STEM教育理念對小學(xué)科學(xué)教學(xué)的啟示

王智紅

【摘要】STEM教育具有整合性、體驗(yàn)性、探究性、合作性等特征，對培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力將起到重要作用，也給小學(xué)科學(xué)課程改革提供了新思路和方法。本文概述了STEM教育的起源、發(fā)展與特征，分析了當(dāng)前小學(xué)科學(xué)課程教學(xué)的問題與困惑，并提出我國小學(xué)科學(xué)課程教學(xué)改革的幾點(diǎn)思路。

【關(guān)鍵詞】STEM教育 小學(xué)科學(xué)教學(xué) 啟示

青少年科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)關(guān)系國家未來科技及社會(huì)發(fā)展水平，STEM教育打破了傳統(tǒng)分科教學(xué)中學(xué)科間的界限，為小學(xué)科學(xué)教育改革提供了全新的思路和方法，受到世界各國的廣泛關(guān)注。近兩年正迅速融入我國的小學(xué)科學(xué)教學(xué)。

一、STEM教育的起源與發(fā)展

STEM教育是20世紀(jì)80年代初美國政府為解決科技人才培養(yǎng)的瓶頸提出的。1986年，美國國家科學(xué)委員會(huì)發(fā)表了《本科的科學(xué)、數(shù)學(xué)和工程教育》，被視為STEM教育的開端。20世紀(jì)90年代初，美國國家科學(xué)基金會(huì)最先使用了SMET，后來被STEM取代，代指科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)課程。

進(jìn)入21世紀(jì)以來，STEM教育得到了美國政府的大力支持，美國國會(huì)、美國四院聯(lián)合體、美國國家科學(xué)院、美國國家工程院等相繼出臺了一系列國家層面的報(bào)告，政府下?lián)軐ｍ?xiàng)經(jīng)費(fèi)培訓(xùn)STEM師資，切實(shí)支持STEM教育的發(fā)展。2009年，美國州長協(xié)會(huì)發(fā)布《成功的K-12階段STEM：確認(rèn)科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)的有效途徑》，明確了在中小學(xué)實(shí)施STEM的計(jì)劃，使得STEM教育貫穿于K-12教育（從幼兒園到高中）全過程。

STEM教育理念一經(jīng)提出，得到了世界各國的關(guān)注與響應(yīng)。英國、日本、加拿大、以色列等國家開展了一系列項(xiàng)目和計(jì)劃，通過整合多種社會(huì)資源、改革課程教學(xué)、培訓(xùn)STEM教師、開設(shè)網(wǎng)絡(luò)課程與研修項(xiàng)目等方式，開展綜合性跨學(xué)科的STEM教育，推動(dòng)公民創(chuàng)新能力與實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

二、STEM教育的特征

STEM教育是科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)（Science，Technology，Engineering and Mathematics）四個(gè)英文單詞首字母的縮寫。四個(gè)英文單詞分別代表了四門獨(dú)立的學(xué)科領(lǐng)域但跨學(xué)科、整合性是STEM教育區(qū)別于傳統(tǒng)的分科教育的典型特征。目前，世界各國學(xué)者對STEM的教育概念理解還在不斷深化完善中，我們可以歸納出STEM教育的幾個(gè)特征。

（一）整合性

整合性是STEM教育區(qū)別于傳統(tǒng)分科教學(xué)的核心特征，在運(yùn)用學(xué)科知識解決實(shí)際問題時(shí)，STEM教育強(qiáng)調(diào)各學(xué)科有目的地融合。因此，在授課過程中，要求教師打破傳統(tǒng)的學(xué)科內(nèi)容框架，跨越學(xué)科間的界限，用整合的方法進(jìn)行教學(xué)，利用各學(xué)科之間相互關(guān)聯(lián)的知識，從不同角度解決問題。

（二）體驗(yàn)性

在教學(xué)方法上，STEM教育將工程設(shè)計(jì)的思想融入教學(xué)中，學(xué)生通過參與高質(zhì)量的體驗(yàn)性學(xué)習(xí)活動(dòng)，完成知識的學(xué)習(xí)與建構(gòu)，并提升個(gè)體對知識的認(rèn)知深度。

（三）探究性

STEM教育一般以項(xiàng)目實(shí)施為基礎(chǔ)，其過程遵循提出任務(wù)、設(shè)計(jì)項(xiàng)目方案、動(dòng)手操作、交流反饋等環(huán)節(jié)，學(xué)生作為項(xiàng)目的設(shè)計(jì)者，在解決項(xiàng)目問題的過程中探究科學(xué)知識的生成、培養(yǎng)科學(xué)思維、科學(xué)品質(zhì)和創(chuàng)新能力。

（四）合作性

STEM教育注重群體協(xié)作。學(xué)生完成項(xiàng)目任務(wù)的過程離不開教師、同學(xué)、家長，以及企業(yè)家、科學(xué)家等社會(huì)力量的幫助，在與他人合作交流的過程中相互幫助、相互啟發(fā)，多角度獲取信息，最終完成項(xiàng)目并獲取知識。

