問題驅動下的STEM教學

王昱悅

〔摘? ? 要〕? 隨著新課改的推進， STEM 教育理念被廣泛地應用于小學科學課堂。在此過程中，教師作為學生的引導者致力于激發學生的參與熱情，培養他們的創新能力與實踐能力。受年齡等多種因素的影響，小學生經常無法快速理解教學內容。為改變這一現象，教師應積極發揮自己的教學經驗，循序漸進地引導學生獨立發現問題、分析問題、解決問題。

〔關鍵詞〕? 小學科學；問題驅動；STEM教學策略

〔中圖分類號〕? G424? ? ? ? ? ? ? ?〔文獻標識碼〕? A? ? ? ? 〔文章編號〕? 1674-6317? （2023）? 18-0067-03

STEM?教育是一種融科學、技術、工程、數學于一體的綜合性教育模式。相較于傳統意義上的教學模式，STEM?教育更講求學生的主體地位。一般來說，學生的實踐能力有限，所以，教師既要重構自己的教學重點，關注他們的自主能力、創造能力，又要憑借學情預估讓學生懂得如何解決問題。本文從具體的教學案例出發，深入分析問題驅動下小學科學STEM教學策略的有效應用。

一、貼近實際生活，優化教學內容

（一）創設情境，調動學生學習積極性

在以往的教學活動中，教師經常以自己為主體，根據自己的教學經驗以及學情預設教學內容。然而，從實際的教學效果看，由于小學生的知識積累與教育者不同，所以，整體的課堂氛圍普遍比較低迷。為了解決這一問題，大部分教師會引入STEM?教育理念并構建生動的教學情境。相較于傳統意義上的師生互動，STEM教育通過具體的學習項目以及情境，學生一邊理解任務要求，一邊搜集、對接、整合、分析課內、課外的資源?，能夠獲取更多的參與感。

以蘇教版小學科學《空氣有質量嗎》一課為例。在課程導入階段，教師首先提問：生活中有哪些事物是有質量的？結合這一問題，學生紛紛結合自己的理解回答：書包是有質量的，書本是有質量的。隨后，教師追問：空氣是有質量的嗎？在此過程中，學生各抒己見，敘述自己的猜想。針對不同的想法，教師依次展示兩只泄了氣的皮球、一個電子秤以及一個打氣筒。問道：“如何用上述三個道具稱量空氣的質量？”接下來，學生以小組討論的形式共同商討實驗方法。經過2分鐘的討論，部分小組嘗試著分享自己的觀點，即，把一只球打滿氣，分別測量2只球的重量，計算兩者的差值就能得到球體內空氣的質量。基于這一觀點，教師一邊聽取學生的建議，一邊展開實驗。經過一系列的操作，學生逐漸印證了自己的想法。在實驗的最后，教師又普及了測量空氣質量這一經典實驗的發展過程。

小學生的知識積累以及實踐能力有限，所以，教師要做好相應的引導。通過問題情境與生活情境的結合，學生能夠在項目初期就確定實踐框架。憑借提問—猜想—討論—驗證—總結等一系列步驟，學生逐漸掌握了探索的內容。

（二）加強實踐引導，提高學生綜合能力

陶行知認為，教育與生活密不可分。與此同時，快樂也是教育者應考慮的主要內容。對小學生而言，單純的理論講授并不能激發他們的學習積極性。從學生的生理特點看，多元、有趣的小游戲更能讓他們樂于參與。因此，教師在引入?STEM?教育理念設計具體的實踐活動時，不僅要創設真實的教學情境，還要利用問題引導，讓學生形成“理論學習—應用遷移”的學習習慣。通過多次地引導，學生能逐漸意識到，知識的輸出與知識的輸入同等重要。由于實踐活動集溝通交流、操作實踐、創新于一體，所以，一定會產生諸多摩擦。面對學生中出現的小問題，教師要注重引導，讓他們嘗試自己解決具體的問題。

以蘇教版小學科學《不同環境里的植物》一課為例。“我們生活中常見的植物有哪些？你還知道哪些不常見的植物？這些植物分別生長在哪些環境中？”學生要回答這一連串的問題，就需要在預學階段到當地的花鳥市場了解植物的基本種類。考慮到學生的實踐能力，教師提前發放了一張表格。根據表格內容，學生將植物的名稱、特點以及生長環境記錄下來。在課程導入階段，教師以學生的實踐成果為基礎引入本節課的重點：不同環境里的植物以及它們的生長特點。由于學生搜集的信息比較有限，在課程講解階段，教師利用PPT展示了此前發放的表格，并以“答案+引導”的方式逐步完善“沙漠中的植物”“水中的植物”“雨林中的植物”等多個課題。

STEM教育理念下的小學科學課堂是充滿生機的。一方面，學生充分發揮自己的想象力，將自己的所思所想融入具體的實踐；另一方面，實踐內容蘊含著大量的知識點，學生在具體操作時也能實現知識點的有效應用。值得一提的是，教師不再是學生的監督者，而是引導者，學生經常會產生激烈的觀點碰撞。憑借教師的適當引導，學生能逐漸形成體系化的知識結構。

二、發掘教學資源，優化授課內容

（一）促進學科融合，豐富活動內容

從學科特點看，小學科學本身就是一門綜合的學科。然而，在以往的教學活動中，教師經常忽略教材內容的延伸。雖然學生能夠根據教材中的描述完成初步的探索，但要提升他們的綜合能力，教師就要重構教學理念，整合更多的教學資源，而最顯著的特征就是促進學科融合。實踐表明，小學科學與化學、物理、音樂、語文等多個學科的融合，能讓學生更加樂于參與課堂互動。

