STEM教育理念与小学科学教学的整合探析

    王芬

    摘 要：文章通过对STEM教育理念的介绍，分析了STEM教育理念在小学科学教学中的应用现状，并就其教学改进方法进行了探讨，通过“整合+拓展”等教学模式，在STEM教育理念的指导下，在单课、单元、学科拓展的教学活动中完成小学科学教学实践。

    关键词：STEM教育理念;小学;科学

    中图分类号：G623.6?文献标识码：A?文章编号：2095-624X（2020）29-0036-02

    引言

    随着新课改的深入，加强STEM教育理念在小学科学教学模式中的实际应用，强化理论与实践相结合，培养符合科技社会体制改革所需要的人才，成为STEM教育理念关于人才培养的重要内容。在我国教育环境中，STEM教育理念还属于新兴领域，相关技术研究成果较为匮乏。将STEM教育理论运用到小学科学教学当中，能够打破传统教学模式的局限性，帮助学生实现全面发展。

    一、STEM教育理念探究

    STEM教育理念是由美国政府提出的一项教育计划，其中，S代表科学（Science），T代表技术（Technology），E代表工程（Engineering），M代表数学（Mathematics），也就是集科学、技术、工程、数学于一体的综合教育。STEM教育的理念核心观点是打破学科领域之间的壁垒，通过对综合能力水平的提升及应用，培养综合性的教育人才。我国对STEM教育的研究虽然处于起步阶段，但已经引起教育专家和研究人员的广泛关注，许多学校正在通过对STEM教育理念的实际应用来革新课程教学方式。STEM教育理念看重的是多元化的技术能力水平应用，鼓励学生在课堂上自己动手设计实验去找寻答案并形成项目团队展开深入研究，学科能力培养形式也更加多样化[1]。

    二、STEM教育理念在小学科学教学中的应用现状

    在小学科学教学中，基于小学生有限的分析理解能力以及科学学科的难度水平，相关知识点较为琐碎，学生在学习过程中无法将所学到的知识应用于实际生活中。部分教师忽略了学生的兴趣培养，只是针对教材进行流程化讲解，不追求教学方式及教学内容上的创新改革，没有注重学生的理解接受情况。教师着重于学生对于考试问题的解答，而忽略了科学知识的实际应用效果，给学生造成一定的心理负担，使学生出现厌学、弃学的现象。此外，中小学生的自身生活经历不同，个人性格特点也不尽相同，部分学生学习自主性不强，缺乏学习积极性。长时间的应试教育导致许多学生认为科学只是一门教学科目，或者是一门游戏类项目，忽视了其在实际生活及未来工作中的应用地位。

    三、STEM教育理念与小学科学教学的整合方法探讨

    1.知识整合教学理念

    跨学科知识整合是基于STEM教育视角进行小学科学教学的主要特征之一，根据STEM教育目的可知，它不再将教育仅着眼于某个特定的学科，或是过分强调不同学科之间的划分界限，而是从问题本身入手，强调利用科学、信息、工程或数学等不同学科教学之间的相互关联，从而解决实际问题。传统的教学模式中，各个学科的教学内容是泾渭分明的，这样有利于学生对单科知识进行理解吸收。但在这种“孤岛”学习模式下，学生无法了解到所学科目与其他科目之间的联系，不能将知识运用到实际生活中，知识的综合理解也就无从谈起[2]。

    在小学科学教学中，基于STEM教育视角，符合人们思考解决问题的方式，融合了多个学科的知识内容。教师通过打破学科壁垒，挖掘其他学科的优秀教学资源，实现不同领域的文化渗透，注重知识的整体化学习与运用。以“我们生活的世界”一章的教学内容为例，在进行生活信息获取分析过程中，不仅要强调信息本身，更要注重其所蕴含的不同地区人文环境、文化艺术、自然条件等多个学科知识的整体应用。只有融合了人文、艺术、技术等多个学科知识的科学内容，才能进行高水平应用，否则分析出来的报告将会只是教材知识的结合体，缺乏生命力及表现力。

    2.注重实验课堂教学

    在小学科学教学过程中，部分教师忽略了学生的实际应用能力，只是针对教材照本宣科，不追求教学方式及教学内容上的创新改革。而在STEM教育理念下，将生活现象作为学科研究重点，实验是自然科学的教学基础，是学生进行科学研究的重要方法。教师应强调对于学生的动手实验能力的培养，将实验情境创设出来，帮助学生亲自动手操作，强化自身感悟。实验是小学科学教学过程中重要的组成部分，在相关教学活动中，实验可以培养学生的动手操作能力、现象观察能力、数据分析能力等多种能力。教师要通过自己丰富的文化底蕴以及对科学知识的掌握程度，辅助学生进行科学实验，合理创设教学情境，调动学生的学习积极性，重视STEM教育理念的实际应用效果[3]。

    例如，在进行小学教科版科学教材“种子的萌发”这一课的教学活动中，教材大纲中明确要求学生了解种子的结构及萌发过程。教师可以为学生准备实验可能用到的种子材料以及显微镜等实验器材，帮助学生进行科学观察实验，创建情境教学环境。在实验过程中，教师要将课堂交给学生，鼓励学生自己亲手操作，并进行相关实验的交流分享。

