STEM教育理念滲入課堂的有效路徑

◇錢 芳（安徽：蕪湖市育瑞實驗小學）

2022 年版《義務教育科學課程標準》（以下簡稱“標準”）指出：科學是人類在研究自然現象、發現自然規律的基礎上形成的知識系統，以及獲得這些知識系統的認識過程和在此過程中所利用的方法。根據研究對象的不同，可將科學分為物理學、化學、生物學、天文學、地球科學等分支。這些分支具有研究方法的差異，也共享一些通用的科學方法，呈現出相互滲透、交叉融合的趨勢。以往小學科學教育活動經常存在這樣一個現象：過于注重學生對科學知識的掌握，而忽略了學生在科學探究活動中的體驗，導致科學教育成為一門純粹的科學課。STEM 教育理念所強調的將不同的學科和不同的領域之間進行有機整合，能夠改善現有的小學科學教育中存在的問題，促進當前我國小學科學教育發展。但是，目前我國小學對STEM 教育理念的研究和實踐還不夠全面，無法和小學科學活動高效結合。

一、相關的概念界定

（一）STEM教育

STEM 教育是由來自美國弗吉尼亞科技大學的YaKman 教授提出的，S 代表科學，T 代表技術，E 代表工程，M 代表數學。目前研究者對于STEM 教育的具體概念仁者見仁，智者見智。部分研究者認為，STEM 教育即對課程進行整合，有一部分研究者認為，STEM 是學生進行學習的方式或者是教師進行教學的一種教學的策略。但大部分研究者將其定義為一種用于解決現實情境問題，并有目的地整合多個學科，以培養學生的科學素養、工程思維和設計思維的教育理念。我國的大部分學者也更加認同其是一種教育理念的觀點。綜上所述，本研究認為，STEM 教育指的是一個強調跨學科融合的教育概念，側重于學習過程本身和真正的問題解決。它是一個多學科融合的教育概念，不是形式上的科學、技術、工程和數學等多個學科的簡單相加，而是多學科知識的不斷融合，將原本給學生的碎片化知識轉化為相互融合的統一整體的教育概念。

（二）科學教育活動

小學科學教育是一項以探究自然科學為重點的綜合性基礎課程，有助于科技人才的培養和國民科學素養的提高，是教育不可分割的一部分。對科學教育，研究人員的觀點相對一致。劉敏鈺認為：科學教育是在素質教育背景下的一種教育，它以傳授基本科學知識為基礎，來幫助學習者提升科學素養，培養科學精神和科學態度；施燕認為：雖然學界對科學教育的定義有多種，但核心內涵基本一致。綜上所述，本研究認為，科學教育指的是：用傳授科學知識的方法、結合具體的實踐開展的集體性教學和分組合作活動相結合的教育形式，幫助學習者感受科學的思維方法和科學的探究思維，從而培養其科學精神和科學態度的一種教育。

二、STEM教育理念滲入小學科學課堂的價值

（一）融合科學世界，建構生活世界

德國思想家胡塞爾的生活世界理論認為，“生活世界”是直觀的、具體的和豐富的，它給人以感性的生存基礎。而科學世界帶給我們理性的生存基礎。在科學世界中所獲得的間接經驗，只有靈活運用于生活世界，并轉化為我們自己的直接經驗，才會具有價值和意義。學生在科學世界中所獲得的間接經驗還不足以使其得到生命的成長體驗，因此，科學世界若想變得符合學生的情感、態度和理智的需要，變得具有科學的魅力，就必須與生動、感性的生活世界相融合。STEM 教育能夠有效地促進科學世界和生活世界的融合。課程設計能夠有效聯系STEM 科學素養和學生的實際生活，以學生在生活世界中所觀察到的問題為起點，以解決生活世界所遇到的問題為目標，以生活世界中所擁有的材料為操作對象；運用科學的思維、科學的知識來看待和解決所遇到的問題，從而實現培養科學態度、提高科學素養的目的。生活世界能夠為科學世界提供有效的實踐基礎，反過來，科學世界又賦予生活世界更多、更深的意義，二者在學生的探究活動中相輔相成，相互促進。因此，學生在STEM教育理念下的科學探究活動中，不僅可以獲得科學素養，還能有效建構自我的生活世界。

（二）激發探究內驅力，促使學生做真正意義上的學習者

人們習慣性地認為，學生缺乏形成復雜想法的能力。因此很多人對小學生能否進行復雜的STEM 學習表示懷疑。他們認為，在兒童期接觸到的STEM 學習僅僅是為以后的學習做鋪墊。有研究表明，在學齡期對學生進行STEM 教育活動并不是沒有意義的，正如維果斯基所認為的：“學生在頭腦中形成的高級類型的科學概念并不是由人為強行進行輸入的，而是來自從前已經形成的較初級的和基本的概括類型。”STEM教育融入小學科學教育活動的具體實施過程中，并不是某一問題和模式，教師在沒有預設教學路徑的前提下，讓學生體驗STEM 課程，其目的并不是讓學生為了“做”而“做”，而是在“做”的過程中，讓學生偶然“相遇”STEM 課程，在實踐的過程中，將學生持續探究的內驅力和學習力轉化為創造力和靈活性。學生既是問題的發現者，也是問題的解決者，學生在科學探究活動中學習，成為真正意義上的學習者。

