STEM構建小學科學高效課堂

周欣

【摘? 要】STEM（科學、技術、工程和數學）教育在現代教育中變得越來越重要。在小學教育中，構建高效的科學課堂對培養學生的創造力、解決問題的能力以及培養對科學的興趣至關重要。基于此，本文詳細分析了STEM背景下構建小學科學高效課堂的路徑，以供參考。

【關鍵詞】STEM;小學科學;高效課堂

在小學階段培養對科學的興趣對于學生未來進一步深入學習和研究科學領域具有關鍵意義。通過提供有趣、實踐性的STEM課程，學生可以在輕松愉快的學習氛圍中體驗到科學的樂趣，從而激發他們對科學的興趣和熱情。這樣的體驗可以為學生選擇未來的學科方向提供啟發，并為他們未來的職業發展打下堅實的基礎。

一、STEM教育理念的概述

STEM（Science， Technology， Engineering， and Mathematics）教育是一種綜合性的教育理念，旨在培養學生的創新能力和解決問題的能力，以應對現代社會面臨的復雜挑戰。在小學科學教育中，應用STEM教育理念可以構建一個高效的課堂環境，激發學生的學習興趣，并培養他們的科學思維和動手能力。

首先，STEM教育強調跨學科的學習。傳統的科學教育常常將不同科目分割開來，學生只是被要求記住一些理論知識。而在STEM教育中，學生將能夠同時學習科學、技術、工程和數學知識，從而更好地理解這些學科之間的相互關系。例如，在小學的科學課堂中，可以引入簡單機械、電路和測量等概念，讓學生了解這些知識如何應用于現實生活中的問題。其次，STEM教育注重學生的實踐和合作。學生通過實際操作和實驗來鞏固他們的學習成果。例如，學生可以設計和建造簡單的機械模型，通過實踐來理解物理的基本概念。同時，STEM教育也鼓勵學生之間的合作，因為很多的問題需要團隊的智慧和集體的努力才能解決。通過合作學習，學生能夠培養自己的溝通、合作和領導能力。再次，STEM教育強調解決現實生活中的問題。學生通常會被給予一些具體的問題或挑戰，他們需要運用他們的知識和技能來尋找解決方案。這樣的學習方式可以幫助學生將抽象的科學理論應用于實際問題中，并培養他們解決問題的能力。例如，在小學的科學課堂中，可以設計一個小型的環保項目，讓學生了解環保的重要性，并給予他們解決一些環保問題的機會。最后，STEM教育注重培養學生的創新能力。創新是21世紀的核心能力之一，而STEM教育正是為了培養學生的創新能力而設計的。學生通過STEM教育可以培養他們的創造性思維和解決問題的能力，從而為未來的挑戰做好準備。總而言之，STEM教育提供了一種創新的教育方式，能夠促進學生的學習興趣和科學思維，培養學生解決問題的能力。在小學科學教育中，應用STEM教育理念可以構建一個高效的課堂環境，幫助學生更好地理解科學的基本概念，培養他們的實踐能力和創新能力，為他們的未來做好充分準備。

二、STEM構建小學科學高效課堂的價值

（一）符合教育教學規律

STEM的教育理念，要求課程設計要將科學、技術、工程和數學緊密結合，讓學生在動手操作中學習，在探索發現中學習。這就要求教師要做到“理實一體化”教學，即將科學知識與工程技術應用于教學實踐，將知識與技能應用于解決現實問題。教師要基于學科整合、學做一體的思路來組織教學內容，突出學生的主體地位，讓學生主動參與課堂教學。因此，在小學科學課堂教學中，教師應根據小學生的年齡特點和認知規律，構建小學科學高效課堂。科學課堂教學要打破學科壁壘，整合“理實一體化”教學，體現學科間的相互融合。同時，還要充分考慮學生的認知規律、學科特點和教育教學規律，從而讓學生在有趣、有用、有價值的科學實踐活動中獲得知識。

