STEM教育為學生提供廣闊學習空間

〔摘 要〕 隨著教育改革的不斷深化，小學科學教育面臨著新的挑戰(zhàn)和機遇。STEM教育作為一種綜合性的教育模式，強調(diào)科學、技術(shù)、工程和數(shù)學的融合，其對于提高學生的實踐能力和創(chuàng)新思維具有重要意義。本文旨在探討小學科學STEM教育中跨學科融合的策略與實踐，以期為小學科學教育改革提供有益參考。

〔關(guān)鍵詞〕 小學科學；STEM教育；跨學科融合；策略；實踐研究

〔中圖分類號〕 G424 〔文獻標識碼〕 A 〔文章編號〕 1674-6317 （2025） 01 073-075

隨著科技的迅猛發(fā)展，社會對人才的需求日趨多元化。為了適應(yīng)這一變革并培養(yǎng)出具備創(chuàng)新精神和實踐能力的新時代人才，小學科學教育亟待改革與創(chuàng)新。STEM教育作為一種融合了科學、技術(shù)、工程和數(shù)學的新興教育模式，正日益受到教育界的關(guān)注。其核心在于通過跨學科的融合教學，提升學生的綜合素質(zhì)和實踐能力。本文將深入探討小學科學STEM教育中的跨學科融合策略與實踐，旨在為當前的小學科學教育改革提供有價值的參考與指導，以期更好地培養(yǎng)出適應(yīng)未來社會需求的新時代人才。

一、STEM教育概念

STEM教育這個看似簡單的英文縮寫，實際上蘊含了深厚的教育理念。STEM，即科學、技術(shù)、工程和數(shù)學，代表著四個緊密相連、相互促進的學科領(lǐng)域。STEM教育不僅強調(diào)這四個領(lǐng)域的單獨教學，更重視它們之間的融合與實踐。這種教育模式鼓勵學生通過項目式學習，以實際問題為出發(fā)點，將科學理論、技術(shù)應(yīng)用、工程設(shè)計和數(shù)學分析相結(jié)合，從而更全面地提升學生的綜合素質(zhì)。在STEM教育中，學生不再是被動的知識接受者，而成為主動的問題解決者。他們通過親身實踐，不僅深化了對理論知識的理解，還培養(yǎng)了創(chuàng)新思維和實踐能力。這種教育模式有助于學生更好地適應(yīng)未來社會的需求，成為具有創(chuàng)新精神和實踐能力的新時代人才。而跨學科融合則是STEM教育的核心理念之一。在傳統(tǒng)教育中，各個學科往往被孤立地教學，導致學生難以將所學知識綜合運用。跨學科融合則打破了這種界限，鼓勵學生將不同學科的知識和方法相互滲透、相互融合，形成更為完整、系統(tǒng)的知識體系。這種融合不是簡單的知識疊加，而是通過對不同學科知識的整合與創(chuàng)新，形成新的認知結(jié)構(gòu)和能力體系。例如，在科學研究中，數(shù)學模型的構(gòu)建需要數(shù)學與科學知識的融合；在工程技術(shù)中，技術(shù)的創(chuàng)新往往需要科學原理的支撐和數(shù)學的精確計算。這種跨學科的融合，不僅有助于學生更全面地理解世界，還能培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維和解決問題的能力。

