STEM教育理念下的學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)模式

◇劉滿英（福建：龍巖市第五實(shí)驗(yàn)小學(xué)）

隨著教育現(xiàn)代化建設(shè)的深入開展，小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)模式的構(gòu)建和應(yīng)用要在立足于生本學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，在尊重學(xué)生認(rèn)知情況和身心發(fā)展水平的基礎(chǔ)上，以STEM 教育理念為導(dǎo)向，強(qiáng)化小學(xué)科學(xué)教學(xué)中科學(xué)、技術(shù)、工程與數(shù)學(xué)等跨學(xué)科的融合，在引領(lǐng)學(xué)生實(shí)踐探究中拓寬科學(xué)知識(shí)，在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)潛能的過程中培養(yǎng)學(xué)生的綜合學(xué)習(xí)能力，鼓勵(lì)學(xué)生在實(shí)踐中創(chuàng)新。

一、STEM 教育理念下學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)模式的構(gòu)建

《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022 年版）》在解讀核心素養(yǎng)的過程中從科學(xué)觀念、科學(xué)思維、探究實(shí)踐和態(tài)度責(zé)任多維度分析不同學(xué)段的特征。并指出，當(dāng)前的小學(xué)科學(xué)教學(xué)要在立足于各學(xué)科相互滲透、交叉融合趨勢(shì)的基礎(chǔ)上探究科學(xué)、技術(shù)與工程的相互促進(jìn)作用，在綜合探究科學(xué)本質(zhì)中強(qiáng)化其實(shí)踐性，讓學(xué)生在掌握基本科學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上形成初步的科學(xué)觀念，在掌握基本思維方法的基礎(chǔ)上具有初步的科學(xué)思維能力，在掌握基本科學(xué)方法的基礎(chǔ)上具有初步的探究實(shí)踐能力，在樹立基本科學(xué)態(tài)度的基礎(chǔ)上建構(gòu)正確的價(jià)值觀和社會(huì)責(zé)任感。STEM 教育理念下小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)模式的構(gòu)建立足于學(xué)生核心素養(yǎng)培養(yǎng)的基礎(chǔ)，旨在建構(gòu)學(xué)生正確的科學(xué)觀，提升學(xué)生的探究能力，豐富學(xué)生的科學(xué)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

二、STEM 教育理念下學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)模式的應(yīng)用

法布爾提出，在科學(xué)上，最好的助手是自我的頭腦，而不是別的東西。STEM 教育理念下小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)模式的應(yīng)用，要強(qiáng)化學(xué)生科學(xué)態(tài)度的培養(yǎng)、探究能力的提升和創(chuàng)新精神的建構(gòu)。

（一）創(chuàng)新課程設(shè)計(jì)，落實(shí)跨學(xué)科學(xué)習(xí)

《關(guān)于深化教育教學(xué)改革全面提高義務(wù)教育質(zhì)量的意見》提出，要探索基于學(xué)科的綜合化教學(xué)，開展研究型、合作式和項(xiàng)目化學(xué)習(xí)。為此，STEM 教育理念下小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)模式要定位于跨學(xué)科、綜合化學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，不斷創(chuàng)新課程設(shè)計(jì)，有效落實(shí)跨學(xué)科學(xué)習(xí)。

1.創(chuàng)新課程設(shè)計(jì)，挖掘?qū)W生科學(xué)潛能

李政道說過：“能正確地提出問題就是邁出了創(chuàng)新的第一步。”STEM 教育理念下小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)模式要立足于對(duì)學(xué)生科學(xué)潛能的挖掘，在創(chuàng)新課程設(shè)計(jì)中，鼓勵(lì)學(xué)生大膽質(zhì)疑、探疑和解疑。

例如，在“了解我們的住房”的課程設(shè)計(jì)中，對(duì)學(xué)生科學(xué)潛能的挖掘要從三個(gè)維度進(jìn)行：一是創(chuàng)新學(xué)習(xí)思路，挖掘?qū)W生的知識(shí)潛能。跨學(xué)科知識(shí)的教學(xué)要從因勢(shì)利導(dǎo)、以學(xué)定教的基礎(chǔ)入手，在引領(lǐng)學(xué)生明確學(xué)習(xí)思路的基礎(chǔ)上挖掘、探究、擴(kuò)展和延伸相關(guān)知識(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)；二是創(chuàng)新教學(xué)設(shè)計(jì)，挖掘?qū)W生的探究潛能。學(xué)生探究潛能的挖掘應(yīng)從文本、實(shí)踐兩個(gè)角度入手，在創(chuàng)新教學(xué)設(shè)計(jì)中引領(lǐng)學(xué)生走出文本、走入生活，探究科學(xué)領(lǐng)域；三是創(chuàng)新評(píng)價(jià)方式，挖掘?qū)W生的合作潛能。可從學(xué)生住房的繪制、模型的搭建等多維度入手進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新與合作能力。

