STEM教育與小學科學教學的融合途徑分析

發(fā)布者：cj_ysh   發(fā)布時間：2022-06-29 09:34:55   點擊數(shù):

 在2017年版小學科學新課標中，對STEM 教育進行了明確的定義，明確提出倡導跨學科學習方式，并指出這是一種以項目學習、問題解決為導向的課程組織方式，它將科學、技術、工程、數(shù)學有機地融為一體，有利于學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

一、STEM教育理念的設計需求

1.挖掘?qū)W生的創(chuàng)新能力。在對人才的培養(yǎng)中，提高創(chuàng)新能力不可或缺。在信息化時代，始終保持與時俱進的心態(tài)，根據(jù)實際情況不斷進行變革和創(chuàng)新，對于經(jīng)濟的發(fā)展十分重要，更有利于推動教育的可持續(xù)發(fā)展。因此，在STEM教育理念下，需要重視對學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，創(chuàng)設相關問題情境，為學生養(yǎng)成良好的創(chuàng)新思維提供較為便利的渠道。 

2.立足實際情況，助力目標實現(xiàn)。從實際情況來看，STEM課程十分復雜，其中有較大的知識含量和許多復雜的問題，學生對此往往有很大的認知難度。教師要創(chuàng)設符合實際的問題情境，為學生學習相關知識提供渠道，利用問題情境，幫助學生梳理知識容易混淆的地方，使其對整體知識體系有更好的理解和掌握，從簡單到較難進行學習并提出不同層次的問題。

3．激發(fā)學生學習積極性和主動性。STEM教育理念較為新穎，對學生的吸引力較強。在實際教學中，學生需要有較為強烈的學習積極性和求知欲來完成課程的學習。因此，要創(chuàng)設符合實際的問題情境，使其更加新穎獨特，更加具有意象，從而激發(fā)學生的興趣，積極參與課程學習，在提升體驗感的同時激發(fā)學習的積極性和主動性。

二、STEM理論下小學科學課程建構(gòu)發(fā)展策略

1．解決生活中的實際問題。掌握科學知識并不是STEM教育的目標，把知識應用于生活，讓學生在生活中發(fā)現(xiàn)有趣的、富有挑戰(zhàn)性的問題，然后綜合運用所學知識解決實際問題，才是STEM 教育的重要目標之一。教師應該創(chuàng)設真實的情境，引導學生分析生活現(xiàn)象中的科學問題，使學生發(fā)現(xiàn)其中可以探究的問題，然后制訂詳細的探究方案，在具體的探究活動中經(jīng)歷知識的運用、思維的發(fā)展碰撞，在合作交流中不斷反思，在解決問題中提高科學探究能力。例如，有學生發(fā)現(xiàn)，冬至前后，自己家所住的一樓采光很少，而有些小區(qū)一樓采光卻很好，前后樓之間的樓間距是多少才能保證后樓有充足的采光？教師便組織對此問題感興趣的學生進行深入探究。教師首先組織學生上網(wǎng)搜索本地關于采光問題的法律規(guī)定，學生收集資料后發(fā)現(xiàn)，本地規(guī)定冬至日要保證一小時的滿窗日照時間。經(jīng)過研究，學生準備成立兩個探究小組，第一小組通過計算得出本地的日照間距，第二小組通過動手實踐得出本地的日照間距。學生通過解決生活中的實際問題，不僅提高了科學素養(yǎng)，更激發(fā)了深入探究的熱情。

2.根據(jù)科學課程教學內(nèi)容和真實情境的具體任務，界定STEM項目。一個STEM主題可衍生出許多子項目，比如與“船”相關聯(lián)的子項目有材料耐腐蝕研究、強度研究、動力選擇、速度快慢與裝載量研究等，但對于學生而言在特定的學段并不適宜開展所有項目的研究，只能選擇與對應學段學生的科學知識水平、數(shù)學知識水平、思維能力和所掌握技能等級相適應的內(nèi)容作為該學段STEM教育的主要項目。因此在“沉和浮”單元序引授課時引導學生分小組研討主題可開展的子項目有哪些，最終聯(lián)系本單元知識核心界定哪個子項目適合在本單元學習時作為重點展開研究。很明顯從船工作的水環(huán)境、使用的經(jīng)濟效能方面來界定的話，研究制作一個能浮于水面，運載量大且不易傾覆的船是緊扣學生即將學習的“沉與浮”單元內(nèi)容的合適項目。

3.基于STEM理論優(yōu)化課程設計。STEM理論強調(diào)培養(yǎng)學生的開拓和創(chuàng)造能力，在對小學科學課程進行優(yōu)化設計時，要綜合考慮教育目標、教學目標、學生、教師等多種因素，以提升課程設計的科學性、合理性�；�于STEM理論的科學課程要重視PBL項目式教學，讓主題變得新穎、有趣，并設置成若干小項目，分別組織學生進行探究學習。這樣能使學生快速進入角色，明確各自的分工，根據(jù)問題導向找到有效解決方法。STEM理論不是讓學生去做，而是更強調(diào)讓學生想做，在做的過程中得到鍛煉和提升。在優(yōu)化小學科學課程教學目標時，要明確課程教育目的，根據(jù)學生的知識掌握能力、心理成長特點、動手能力等各種因素，設計更加符合小學生的小學科學課程教學目標。項目與活動的設計應以知識點作為活動的主線，通過知識點來幫助學生建構(gòu)正確的科學知識體系。課程評價應做到多元化，從不同角度，運用不同模式、不同標準進行評價，評價的對象既要包括課堂教師教、學生學的效果，也要對教師和課程中的資源分配情況進行評價。

4.教師要精選教、學兩用器材，優(yōu)化可供學生參考的制作方案。一堂成功的STEM科學課，不僅能收獲幾個完整的、可供展示的學生作品，更是學生建立學習自信的陣地。如果在課堂時間內(nèi)，大部分學生的制作失敗了，那么課堂有效性就會大打折扣。因此，教師有必要精心挑選學具材料并反復測試，最終選擇一種穩(wěn)定性高的方案來展示。如機器人樂高器材本身具有的開放性、兼容性正是學具材料的最佳選擇。要做到完美，還需要對其零件有足夠的認識，熟悉各個零件的用途，從成千上萬種零件中精挑細選出課堂所需。在《設計制作小賽車》一課中，本人在對幾十種零件的十多種制作賽車方案進行測試比對，篩除多套不穩(wěn)定方案，最后對兩種方案反復地實驗驗證出最佳方案，在這套方案中我預留了多種拼接方式讓學生可自由靈活地去想象、選擇。實踐證明，盡管教師展示了固定的賽車方案，但學生制作出的賽車仍然千奇百怪、五花八門，這也正是教育景觀中的百花齊放。

總之，在STEM教育理念與小學科學教學的整合探析過程中，不僅要著眼于理論知識的學習，更應該通過理論與實踐相結(jié)合的方式，培養(yǎng)學生的綜合創(chuàng)新素質(zhì)能力。應用STEM培養(yǎng)理念進行小學科學教學模式創(chuàng)新，能夠?qū)崿F(xiàn)學生學習能力及創(chuàng)造性思維培養(yǎng)的目標，強化全方位能力水平的實際應用。