以蘇教版小學科學《七色光》一課為例。通過本節課的學習，學生要學會用多種身邊的物品制作彩虹。教材中的內容與物理知識有著諸多聯系，因此教師提出了一個學習項目：制作人工彩虹。在此過程中，學生要依托教材內容，運用互聯網信息查詢相關的操作方式。當學生了解了人工彩虹的制作方式后，教師發放調查問卷，讓他們填寫自己所需的材料。在課程講解階段，教師展示了兩組實驗材料，其中，一組是不需要水的，而另一組則需要用到水。隨后，被點名的學生到臺前展示他所了解的實驗步驟。

一般來說，小學科學中的大部分教學內容均取自人們的生活，但也有部分知識與物理、化學等學科息息相關。區別于其他章節，這些知識點往往更加抽象且復雜。因此，教師往往要另辟蹊徑，運用多個學科的工具、材料闡釋具體的知識點。

（二）優化教學引導，轉換師生角色

長期以來，學生作為被動的知識接受者，缺乏探索積極性。隨著新課改的推進，越來越多的教師致力于重構學生的學習習慣，激發他們的思維與活力。受時間與空間的限制，教育者往往無法實現知識講解的連貫性。針對這一現象，教師不妨轉換自己的角色，即，把學生放在“教師”的位置上，把自己放在“學生”的位置上，讓學生圍繞具體的學習項目進行結果的匯報。為了加深學生對知識點的印象，教師可以模仿“學生”的角色，進行積極的提問。這樣，通過有來有往的師生互動，引導學生逐漸掌握課程知識重點。

以蘇教版小學科學《浮力》一課為例。從前期的教材內容分析中，教師發現，本節課涉及的知識點大多比較抽象，因此嘗試通過物理實驗與教材內容的融合，讓學生理解何為浮力以及浮力在生活中的具體應用。在預學階段，教師提出了一個簡單的家庭實驗問題：浮力受哪些因素影響？根據實驗要求，學生要利用兩個體積相同重量不同的球、水探究浮力的影響因素。經過一系列的實踐，學生初步得出自己的經驗。在課程講解階段，教師隨機請一名學生并要求他復盤此前的實驗流程。區別于以往的授課流程，這時，教師將自己代入學生的視角并進行提問，如為什么要將兩個體積相同、重量不同的圓球放入水中？結合循序漸進的提問，學生充分調動自己的知識積累完成知識點的應用與遷移。

區別于以往的教學模式，學生不再是單純的知識接受者，而成了知識的輸出者。值得一提的是，教師除了可以進行師生角色的互換，還可以在日常的教學活動中指定某一名學生進行部分知識的講解，這樣，該生為了回答好其他同學可能提出的問題，就會自覺地深入挖掘教材內容。

三、強化實踐形式，優化實驗流程

（一）大膽猜想，發現問題所在

從問題驅動的落實過程看，大膽猜想是任何一個實驗開始的前提與基礎。在猜想的過程中，學生首先要進行假設。區別于普通的猜測，問題驅動理念下的猜想，需要一定的佐證，適當的猜想不僅能透露出學生的所思所想，還方便教師進行后續的教學引導。

以蘇教版小學科學《斜坡的啟示》一課為例。考慮到后續的授課效率，教師在預學階段提出一個問題：斜坡的使用是更省力還是更費力？針對這一提問，學生紛紛提出自己的想法。其中，有的學生認為，斜坡更省力，也有的學生認為，斜坡更費力。隨后，教師要求他們根據自己的猜想制訂具體的實驗方案。考慮到學生的實際情況，教師又構建了兩個場景：其一是利用彈簧拉力器將1個小車從地面抬升至1m處，其二是利用彈簧拉力器將小車放在斜面上拉高1m。“這兩種方式哪一個更省力？”在課程講解階段，教師分別詢問此前提出不同觀點的學生，你的猜想被證實了嗎？憑借前期的猜想以及后續的實踐，學生逐步得出自己的結論。

一般來說，無論學生做出何種猜想，教師都不能有干預的行為。如果教師因為某一名學生提出的“不靠譜”猜想而予以批評，就會壓抑學生的天性。為了最大限度地提升學生的實踐熱情，教師要重視這一環節并引導學生依托猜想親身試驗、證明、交流。

（二）得出結論，復盤實驗流程

基于問題驅動理念的科學實驗，是一個系統的過程，當學生得出相應的結論后，教師要輔助他們復盤實驗流程。受時間的限制，教師經常會忽略實驗流程的復盤。而通過一步步地回顧實驗內容，學生能夠從感性認識逐步上升至理性認識。

以蘇教版小學科學《煤、石油和天然氣》一課為例。通過本節課的學習，學生將制作一個模擬石油開采的器具。與此同時，學生還要了解石油分布的圈層。在課程講解的最后，教師帶領學生依次回顧實驗所用的材料以及具體步驟。“我們首先要準備廣口瓶、食用油、石子以及雙孔橡皮塞等材料。隨后，將長頸漏斗和玻璃導管穿過橡皮塞，分別伸入瓶底和瓶中部，?把與玻璃導管相連的橡皮管另一端放入空燒杯中。最后，向長頸漏斗中緩緩倒入紅色水，觀察出現的現象。”區別于以往的總結方式，教師將總結的主動權交給學生。

合理的實驗復盤不僅能幫助學生了解實驗步驟，還能提升他們的口語表達能力以及知識積累水平。在此過程中，教師要做好引導，更好地提升課堂教學成效。

總之，隨著小學科學教育的發展，越來越多的教師意識到STEM?教育理念的重要性。由于小學生的實踐能力有限，因此，循序漸進的問題引導能提升他們的邏輯思維能力。值得一提的是，為了最大限度地提升課堂教學效率，教師要緊跟學生的實踐流程，并進行相應的引導。

參考文獻

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