2.優(yōu)化課程設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力

《關(guān)于深化教育教學(xué)改革全面提高義務(wù)教育質(zhì)量的意見》指出，要促進(jìn)信息技術(shù)與教育教學(xué)的融合應(yīng)用，探索基于學(xué)科的課程綜合化教學(xué)，開展研究型、項(xiàng)目化、合作式學(xué)習(xí)。為此，STEM 教育理念下小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)模式要優(yōu)化課程設(shè)計(jì)，強(qiáng)化研究型教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)，引領(lǐng)學(xué)生在探究性學(xué)習(xí)、合作性學(xué)習(xí)中提升科學(xué)素養(yǎng)。

例如，在“校園生物大搜索”的課程設(shè)計(jì)中，要引領(lǐng)學(xué)生跳出文本，從文本的相關(guān)知識(shí)入手，以科學(xué)內(nèi)容為導(dǎo)向進(jìn)行實(shí)踐探究活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)、在生活中觀察、在探究中學(xué)習(xí)的能力，在優(yōu)化課程設(shè)計(jì)中注重以學(xué)定教、因勢(shì)利導(dǎo)方法的運(yùn)用，在學(xué)生自學(xué)和實(shí)踐的基礎(chǔ)上推進(jìn)跨學(xué)科知識(shí)的整合。

3.推進(jìn)學(xué)科整合，落實(shí)跨學(xué)科學(xué)習(xí)

愛因斯坦指出，想象力比知識(shí)更重要。STEM教育理念下小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)模式要激發(fā)學(xué)生的想象力，在推進(jìn)學(xué)科整合中落實(shí)跨學(xué)科學(xué)習(xí)。

例如，在“地球家園中的化學(xué)變化”的課程設(shè)計(jì)中，學(xué)科整合可從創(chuàng)新課程設(shè)計(jì)入手，在整合美術(shù)、語文、科學(xué)、社會(huì)等學(xué)科知識(shí)的基礎(chǔ)上推進(jìn)學(xué)生的跨學(xué)科學(xué)習(xí)，引領(lǐng)學(xué)生從自然、生活和社會(huì)等多維度解讀地球家園中的化學(xué)變化，探究造成化學(xué)變化的原因以及解決問題的對(duì)策。

（二）優(yōu)化教學(xué)理念，提升教師素養(yǎng)

周培源指出，科學(xué)有著潛在的美和無窮的趣味，科學(xué)探索本身也充滿了詩意。在STEM 教育理念下小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)模式的應(yīng)用中要優(yōu)化教學(xué)理念，以趣味化、探究化和詩意化的教學(xué)思路激發(fā)學(xué)生的求知欲和探索欲，同時(shí)也在提升教師素養(yǎng)的過程中讓教學(xué)內(nèi)涵更加豐富生動(dòng)。

1.優(yōu)化教學(xué)理念，開展綜合性學(xué)習(xí)

胡適先生指出，科學(xué)精神在于尋求事實(shí)，尋求真理。STEM 教育理念下的小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)模式，要求教師在教學(xué)過程中從教學(xué)理念出發(fā)，建構(gòu)引導(dǎo)性、引領(lǐng)性和啟發(fā)性的教學(xué)理念，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)和實(shí)踐中主動(dòng)尋求事實(shí)和真理，在綜合性學(xué)習(xí)中推進(jìn)學(xué)生知識(shí)的整合。

2.提升教師素養(yǎng)，整合科學(xué)知識(shí)

列寧指出，科學(xué)的宗旨就是提供宇宙真正寫真。在STEM 教育理念下的小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)模式中，教學(xué)理念要注重“求真”和“學(xué)真”，在提升教師素養(yǎng)的基礎(chǔ)上推崇知識(shí)的真實(shí)，注重科學(xué)知識(shí)的真正整合。