（二）有利于培養學生的科學素養

在新的時代，科學素養作為必備的基礎素養，與人的終身發展和國家發展息息相關。我國《義務教育科學課程標準》中指出，要培養學生科學素養，使學生具有基本的科學知識、技能和方法，了解與生活、生產密切相關的科技知識，認識科學對社會發展的作用。而 STEM教育是以學生為中心，以培養學生自主學習能力為目標，讓學生在探究過程中發展綜合運用知識和技能解決問題的能力。這種教育理念下培養出來的學生將是具有創新能力和實踐能力的“復合型”人才。因此，在小學階段實施 STEM教育有利于培養學生的科學素養。教師在實施 STEM教育時可以充分利用教材中有關科技知識的內容，聯系學生實際生活中的一些現象設計問題情境，讓學生在探究中學習，在實踐中探究，通過觀察、比較、實驗等方式培養和發展學生的科學素養。

三、STEM構建小學科學高效課堂的策略

（一）創設生活場景，培養探索精神

創設生活場景是一種有效的策略，可以激發學生對科學的興趣，培養他們的探索精神。學生們通常更容易與他們身邊的世界和經驗產生聯系。在科學課堂中，教師可以根據學生的生活經驗和日常環境，積極引入與課程主題相關的問題和情境。教師需要提供與學生生活相關的問題和情境，引起學生的好奇心。利用實物、圖片、視頻等教具，展示生活中的科學現象，鼓勵學生觀察、探索、提問和親自實踐，培養他們的主動學習能力。以“冰融化了”為例，教師可以采取多種策略來打造一節高效的科學課堂。首先，老師可以在課前準備階段引入一個生活場景，例如夏天的一個炎熱下午，學生看到冰棒慢慢融化的情景。通過觀察和描述，引發學生對冰融化的好奇心，激發他們的思考。老師可以提出問題，如“為什么冰會融化？”“融化的冰變成了什么？”等等，鼓勵學生提出自己的猜想和解釋。其次，為了讓學生更好地理解冰融化的過程和機理，可以準備一些簡單的實驗設備。比如，將冰塊放在一個透明的容器里，再放在室溫的環境中，觀察冰塊的變化。這樣的實驗設備可以讓學生清晰地觀察到冰融化的過程，以及周圍環境對冰塊的影響。接下來，設計一個實驗表格，讓學生記錄冰融化的時間和溫度變化。學生可以每隔一段時間記錄一次冰塊的融化情況，以及周圍環境的溫度。通過填寫表格，學生可以對冰融化的過程進行量化和觀察，并且可以通過對比數據，分析冰塊的融化速度與環境溫度之間的關系。在實驗過程中，學生可以進行數據處理和分析。他們可以通過計算冰塊融化的速度，比較不同環境溫度下冰塊融化的差異。學生還可以使用圖表或圖像來展示實驗結果，從而更直觀地展示冰融化的過程和規律。最后，鼓勵學生根據圖表進行分析。他們可以思考為什么冰融化的速度會隨著環境溫度的變化而變化，或者討論冷凍和融化的原理。