    3.强调动手实践操作

    若想基于STEM教育视角增强学生认知能力，提升学生的小学科学学习能力，就必须革新教学观念。从头脑、双手、时间、空间等多个方面释放学生的创造能力，充分发挥创造教育的最大效用。现代化教学课堂中，将科学应用与课程教学进行整合已司空见惯，这充分说明了科学具有跨学科的“基因”。反过来将科学作为学习对象，以学生理解和掌握特定的科学知识与技能为目的，教学过程中运用其他学科的知识，从而实现科学知识的实际应用。比如，可以传统文化传承为活动主题，强调“非遗课程”的教学应用，选择实际中的传统教具作为课程内容，在重温历史、探究、制作、创造的过程中，强调STEM教育理念的指导作用。

    首先，應鼓励学生质疑自己所不了解的科学事物，在学生学习能力培养过程中，由于自身水平不足，很可能被科学知识的应用难度所限制。教师要将学生解放出来，根据对课本教材的理解与个性思考，鼓励学生质疑，向教师与课本挑战，从限制中挣脱出来。其次，应解放学生双手，通过课外实践进行教学。传统教育模式下，学生是文化接收端，这束缚了学生的展示空间，不利于创造力的发展。在小学科学学习过程中，应加强对教学内容的实际操作，提高动手能力。最后，要释放学生时间，为其提供进行个性化学习的时间。目前在我国应试教育的教学环境中，学生面临课程繁重、作业太多、考试频繁等问题，承受着巨大压力。教师应及时革新教育观念，加强与学生之间的交流沟通，为学生留下培养个人兴趣的时间，提供更多展示机会，提升学生的信息技术水平。

    例如，在进行小学教科版科学教材“水”这一课的教学活动时，教师可以为学生布置课后作业，让其回家准备一杯温水、一杯开水、一个冰块。通过对“水”的不同形态观察，以此为例进行水沸腾、溶解、分离等知识的教学课程分析。再如，在进行“放大镜”一课的教学时，可以让学生自己携带一些日常生活中接触到的放大镜，通过对不同科学事物的观察，探索昆虫、晶体等科学知识。

    4.创建生活化课堂教学

    在小学科学教学活动中，不能忽视课堂教学的重要性，教师要从生活入手，选择合适的教学辅导方法，培养学生的科学学习兴趣。利用课堂引导，提高学生对于STEM教育的理性认识，帮助构建小学科学课堂教学体系，深刻理解“教什么”比“怎么教”更重要，避免出现传统“放羊式”教育现象。小学科学教师要提高自身教学综合素质，根据实际情况明确教学目标，通过对教学质量及学生自主操作熟练度分析，构建富有时代特征的教学内容，及时革新教学方法，帮助学生培养运用科学知识的能力。

    基于STEM教育视角进行小学科学教学改进时，应积极创建生活化课堂教学，注重教学的实际意义。考虑到学生的不同层次，根据学生的水平状态进行相应的教学计划调整，督促学生在课堂上做到边学边用，及时完成对课堂内容的学习巩固。动机是学生在小学科学学习过程中的主要动力，也是相关教学工作的指导行为，能够调整学生在进行科学学习过程中的心理状态。良好的学习动机能够提高教学质量，增强教学效果。教师在教学环节可以设置一些悬念，让学生发挥想象，预测不同生活现象的代表含义，完成一个感性认知与理性认知相结合的过程。良好的操作环境是实现小学科学良性教学的基础，这种环境有利于学生理解和掌握操作应用技术，让学生真正理解所学内容的核心含义。

    例如，在进行小学教科版科学教材“面包发霉了”这一课的教学时，教师可以先提出问题：面包发霉是什么样子？面包为什么会发霉？当问题提出后，要给学生一定的思考时间。学生会通过自己的生活经验以及对于课程的提前预习，从面包发霉现象入手，再到生活科学原理讲解，对教师提出的问题进行科学探究。这种教学方法不仅能将学生带入到课堂学习中，使学生对科学学科的知识概念有一个深层次的理解，还可以启发学生的创新思维与科学素养。通过模拟生活情境的教学方式，巩固课堂学习知识，激发学生学习自主性，提高课堂活跃程度。加强学生的科学探究能力，发挥STEM教育理念的教学作用，改变学生学习态度，提高课堂教学质量。

    结语

    在STEM教育理念与小学科学教学的整合探析过程中，不仅要着眼于理论知识的学习，更应该通过理论与实践相结合的方式，培养学生的综合创新素质能力。应用STEM培养理念进行小学科学教学模式创新，能够实现学生学习能力及创造性思维培养的目标，强化全方位能力水平的实际应用，进一步优化教学过程，培养学生获取知识和自我学习的能力。

    [参考文献]

    [1]夏小刚，郑 刚，刘翠翠.steam理念下研学旅行课程实践与反思——以“都江堰水利工程3D模型的设计与制作”为例[J].中小学数字化教学，2020（5）：60-63.

    [2]屠國平.将信息技术与小学科学学科进行整合提高教学的实效性[J].科学大众（科学教育），2018（6）：84.

    [3]雍安丽.小学科学和信息技术课程整合的“数课”教学模式[J].教育科学论坛，2017（14）：44-46.

    作者简介：王 芬（1983— ），女，山西万荣人，二级教师，本科，小学科学教师。