浅谈STEM理念下小学生科学探究习惯的培养

    王淑惠

    摘要：STEM课程是一种新型教育方式，起源于美国，不同于传统的单学科教育方式，着重培养学生科学、技术、工程和数学四个方面的综合素养。作为小学阶段基础性课程的科学课程，其目的是提高小学生科学素养。STEM课程和小学科学课程的融合让原本探究性很强的科学课程变得更适于学生的个性化发展。

    关键词：STEM? 科学? 探究

    STEM理念是一种横向的教育理念，它强调学生掌握一种思考方法，充分利用探究式学习方式，锻炼学生跨学科、多学科的融合能力。科学课程的教学目标应是培养学生科学素养，协助他们锻炼妥善处理实际问题、参与公共事务的能力，为他们的终身发展打好基础。作为新时期一线科学课任课教师，在自己的科学课堂中融入STEM理念，培养学生应用性科学能力，提升科学素养，是我不断努力的 目标。

    一、基于STEM理念培养小学科学探究的意义

    STEM理念作为新兴教育观念走进小学科学课堂，其重点应是加强对学生四门学科素质的教育：S指科学素质，即运用科学知识理解自然界并参与影响自然界的过程;T指技术素质，即塑造学生管理、使用、理解以及评价技术的一种能力;E指工程素质，即对技术工程设计与开发过程的理解;M指数学素质，即培养学生发现、表达、解释和解决多种情境下数学问题的能力。四种素质存在着互相支撑、互相补给、共同发展的关系。小学科学任课教师应充分掌握四者之间的关系，鼓励学生在科学探究活动中展开思考，通过思维创新、技术手段迭代，实现更深层次的思维碰撞，真正提高学生各个方面的操作技能以及认识。科学本就源于生活，源于身边的某一现象，如：“被子能够帮助身体制造热能吗？”“如何设计制作一个保温杯？”这两个貌似不相同的问题实质上都是热学中能量传递的问题，当教学活动围绕这个实质进行时才有了一条隐形的线索，将科学问题“被子能保温”与技术手段以及工程问题“充分利用热的不良导体设计制作一个保温杯”有效地结合起来。STEM教育理念要求学生把探究取得的零碎知识与机械设备过程进行整合，鼓励学生留心观察生活现象，在主动探究的过程中，提高科学素养。

    二、基于STEM理念培养小学科学探究的策略

    （一）运用翻转课堂的形式激发学生科学探究的兴趣

    科学是一门以探究活动为主要教学方式的学科，假如在自己的科学课堂上继续开展填鸭式的教学活动，无法激起学生的学习兴趣，那么及时融入STEM教育理念，能调动学生浓厚的学习兴趣，使学生投入到科学探究活动中，紧密联系现实生活，解决实际问题。翻转课堂的融入，取代了呆板的填鸭式教学方法，鼓励学生利用兴趣小组、互联网档案资料、课外专业书籍等多种形式，积极主动地投身到科学探究活动中，像物理学家一样去研究、像设计者一样去思维、像工程师一样去动手，经历完整的科学探究过程，形成整体性思维，为提升实践性科学素养打好基础。

    教科版小学五年级上册第二单元《光》的主要教学目标是组织学生们察看光磁波的传播特征，知晓其在生产以及生活中的运用;设计实验，组织学生探究光源的特征，知晓太阳这个最大的光源以及热源。“做个太阳能热水器”是本模块第七课的探究活动，在学生们已经掌握了有关光的一些基本特点，了解了光和热的关系后，在制作太阳能热水器前，给学生布置家庭作业，要求学生充分利用课余時间收集有关太阳能热水器的资料，在科学课堂上，通过组织学生讨论、组员设计方案、绘制手抄报等多种方式，为制作太阳能热水器做好铺垫。然后，组织学生观看我录制的《制作太阳能热水器》的慕课，为学生从课前原材料的选用、材质的设计方面提供参考。学生们在制作过程中，经历了失败，失败了再尝试，他们更加认真严谨，从注水口的尺寸大小到钢管倾斜角度的测量，在整个探究过程中，巧妙地把科学、技术、工程、数学四个学科的知识融合到了一起。

