，培養(yǎng)學(xué)生的綜合學(xué)習(xí)能力。這樣，在小學(xué)階段，學(xué)生就能把各個(gè)學(xué)科之間的知識(shí)進(jìn)行聯(lián)系，找到不同學(xué)科之間存在的共性，也能為后續(xù)的學(xué)習(xí)提供強(qiáng)有力的基礎(chǔ)。

從另一方面分析STEM教育理念對(duì)小學(xué)科學(xué)教學(xué)的意義，那就是它與新課程改革的教學(xué)理念高度契合。為了讓小學(xué)科學(xué)課堂走上新課程改革的道路，做到與時(shí)俱進(jìn)，就要重塑其教學(xué)目標(biāo)任務(wù)，提高學(xué)生對(duì)于相關(guān)知識(shí)的運(yùn)用能力。而將STEM教育理念融入小學(xué)科學(xué)課堂，恰好能夠達(dá)到這一目標(biāo)，使學(xué)生學(xué)習(xí)水平能夠得到提高，進(jìn)而保障課堂教學(xué)效率。由此可見，運(yùn)用STEM教育理念進(jìn)行科學(xué)教學(xué)的創(chuàng)新改革是大勢(shì)所趨。

《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》明確指出：“STEM是一種以項(xiàng)目學(xué)習(xí)、問題解決為導(dǎo)向的課程組織方式”，強(qiáng)調(diào)有效培養(yǎng)、提高學(xué)生動(dòng)作操作能力和解決實(shí)際問題的能力。小學(xué)階段是義務(wù)教育的起點(diǎn)，更是人生學(xué)習(xí)生活的重要節(jié)點(diǎn)和階段。這個(gè)階段的小學(xué)生具有強(qiáng)烈的好奇心，他們渴望學(xué)習(xí)新鮮知識(shí)，充滿無限活力，樂于動(dòng)手實(shí)踐。在小學(xué)科學(xué)課程中引入STEM教育理念，不僅能讓學(xué)生學(xué)到豐富多樣的知識(shí)，建立基礎(chǔ)的學(xué)科概念，還能通過實(shí)踐活動(dòng)讓學(xué)生充分鍛煉科學(xué)思維，培養(yǎng)科學(xué)思維邏輯，將課本知識(shí)與生活實(shí)際結(jié)合起來，探索生活?yuàn)W秘。

三、基于STEM教育理念優(yōu)化小學(xué)科學(xué)教學(xué)的原則

（一）趣味性原則

由于小學(xué)階段的學(xué)生自身知識(shí)儲(chǔ)備有限，不容易理解復(fù)雜抽象的科學(xué)知識(shí)，因此，教師在科學(xué)課堂教學(xué)中要充分利用STEM教育理念，因材施教，根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知水平和興趣愛好，設(shè)計(jì)出趣味性較強(qiáng)的學(xué)習(xí)和實(shí)踐項(xiàng)目。這樣，就能極大地調(diào)動(dòng)學(xué)生的參與熱情，讓他們以更好的狀態(tài)投入學(xué)習(xí)。

（二）引導(dǎo)性原則

在小學(xué)科學(xué)教學(xué)過程中，教師要堅(jiān)持引導(dǎo)性原則。由于小學(xué)階段的學(xué)生知識(shí)水平有限，因此在科學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)和實(shí)踐活動(dòng)中，教師要引導(dǎo)學(xué)生完成實(shí)踐活動(dòng)，合理降低他們參與學(xué)習(xí)與實(shí)踐項(xiàng)目的難度，幫助學(xué)生樹立學(xué)習(xí)自信心，從而獲得良好的學(xué)習(xí)體驗(yàn)感。

（三）鼓勵(lì)性原則

在小學(xué)科學(xué)課堂學(xué)習(xí)中，為了調(diào)動(dòng)學(xué)生參與學(xué)習(xí)的熱情和積極性，教師應(yīng)該在實(shí)際教學(xué)中積極鼓勵(lì)表現(xiàn)優(yōu)秀的學(xué)生，以此來帶動(dòng)其他學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

（四）總結(jié)性原則

在小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)中，為了提升STEM教育理念的應(yīng)用水平，提高授課質(zhì)量，教師應(yīng)該及時(shí)對(duì)課堂教學(xué)效果進(jìn)行總結(jié)，根據(jù)學(xué)生反饋及時(shí)改進(jìn)教學(xué)方式。同時(shí)，教師要根據(jù)學(xué)生的課堂表現(xiàn)分析教學(xué)內(nèi)容深度和廣度的拓展是否恰當(dāng)，適時(shí)做出合理調(diào)整。教師的及時(shí)改進(jìn)、及時(shí)優(yōu)化，對(duì)提高學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)效果有積極影響。