三、STEM 教育理念滲入小學科學課堂的有效路徑

（一）學校方面

1.增強師資力量，組建專業的STEM 教育團隊

教師在傳統的科學教育中占主導地位。在STEM 理念下的小學科學教育活動過程中，教師常常忽略學生的主動性，將科學探究活動變成純粹地向學生傳輸科學文化知識的過程。這樣就容易導致學生在科學探究活動中缺乏主體性，導致學生被動地接受知識，缺乏發現問題、解決問題的能力。因此，學校要推進STEM 教育理念融入科學教育活動，就必須成立專業的STEM教育理念團隊，開發STEM 教育理念在小學科學教育活動的發展潛力，不斷向專業化方向邁進，進一步提高STEM 教育理念下小學科學教育活動設計與實施的能力，從而提高小學科學教育活動的整體質量。

2.開發教育資源，開設STEM 特色課程

教育資源作為重要的教育要素之一，越來越受到現代教育的重視。在小學科學教育活動中融入STEM 教育理念后是一種項目式的教育活動，它關注學生在科學探究中和操作材料之間的互動過程。因此將STEM 教育理念融入小學科學探究活動，物質材料的保障也是關鍵所在。由于國家對STEM 教育的大力提倡，市面上也出現了許多價值不菲的STEM 教育理念課程和玩教具材料。教師雖然都很擅長將廢舊的物品運用于教學活動，但是真正開展STEM 教育理念活動時，還是不可避免地需要大量購買這些課程和玩教具材料。學校應該根據本校實際情況，因地制宜，就地取材，開發富有本校特色的STEM教育課程，而不是盲目跟風去購置這些價值不菲的課程和玩教具材料。年齡較小的學生更容易接受連貫性和整體性較強的STEM 課程體系。

3.營造STEM 教育環境，開展高效的科學教學活動

蒙臺梭利認為，學生是具有“吸收性心智”的，他們能夠通過與外部環境的相互作用來調節自身，從而激發潛力。因此，建立良好的STEM教育環境也是STEM 教育理念下小學科學教育活動能夠順利開展的關鍵。因此，學校要結合自身實際，配備專門的STEM 教室，不需要購買大量昂貴的材料，只需要配備開展STEM 教育活動的基礎設施，并且隨著主題的變化及時更換所需的基礎設備和材料。在這樣材料豐富的STEM 教育環境中，即使沒有高端和昂貴的材料，學生也依舊能夠自由自在地開展科學探究活動。學校應當盡可能地為學生營造材料豐富的STEM 教育環境，以保證科學探究活動的順利進行和科學教育活動的高效開展。

（二）教師方面

1.以學生本位為指導，發揮學生主體地位

標準強調，以學生為本是科學活動的主題中心。STEM 教育理念強調要扎根于真實情境中存在的實際問題，將學生已有的生活經驗和所學的內容進行整合，之后學生通過不斷嘗試、改進、探究、總結，實現自我思維的建構。在STEM 教育活動中，教師需要改變傳統的教學模式，通過對學生的不斷提問與追問來引導學生自主探究，鼓勵學生在“做”中學，讓學生在獨立的自主探究過程中不斷地發現問題和解決問題。教師作為引導者，只需要在恰當的時機給予學生一些指導，從而幫助學生一起完成探究任務，促進學生經驗的積累。

2.提升STEM 素養，促進學生發展

評判科學教育活動質量的標準不是學生掌握了多少科學知識，而是是否激發了學生的學習興趣，是否提高了其科學探究能力。教師的職業素養是小學發展水平高低的決定性因素之一，但是在現在的小學中，了解STEM 教育理念的學生、教師屈指可數。這就導致大部分學生、教師對在活動中開展STEM 課程的興趣并不大。就算有了解STEM 教育理念的教師，他們也只是簡單了解其中的皮毛，并沒有更深層次的研究。沒有人愿意在自己不擅長的領域開展活動，因此STEM 教育理念在小學發展緩慢的重要因素之一，是師資的缺乏。為此，首先，小學可以加強與當地高校之間的合作，引入高等院校中先進的STEM 教育理念；其次，小學教師應當積極參加全國各地優秀的STEM 教師研討會和講座，學習其他地區先進的STEM 教育經驗，努力提升自身的STEM 素養與能力；最后，不同學科的教師之間也可以進行溝通和交流，分享各個領域的活動經驗。只有充分融合各學科領域的知識，教師的STEM 教育理念課程設計與實施的能力才能得到提升。

3.提高設計與實施的能力

學生的年齡特點和身心發展水平影響著小學科學活動的設計與實施。因此，在設計一項科學活動之前，教師應提前了解標準中對學生的發展要求，確定科學探究活動主題目標前，要結合本班學生的實際情況，注重開發本次科學探究活動中所蘊含的教育價值和意義。在設計活動時，教師應盡可能地體現STEM 教育理念的所有元素。但是也要避免強行融合的思想，讓學生在嘗試—失誤—繼續嘗試的循環中主動探究，直至問題解決。教師在實施活動時，也要結合學生的實際發展情況，根據每個學生的發展差異提供難度不一的問題，讓每個學生獲得積極的參與體驗，并在此基礎上獲得不同程度的提升。此外，教學反思是提升教學質量的重要手段，在活動結束后，教師要及時開展教學反思，在互相評價、取長補短的過程中，不斷提高自己的教學能力。