二、小學科學STEM教育策略

（一）整合課程內(nèi)容，實現(xiàn)跨學科知識點的融合

在現(xiàn)代科學教育中，教師越來越認識到跨學科教學的重要性。通過將物理學、生物學、地理學等多學科知識融合在一起，教師可以幫助學生建立更加完整和系統(tǒng)的知識體系，從而提高他們的綜合素質(zhì)。這種教學方式不僅有助于激發(fā)學生的學習興趣和探究欲望，還能培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維和實踐能力。本文以小學科學課程中的《光的傳播》為例，探討如何通過跨學科融合實現(xiàn)這一目標。首先，從物理學角度出發(fā)，教師可以向?qū)W生介紹光的直線傳播、反射、折射等基本原理。通過實驗演示和理論講解，讓學生直觀地感受到光是如何在空間中傳播的，以及光遇到不同介質(zhì)時會發(fā)生怎樣的變化。這些知識不僅為學生后續(xù)學習光學儀器、成像原理等內(nèi)容打下基礎(chǔ)，還有助于他們更好地理解自然界中的光現(xiàn)象，如彩虹的形成、水面上的倒影等。其次，將光學知識與生物學相結(jié)合，可以幫助學生理解光對植物生長的重要性。例如，通過講解植物的光合作用過程，教師可以引導學生思考：為什么植物葉子通常呈綠色？這與光的吸收和反射有什么關(guān)系？通過這些問題，激發(fā)學生對光與生物之間關(guān)系的興趣，并培養(yǎng)他們跨學科思考的能力。同時，學生還能了解到光對動物行為的影響，如鳥類的遷徙、昆蟲的趨光性等。此外，將地理知識與《光的傳播》相結(jié)合，可以幫助學生更好地理解地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)對晝夜交替和四季變化的影響。例如，在解釋為什么太陽在不同季節(jié)的升起和落下的位置會有所不同時，教師可以引入光的傳播和折射原理。同時，還可以討論極晝和極夜現(xiàn)象的產(chǎn)生原因，讓學生感受到科學知識的相互聯(lián)系和實用性。通過整合物理學、生物學和地理學等多學科知識，教師可以幫助學生建立更完整和系統(tǒng)的知識體系，提高他們的綜合素質(zhì)。在《光的傳播》的教學中，跨學科融合的教學方式不僅能激發(fā)學生的學習興趣和探究欲望，還能培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維和實踐能力。因此，教師應(yīng)該在科學教育中注重跨學科融合，為學生提供更全面、系統(tǒng)的科學教育。

（二）開展項目式學習，促進學生實踐能力的提升

項目式學習作為STEM教育的核心教學方法之一，正逐漸在小學科學教育中占據(jù)重要地位。這種方法鼓勵學生通過實際操作，將理論知識與實際應(yīng)用相結(jié)合，進而提高他們的實踐能力。通過開展實際項目，學生不僅能夠在實踐中深化對知識點的理解，還能在解決問題的過程中，鍛煉創(chuàng)新思維和團隊協(xié)作能力。以“制作太陽能熱水器”項目為例，這個項目融合了科學、技術(shù)、工程和數(shù)學等多個學科領(lǐng)域的知識。在項目開始之初，教師可以先向?qū)W生介紹太陽能的基本原理和應(yīng)用，激發(fā)學生對可再生能源的興趣。隨后，教師可以引導學生分組進行項目規(guī)劃和設(shè)計，鼓勵學生自主查找資料，了解太陽能熱水器的構(gòu)造和工作原理。在項目實施過程中，學生需要親手制作太陽能熱水器模型。在這一過程中，他們不僅需要運用物理學中的熱能轉(zhuǎn)換原理，還要考慮材料的選取、結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定以及集熱效率等因素。通過不斷嘗試和改進，學生能夠逐漸理解太陽能熱水器的運作機制，并學會如何在實際操作中解決問題。除了“制作太陽能熱水器”項目外，教師還可以組織學生開展其他富有創(chuàng)意和實踐性的項目，如“制作創(chuàng)意紅綠燈”。在這個項目中，學生首先需了解紅綠燈的工作原理和交通規(guī)則的相關(guān)知識。隨后，教師可以組織學生進行分組設(shè)計和制作。在制作過程中，學生需綜合運用物理學中的電路知識和美學設(shè)計原理，創(chuàng)造出既實用又美觀的紅綠燈模型。在紅綠燈模型的設(shè)計和測試階段，學生可能會遇到各種挑戰(zhàn)，如電路連接問題、燈光亮度不足等。但通過團隊合作和教師的指導，他們能夠逐漸解決這些問題，并不斷優(yōu)化自己的作品。最終，當學生看到自己親手制作的紅綠燈模型成功亮起時，會感受到前所未有的成就感和自信心。這些項目式學習的實踐活動，不僅提高了學生的動手能力，還培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維和團隊合作精神。通過親身參與項目的每一個環(huán)節(jié)，學生能夠更深刻地理解科學知識的實際應(yīng)用價值，同時也學會如何在團隊中發(fā)揮自己的優(yōu)勢，與他人共同解決問題。此外，項目式學習還有助于學生形成良好的自主學習習慣。在項目實施過程中，學生需自主查找資料、規(guī)劃項目進度、解決遇到的問題等，這些經(jīng)歷能夠讓他們更加明確自己的學習目標，并學會如何有效地管理自己的學習時間和資源。項目式學習是促進學生實踐能力提升的有效途徑。通過組織學生開展實際項目，讓他們在實踐中運用跨學科的知識和技能，不僅能夠深化學生對知識點的理解，還能鍛煉其創(chuàng)新思維和團隊協(xié)作能力。因此，在小學科學教育中，教師應(yīng)積極推廣項目式學習法，為學生提供更多的實踐機會和展示平臺。