四、基于STEM理念優(yōu)化小學(xué)科學(xué)教學(xué)的實(shí)踐

（一）構(gòu)建高效課堂，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

對(duì)小學(xué)階段的學(xué)生個(gè)體發(fā)展?fàn)顩r加以分析，我們不難發(fā)現(xiàn)，他們的身心發(fā)展程度不高，思維、認(rèn)知等方面的經(jīng)驗(yàn)比較缺乏，難以理性地投入科學(xué)課堂，認(rèn)真專注地學(xué)習(xí)知識(shí)，掌握科學(xué)本質(zhì)。教師要充分認(rèn)識(shí)到學(xué)生的這一特點(diǎn)，通過與家長(zhǎng)溝通、觀察學(xué)生學(xué)習(xí)狀況等方式來了解學(xué)生的身心發(fā)展特點(diǎn)，進(jìn)而在STEM教育理念指導(dǎo)下，探尋適合的方法構(gòu)建高效的科學(xué)課堂，激發(fā)學(xué)生的參與興趣、探究興趣。要讓學(xué)生在教師循序漸進(jìn)地引導(dǎo)下主動(dòng)地參與科學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)、科學(xué)現(xiàn)象觀察、科學(xué)問題探究等活動(dòng)，讓學(xué)生在這一過程中真正收獲知識(shí)、鍛煉能力，促進(jìn)學(xué)生自身更好地發(fā)展。

例如，在《我們知道的植物》這一課的教學(xué)中，教師先利用多媒體來呈現(xiàn)“植物大戰(zhàn)僵尸”游戲片段，讓學(xué)生將注意力集中到課堂上，調(diào)動(dòng)起學(xué)生良好的情緒狀態(tài)。之后，教師提問：“你們認(rèn)識(shí)那些植物伙伴嗎？”鼓勵(lì)學(xué)生說出植物的名稱，充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力。教師還可以提問：“你們都喜歡什么植物，它又有什么特點(diǎn)呢？”以此鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行言語(yǔ)表達(dá)，并讓學(xué)生將他們喜歡的植物圖片呈現(xiàn)出來，說一說植物的特點(diǎn)，例如植物的果實(shí)好吃、植物的花朵很美麗、植物的葉子造型獨(dú)特等。在此基礎(chǔ)上，教師將塑料綠蘿和真實(shí)的綠蘿呈現(xiàn)在課堂上，讓學(xué)生進(jìn)行對(duì)比觀察，說一說兩者的不同，想一想兩者同時(shí)放在教室內(nèi)一個(gè)星期會(huì)發(fā)生什么變化，問一問學(xué)生更喜歡塑料綠蘿還是真實(shí)的綠蘿。教師通過問題情境的創(chuàng)設(shè)，喚起學(xué)生的參與興趣，而在興趣的驅(qū)動(dòng)下，學(xué)生將跟隨教師的步伐積極主動(dòng)地觀察和探究植物，最終真正地了解植物。

（二）融合信息技術(shù)，提高教學(xué)效率

當(dāng)今已進(jìn)入信息化和智能化時(shí)代，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和電子科技已全面普及了，這為教育事業(yè)的發(fā)展帶來極為深遠(yuǎn)的影響。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)過程中，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)一些無法準(zhǔn)備的實(shí)驗(yàn)材料，小學(xué)科學(xué)教師想要讓學(xué)生將相關(guān)知識(shí)掌握得更加扎實(shí)，就可以運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)。課前，教師可以通過互聯(lián)網(wǎng)搜集一些相關(guān)的實(shí)驗(yàn)材料，然后運(yùn)用多媒體來呈現(xiàn)在學(xué)生面前。除此之外，還有一些教學(xué)工作，也要求小學(xué)科學(xué)教師必須依賴信息技術(shù)進(jìn)行授課。

如，在進(jìn)行《人類認(rèn)識(shí)地球運(yùn)動(dòng)的歷史》一課教學(xué)時(shí)，課堂內(nèi)容是學(xué)生無法在日常生活中觸及的，也沒有辦法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作演示讓學(xué)生理解其中的內(nèi)容。在這種情況下，科學(xué)教師可以運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行教學(xué)，通過搜集網(wǎng)上相關(guān)資料以及制作視頻等方式，進(jìn)行小學(xué)科學(xué)教學(xué)。教師用播放紀(jì)錄片的形式，讓學(xué)生觀察地形變化的科學(xué)現(xiàn)象，在其中有效滲透STEM教育理念，融入相關(guān)知識(shí)。這樣的教學(xué)方式，能讓學(xué)生更加有效地了解信息技術(shù)在科學(xué)領(lǐng)域中發(fā)揮的作用，從而鼓勵(lì)學(xué)生在進(jìn)行科學(xué)探索時(shí)有效地運(yùn)用信息技術(shù)，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。