例如，在“種子的發(fā)芽實(shí)驗(yàn)”教學(xué)中，提升教師的素養(yǎng)應(yīng)從學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中提出的問題入手。在解決學(xué)生問題的過程中，教師要親身去做，親自去體驗(yàn)，在“躬親共做”“躬親共學(xué)”中整合科學(xué)知識(shí)，讓學(xué)生在真實(shí)、自然的科學(xué)實(shí)驗(yàn)中獲得真正的知識(shí)。

3.順應(yīng)學(xué)情發(fā)展，培養(yǎng)創(chuàng)新精神

蘇霍姆林斯基指出，兒童內(nèi)心深處根深蒂固的需求就是渴望自己成為發(fā)現(xiàn)者、研究者和探索者。為此，STEM 教育理念下小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)模式要尊重學(xué)情發(fā)展，根據(jù)不同學(xué)段學(xué)生的認(rèn)知水平和身心特點(diǎn)開展科學(xué)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。

例如，在“比較不同的土壤”的教學(xué)中，要尊重學(xué)生的求知欲和探索欲，在整合工程與技術(shù)的基礎(chǔ)上推進(jìn)學(xué)生運(yùn)用現(xiàn)有的資源開展科學(xué)實(shí)驗(yàn)。先對(duì)不同土壤采用眼看、扇聞和揉搓等方法，再放入同樣的水后對(duì)土壤進(jìn)行揉搓，體驗(yàn)土壤的黏性，最后在猜測(cè)和實(shí)踐中比較土壤的滲水性，讓學(xué)生在自主實(shí)踐中不斷創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)方法，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

（三）拓寬知識(shí)領(lǐng)域，提升學(xué)生探究能力

烏申斯基指出，智慧不是別的，而是一種組織得很好的知識(shí)體系。STEM 教育理念下小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)模式要積極拓寬知識(shí)領(lǐng)域，在提升學(xué)生的探究能力中建構(gòu)學(xué)生的科學(xué)知識(shí)體系。

1.拓寬教師知識(shí)領(lǐng)域，強(qiáng)化學(xué)生探究意識(shí)

葉圣陶先生的“導(dǎo)學(xué)教學(xué)論”提出要逐漸放手，讓學(xué)生在實(shí)踐歷練中嘗試自學(xué)、質(zhì)疑討論、練習(xí)應(yīng)用并養(yǎng)成習(xí)慣。STEM 教育理念下小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)要拓寬教師知識(shí)領(lǐng)域，強(qiáng)化學(xué)生的探究意識(shí)，讓學(xué)生實(shí)現(xiàn)自求得之。

例如，在“電和我們的生活”的教學(xué)中，要引領(lǐng)學(xué)生結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)，在實(shí)踐探究中學(xué)習(xí)，讓學(xué)生在強(qiáng)化探究意識(shí)的基礎(chǔ)上初步明確電和我們的生活存在著密切的聯(lián)系。而且，教師要在拓寬知識(shí)領(lǐng)域的基礎(chǔ)上針對(duì)這部分科學(xué)常識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)整合，隨時(shí)準(zhǔn)備為學(xué)生解疑釋惑。

2.拓寬學(xué)生知識(shí)領(lǐng)域，提升學(xué)生探究能力

陶行知先生指出，要以生活為中心進(jìn)行教學(xué)，要教給學(xué)生活的書、動(dòng)的書、真的書和用的書。STEM 教育理念下小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)尤其強(qiáng)調(diào)實(shí)踐性和創(chuàng)新性，要在拓寬學(xué)生知識(shí)領(lǐng)域的基礎(chǔ)上提升學(xué)生主動(dòng)探究學(xué)習(xí)的能力。

例如，在“鳳仙花的一生”的教學(xué)中，要引領(lǐng)學(xué)生從鳳仙花的種植、長(zhǎng)根莖與葉、開花、果實(shí)和種子、種子的傳播等這一系列的科學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)、探究和整合中，以繪畫或者短視頻的方式將其一生的變化進(jìn)行梳理和匯總，有效鍛煉學(xué)生探究和整合知識(shí)的能力，也在學(xué)生的實(shí)踐活動(dòng)中拓寬其知識(shí)領(lǐng)域。