（三）加強師資培訓，提高教師的跨學科融合能力

在推行STEM教育和跨學科融合的過程中，教師的角色至關(guān)重要。他們是實施這一教育理念的關(guān)鍵，教師的素養(yǎng)和能力直接影響著學生的學習效果。因此，加強師資培訓，提高教師的跨學科融合能力，成了當前教育改革的重要一環(huán)。為了提升教師的跨學科融合能力，學校和教育部門可以采取多種措施。首先，可以組織教師參加專業(yè)課程培訓。這些課程應(yīng)該涵蓋STEM教育的核心理念、跨學科融合的教學方法以及實際操作技能。通過系統(tǒng)學習和實踐，教師可以逐步掌握如何將不同學科的知識點有機融合，從而設(shè)計出富有創(chuàng)意和實效性的教學活動。除了專業(yè)培訓，開展教學研討活動也是一個有效的提升途徑。教師們可以定期聚在一起，分享自己在跨學科融合教學中的經(jīng)驗和心得。通過交流和討論，大家可以相互啟發(fā)，共同進步。此外，還可以邀請在跨學科融合教育方面有突出成就的專家或教師舉辦講座或工作坊，為教師們提供更為深入的指導和幫助。以一項名為“集裝箱大作戰(zhàn)”的實踐活動為例，這個活動需要教師具備跨學科的知識和教學設(shè)計能力。在這個活動中，學生要利用有限的材料和工具，設(shè)計并制作一個能夠裝載最多貨物的集裝箱模型。這不僅考驗了學生的數(shù)學和物理知識，也對他們的創(chuàng)新思維和解決問題能力提出了挑戰(zhàn)。為了指導好這個活動，教師需綜合運用數(shù)學中的空間幾何知識和物理學中的力學原理，設(shè)計出既有趣又富有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。同時，他們還需關(guān)注學生在活動中的表現(xiàn)和反饋，及時調(diào)整教學策略，以確保每個學生都能從活動中受益。這項實踐活動的成功開展，不僅依賴于學生的積極參與和創(chuàng)意發(fā)揮，更離不開教師的精心設(shè)計和有效指導。因此，加強師資培訓，提高教師的跨學科融合能力，對于提升教育質(zhì)量、培養(yǎng)學生的綜合素養(yǎng)具有重要意義。通過加強師資培訓、提高教師的跨學科融合能力，教師可以更好地推進STEM教育和跨學科融合理念在實踐中的應(yīng)用。這不僅有助于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和實踐能力，還能為他們未來的發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)。同時，這也將推動教師不斷更新教育理念、提升教學水平，從而為實現(xiàn)教育的高質(zhì)量發(fā)展貢獻力量。教師是實施跨學科融合教育的關(guān)鍵因素。通過加強師資培訓、提升教師的專業(yè)素養(yǎng)和教學能力，教師可以更好地推進這一教育理念在實踐中的落實和發(fā)展。這將為學生提供更加優(yōu)質(zhì)、全面的教育服務(wù)，為他們的成長和發(fā)展創(chuàng)造更多的機會和可能。

三、結(jié)語

綜上所述，經(jīng)過對小學科學STEM教育中跨學科融合策略的深入探討，充分凸顯了這種教育模式對培養(yǎng)學生的綜合素質(zhì)和實踐能力具有重要意義。通過整合課程內(nèi)容、開展項目式學習以及加強師資培訓，教師能夠有效地推進跨學科融合教育在小學科學教學中的實施。這不僅有助于激發(fā)學生的學習興趣和探究欲望，更能培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維和團隊協(xié)作能力。

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