（三）引入工程設(shè)計(jì)，拓展學(xué)生科學(xué)思維

在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中融入STEM教育理念，最為重要的一個(gè)階段就是工程設(shè)計(jì)。因此，在小學(xué)科學(xué)教學(xué)過程中，教師應(yīng)該結(jié)合實(shí)際的教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生的實(shí)際需求加入工程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探索意識(shí)。因?yàn)槔碚撝R(shí)如果只是停留在課本上，學(xué)生便沒有全面掌握科學(xué)知識(shí)，學(xué)生只有通過實(shí)際操作得到驗(yàn)證，才能證明自己牢牢掌握了知識(shí)點(diǎn)。不僅如此，引入工程設(shè)計(jì)后，教師還能考查學(xué)生問題處理能力、觀察應(yīng)變能力、實(shí)踐動(dòng)手能力等，這將進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并在動(dòng)手實(shí)際操作中，有效提升學(xué)生的科學(xué)思維能力。

如，在《簡(jiǎn)易電路》一課的教學(xué)中，教師可以給每個(gè)小組分發(fā)一定的小燈泡、干電池、導(dǎo)線和開關(guān)，讓小組內(nèi)部討論，嘗試有哪些電路連接方式能讓小燈泡亮起來，并且考慮“對(duì)相同的材料，電路的連接方式是唯一的嗎？如果不相同，能夠用簡(jiǎn)易的電氣符號(hào)把電路圖畫出來嗎？”通過小組合作的方式，學(xué)生能靈活借助學(xué)習(xí)資源，并運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)點(diǎn)亮小燈泡，并且嘗試回答一些基礎(chǔ)的電路問題。可見，在工程設(shè)計(jì)的過程中，學(xué)生連接電路時(shí)會(huì)對(duì)串聯(lián)和并聯(lián)電路有不一樣的感受，并且通過燈泡亮度的展現(xiàn)，加深對(duì)科學(xué)知識(shí)點(diǎn)的理解。

（四）融合多學(xué)科知識(shí)，活躍課堂氛圍

在小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)中引入STEM教育理念，要在實(shí)際教學(xué)過程中，打破原有的被動(dòng)式灌輸知識(shí)的教學(xué)方式。STEM教育理念融合了四門學(xué)科，小學(xué)科學(xué)學(xué)科不僅包含科學(xué)常識(shí)內(nèi)容，而且還運(yùn)用了數(shù)學(xué)與技術(shù)。在組織開展教學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)時(shí)，教師應(yīng)緊密聯(lián)系課內(nèi)外知識(shí)，實(shí)現(xiàn)生活化教學(xué)，滿足學(xué)生的求知欲以及好奇心，使學(xué)生更積極地進(jìn)行學(xué)科知識(shí)探究。

例如，在《斜面》一課的教學(xué)中，小教師在教學(xué)伊始利用多媒體呈現(xiàn)多個(gè)關(guān)于“斜面”的生活片段，之后提出問題：“什么是斜面？”“斜面的存在會(huì)給人們?nèi)粘Ｉ顜砟男┍憷俊痹趩栴}的基礎(chǔ)上教師詳細(xì)講解“斜面”。教師可以將學(xué)生分成幾個(gè)小組，讓他們以小組的形式來進(jìn)行以上問題的探討。這樣的活動(dòng)，不僅有利于學(xué)生準(zhǔn)確地理解和掌握“斜面”知識(shí)點(diǎn)，還有利于培養(yǎng)學(xué)生的思維能力、問題解決能力、溝通交流能力等。同時(shí)，教師還可以融合應(yīng)用工程技術(shù)知識(shí)開展教學(xué)。STEM教育理念注重實(shí)踐活動(dòng)，學(xué)生在實(shí)踐中可應(yīng)用到課內(nèi)外知識(shí)，使教學(xué)內(nèi)容更加貼近學(xué)生生活，有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，活躍課堂氛圍。

總而言之，在全面提升教學(xué)質(zhì)量、全面順應(yīng)課改的大趨勢(shì)下，STEM將科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)這四門學(xué)科有機(jī)融合，是培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)的重要抓手。這一教學(xué)理念在小學(xué)科學(xué)課程中的引入，不僅僅能幫助學(xué)生從課堂中學(xué)到更豐富多樣的知識(shí)，還能在課堂實(shí)踐中提升學(xué)生的實(shí)踐能力和探索研究能力，為學(xué)生建立基礎(chǔ)的學(xué)科概念，鍛煉學(xué)生的科學(xué)思維能力，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，將課本知識(shí)與生活實(shí)際結(jié)合起來，探索自然的奧秘。與此同時(shí)，將STEM教育理念融入小學(xué)科學(xué)教學(xué)，不僅有利于學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)深層次科學(xué)知識(shí)，更能夠提升教師教學(xué)素養(yǎng)，繼而提升整個(gè)小學(xué)科學(xué)教學(xué)質(zhì)量。