3.拓寬家長(zhǎng)知識(shí)領(lǐng)域，養(yǎng)成學(xué)生探究習(xí)慣

赫爾岑提出，科學(xué)是到處為家的，但在不播種的地方就不會(huì)得到豐收。STEM 教育理念下小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)要注意家長(zhǎng)智慧作用的發(fā)揮，通過拓寬家長(zhǎng)的知識(shí)領(lǐng)域，幫助學(xué)生養(yǎng)成及時(shí)探究、認(rèn)真探究和隨時(shí)探究的好習(xí)慣。

例如，在“相貌各異的我們”的教學(xué)中，要融入家庭教育的資源，通過拓寬家長(zhǎng)知識(shí)領(lǐng)域，引領(lǐng)學(xué)生在生活中探究“我們”的相貌各異表現(xiàn)在哪些方面，并在家長(zhǎng)的及時(shí)指導(dǎo)下從耳朵、眼睛、睫毛、眉毛、頭發(fā)、鼻子等地方尋找和發(fā)現(xiàn)不同之處，并在探究不同特點(diǎn)的基礎(chǔ)上分析和提煉出生物多樣性的特點(diǎn)。

（四）整合教學(xué)資源，提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)

達(dá)爾文指出，在科學(xué)研究中允許創(chuàng)造任何假說。STEM 教育理念下小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)要在整合教學(xué)資源中鼓勵(lì)學(xué)生大膽地質(zhì)疑和創(chuàng)新，進(jìn)而提升科學(xué)素養(yǎng)。

1.整合家庭科學(xué)資源，豐富學(xué)生科學(xué)知識(shí)

陶行知先生提出的手腦并用、手腦雙全理念在指導(dǎo)小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，要求積極整合家庭科學(xué)資源，在STEM 教育理念下豐富學(xué)生的科學(xué)知識(shí)，提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。例如，在“珍惜水資源”的教學(xué)中，家庭科學(xué)資源的整合于生活體驗(yàn)中強(qiáng)化了學(xué)生的實(shí)踐探究能力，引領(lǐng)學(xué)生在豐富科學(xué)知識(shí)的過程中融入和整合家庭教育資源的力量，強(qiáng)化家庭教育的推進(jìn)力。

2.整合學(xué)校科學(xué)資源，提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)

達(dá)·芬奇指出，科學(xué)要對(duì)一切事物進(jìn)行觀察和預(yù)見，強(qiáng)化對(duì)即將發(fā)生事物的認(rèn)識(shí)。STEM 教育理念下要充分整合學(xué)校科學(xué)資源，在引領(lǐng)學(xué)生觀察和預(yù)見中讓科學(xué)教學(xué)更具有擴(kuò)展性，全力提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。例如，在“我們面臨的環(huán)境問題”的科學(xué)探究中，可從學(xué)校科學(xué)資源入手，引領(lǐng)學(xué)生在觀察、探究和運(yùn)用學(xué)校資源的基礎(chǔ)上擴(kuò)展科學(xué)認(rèn)知，提升科學(xué)素養(yǎng)。

3.整合社會(huì)科學(xué)資源，優(yōu)化學(xué)生培養(yǎng)模式

愛默生提出，人們喜歡獵奇，這就是科學(xué)的種子。STEM 教育理念下要積極整合社會(huì)科學(xué)資源，優(yōu)化培養(yǎng)模式，在科學(xué)實(shí)踐中提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。例如，在“解決垃圾問題”的科學(xué)教學(xué)中，可從社會(huì)科學(xué)資源入手，結(jié)合當(dāng)前的科技化發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，優(yōu)化培養(yǎng)模式，讓學(xué)生探索和研究，進(jìn)而提升實(shí)踐效果。

三、結(jié)語

總而言之，STEM 教育理念下小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)模式的構(gòu)建要在立足學(xué)情的基礎(chǔ)上，引領(lǐng)學(xué)生在學(xué)習(xí)、生活和實(shí)踐中進(jìn)行探究，在融入數(shù)學(xué)、技術(shù)和工程等多領(lǐng)域?qū)W科的基礎(chǔ)上推進(jìn)學(xué)生的實(shí)踐與創(chuàng)新，激發(fā)學(xué)生的科學(xué)潛能，讓其實(shí)現(xiàn)綜合性學(xué)習(xí)。