    （二）运用组员合作的方式提升学生科学探究的效率

    建构主义学习方法论指出，教师应鼓励学生在自己已有的知识技术水平、实践经验以及历史背景的基础之上建构新的知识指标体系。学生头脑中的前概念致使他们对知识理解的能力不同，组内合作式的学习方法，可以在很大程度上协助学生通过组内间的互动交流，实现优势互补，继而促进新的知识指标体系的建构。

    组员合作式的教学方法以及STEM课程内容的融入，能促使学生在科学探究活动中充分展现其在科学、技术、工程、数学方面的优势。对于组员合作教学模式的运用，笔者认为应该遵循“各取所长、协调管理”的准则对学生展开分组。首先，注意组内人数，2～4人比较合理;其次，遵照“各取所长、协调管理、优势互补”的原则，依照学生的个性特点、学习专长、动手操作能力等各个方面的差异展开分组，促使不同特征、不同层次的学生进行组合，为班级内各个组员之间的平等竞争打好基础;最后，让组内成员流动起来，可以各小组间互相流动，评选流动先进个人，根据课程学习和任务需要，组间、组内自由组合在交流中提高学习兴趣，给每一个学生提供展现自己的机会。

    （三）运用生本教育理念提高学生科学探究的 地位

    生本教育理念以高度尊重学生和全面依靠学生为宗旨，任课教师充分发挥学生在科学课堂上的主体地位。新时代的小学科学老师应当从根本上打造以学生为主体、以老师为主导的新型科学课堂，让学生成为探究的主体，提升学生科学探究的主动性，真正实现从传统的知识本位向提高学生艺术修养 转化。

    科教版小学科学新教材五年级上册第四单元《运动和力》的主要教学目标是带领学生研究机械设备的运动，帮助学生认识并掌握各种不同的力。《我们的小缆车》是本模块的起始课，要求学生能自己装配一辆荷载小车，通过探究活动了解力的大小与小车运动的关系，围绕STEM教育理念，逐步引导学生经历“看到问题、给出假设—实验设计、破解方式—充分利用跨学科知识，动手实验—得出结论、总结归纳”的探究过程。课堂教学一开始，我给同学们提供了一辆简易小车、一根棉线、几个垫圈，鼓励学生按照提供的原材料装配一辆能运动的小车，组内成员立即行动起来：有画图纸的;有计算小车最佳运动长度的;有测验让小车开始运动时拉力大小 的……学生们分工明确，各个尽己所能，小车运动起来的一瞬间，大家欢呼雀跃。在接下来研究拉力大小与小车运动速度的关系时，学生们的探究欲望更 强了。

    （四）运用因材施教的理念提升学生科学探究的能力

    世界上没有两片完全相同的树叶，每一个学生的能力水平、性格特点都各有不同，任课教师应充分了解学生，努力为他们创设更为合适的活动环节，制定针对性更强的教学目标，从学生的实际情形入手，有目的地展开个性化教育，保证每一个探究过程均可以让学生取长补短，获得最佳的发展效果。

    焦书强是五年级的一名学生，平日里喜爱一个人在座位上做手工，不喜欢和同学们交流，科学课堂上也不愿意参加小组活动，有轻度的自闭症倾向。在科学课上，我特别关注他的一举一动，主动和他交流实验想法，发现他对实验有自己的见解，鼓励他参与小组实验，完成实验中的动手操作环节，充分发挥他动手能力强的优势，主动承担小组中“操作员”的角色，一次次圆满完成实验任务后，他获得了组员的一致赞扬。一个学期下来，焦书强的交流能力提升了很多，从一开始的低头不语，变为如今的主动汇报。STEM课程和科学课程的融合，让我有了更多的机会去关注每一个学生的个性特征，寻找更适于每一个学生个性发展的路径，树立学生的自信，引导他们走向成功。

    参考文献：

    [1]袁媛.生活化教学在小学科学教学中应用[J].文化创新比较研究，2017（33）.

    [2]汤淑敏.小学科学生活化教学[J].西部素质教育，2018（10）.