（二）結合實驗教學，指導學習實驗

實驗教學是STEM教育的核心之一，可以幫助學生更深入地理解科學概念，并培養他們的觀察、實驗設計和數據分析能力。在小學科學課堂中，教師應該充分利用實驗教學的機會，指導學生進行實際操作，并引導他們觀察實驗現象、記錄數據，并對結果進行分析和總結。通過實驗教學，學生能夠親自體驗科學的樂趣，培養科學思維和解決問題的能力。以“種子發芽實驗”為例。首先，在教學設計上，教師應將實驗作為課程的一部分，與科學知識緊密結合，確保實驗能夠突出教學重點。教師可以通過展示有關種子發芽的圖片、視頻，引發學生的興趣和好奇心，引導學生思考植物的生長過程和發芽所需的條件。接下來，教師可以向學生提出問題，引導學生通過實驗來獲取答案。比如，“什么因素會影響種子的發芽？”“種子在不同溫度下能否發芽？”等。其次，在實驗過程中，教師應引導學生充分參與，培養學生觀察、實驗和記錄的能力。實驗前，教師可以組織學生共同制定實驗計劃和安全措施，明確每個角色的任務。學生可以自行設計實驗步驟，并準備所需的材料和器具。在實驗進行過程中，教師可以提醒學生觀察植物的變化，記錄實驗數據，并鼓勵學生進行實驗結果的分析和總結。實驗后，教師可以組織學生展示實驗成果，并進行交流和討論，以提高學生的合作與溝通能力。再次，教師應運用多種教學方法，激發學生的學習興趣和動手能力。在種子發芽實驗中，教師可以采用觀察法、比較法和歸納法等多種教學方法。通過讓學生觀察不同條件下種子的發芽情況，比較實驗結果，學生能夠更好地理解不同因素對植物生長的影響。同時，教師還可以引導學生理解實驗原理，并將實驗結果與科學原理相對照，幫助學生建立科學思維和創新思維。最后，在評價上，教師應該注重對學生實驗過程的評價，而不僅僅關注實驗結果。教師可以通過觀察學生的合作與溝通能力、實驗記錄的規范性、實驗數據的準確性等方面來評價學生的實驗能力。此外，教師還可以設置開放性問題，讓學生通過實驗結果對問題進行分析和推理，以評價學生的科學思維和創新能力。

（三）聯系生活實際，引導應用科學

聯系生活實際是一個重要的策略，可以幫助學生將所學的科學知識和現實生活相結合，使其具有實際應用的能力。這種策略可以增加學生對科學的興趣和動力，同時也加深他們對所學科學概念的理解。以“營養要均衡”為例，教師需要讓學生了解營養的重要性，并通過實踐去探索健康飲食的原則。為了使學生更加高效地學習關于“營養要均衡”的科學知識，老師可以通過實際案例或實驗引導學生深入了解。以“食物金字塔”為例，通過讓學生將不同的食物分類到金字塔的各個層級中，學生可以理解不同食物所提供的營養的種類和含量。同時，老師還可以向學生展示不同年齡階段所需的營養攝入量，并引導學生將其應用到現實生活中，計算出自己所需的各種營養素。除了理論知識，實踐也是學生學習“營養要均衡”的重要環節。老師可以組織學生進行營養調查或觀察身邊的食物。學生可以調查同學們的早餐習慣，并進行對比和分析，從而了解不同食物對健康的影響。另外，學生還可以觀察不同食物的營養成分標簽，通過比較食物的營養價值，引導學生做出正確的選擇。在教學中，老師還可以利用電子設備和應用程序幫助學生應用科學知識。通過使用手機或平板電腦上的營養應用程序，學生可以輸入所食用的食物，自動計算攝入的能量和各種營養素，并分析飲食的均衡性。學生可以根據應用程序的反饋，調整自己的飲食結構，確保攝入的營養豐富而均衡。同時，老師還可以鼓勵學生進行實踐性的項目和活動。學生可以以“營養要均衡”為主題，設計自己的健康餐單，并在班級中展示和分享。學生還可以一起種植蔬菜或水果，親身體驗食物的生長過程，并將自己種植的食物用于健康飲食。通過這些實踐性的活動，學生不僅提高了對“營養要均衡”理念的理解，還增強了自主學習和解決問題的能力。

綜上所述，STEM構建小學科學高效課堂的重要性在于幫助學生建立綜合性知識體系、培養創造力和問題解決能力，以及提前培養對科學的興趣。通過這樣的課堂教育，學生可以在積極的學習環境中全面發展，為未來的學習和職業發展奠定良好的基礎。因此，教育者和學校應該重視STEM教育，積極構建小學科學高效課堂，為學生的發展提供更廣闊的舞臺。

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