三、我國STEM教育的現(xiàn)狀

我國的STEM教育處于起步階段。2015年9月，教育部發(fā)布了《關(guān)于“十三五”期間全面深入推進(jìn)教育信息化工作的指導(dǎo)意見》，建議學(xué)校探索STEM教育新模式。2016年1月19日，國家教育部頒布了新版《義務(wù)教育小學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》，在實(shí)施建議中，明確提出了跨學(xué)科的STEM項(xiàng)目學(xué)習(xí)方式，并鼓勵(lì)科學(xué)教師運(yùn)用于教學(xué)實(shí)踐中。

自2015年以來，STEM教育得到了我國教育界的關(guān)注。2015年，上海舉辦了兩場STEM教育有關(guān)的活動(dòng)，吸引了600余所中學(xué)參與探索STEM教育課程。上海、北京和江蘇省、浙江省部分學(xué)校率先引入STEM教育理念，進(jìn)行STEM教育課程的開發(fā)與探索。2016年1月，“上海STEM云中心STEM課程黃浦基地”正式成立，目前正在進(jìn)行的STEM教育課程的開發(fā)與案例研制。2016年3月，江蘇省有26所學(xué)校首批試點(diǎn)了STEM教育教育項(xiàng)目，旨在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。

四、我國小學(xué)科學(xué)教育的問題及困惑

自2001年全國基礎(chǔ)教育課程改革以來，我國小學(xué)科學(xué)教育在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維、科學(xué)探究能力等方面取得了顯著的成績，但由于應(yīng)試教育的影響，仍存在諸多問題。雖然提出了探究式學(xué)習(xí)的理念，但教師關(guān)注的目標(biāo)仍然高效地將知識傳授給學(xué)生，而學(xué)生作為知識的接受者，并未真正體驗(yàn)到知識生成的過程。

科學(xué)課標(biāo)中對各領(lǐng)域的主要概念均有詳細(xì)的說明，其內(nèi)容體系仍依照傳統(tǒng)的分科教學(xué)，知識點(diǎn)之間的邏輯關(guān)系也局限于學(xué)科范疇，沒有很好地體現(xiàn)學(xué)科之間的融合。各省市、各學(xué)校在編制教材、設(shè)計(jì)課程時(shí)仍然以知識傳授作為核心目標(biāo)，其他維度的目標(biāo)也都是圍繞知識目標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)的。如何突破以知識內(nèi)容為取向，真正實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科、綜合性、探究性，成為我國當(dāng)前中小學(xué)科學(xué)教育亟待擺脫的困惑。

五、STEM教育對我國小學(xué)科學(xué)教學(xué)的啟示

STEM教育在我國尚屬新興領(lǐng)域，還未形成完整的理論體系和操作模式，國外STEM教育的成功經(jīng)驗(yàn)和教學(xué)模式，值得我們借鑒。

（一）整合課程設(shè)置，實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科學(xué)習(xí)

STEM教育是一種基于項(xiàng)目的體驗(yàn)式學(xué)習(xí)，在課程設(shè)計(jì)、課程組織方面，實(shí)現(xiàn)了跨學(xué)科學(xué)習(xí)的重大突破。我國目前的小學(xué)科學(xué)教育多采用分科教學(xué)模式，即生物、物理、化學(xué)等學(xué)科內(nèi)容分別由不同教師負(fù)責(zé)授課，各學(xué)段、各單元之間學(xué)科界限清晰，并未真正考慮到學(xué)科之間的聯(lián)系。STEM教育中基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)模式為我們整合小學(xué)科學(xué)課程提供了好的參考，各地市教育部門、各學(xué)校組織專門人員，應(yīng)在認(rèn)真研讀科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合當(dāng)?shù)刭Y源特點(diǎn)，打破學(xué)科界限，開發(fā)、編寫、研制適合當(dāng)?shù)亟虒W(xué)實(shí)際的科學(xué)教材，實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科學(xué)習(xí)。

（二）精心創(chuàng)設(shè)情境，體現(xiàn)課程的實(shí)踐性

STEM教育以項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與實(shí)施為載體，在解決實(shí)際生活問題的過程中，使學(xué)生獲取學(xué)術(shù)性知識。我們在開展小學(xué)科學(xué)課程教學(xué)時(shí)，要在分析學(xué)習(xí)者特征、前概念水平和學(xué)習(xí)資源的基礎(chǔ)上，精心創(chuàng)設(shè)情境，從社會(huì)生活中找問題，從學(xué)生身邊找問題，開啟學(xué)生思維，激發(fā)學(xué)生興趣，問題的設(shè)計(jì)旨在還原知識在生活中的運(yùn)用，使學(xué)生在解決問題的情境中開始知識的主動(dòng)學(xué)習(xí)和建構(gòu)。

（三）引入工程設(shè)計(jì)的方法，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力

STEM教育引入工程設(shè)計(jì)的原理，教師提供關(guān)于某主題的背景信息，或完成該主題的模糊任務(wù)，各小組學(xué)生利用學(xué)習(xí)資源，運(yùn)用多學(xué)科的知識和技術(shù)，自主提出問題，設(shè)計(jì)項(xiàng)目方案，在項(xiàng)目任務(wù)的完成過程中實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)過程。因此，小學(xué)科學(xué)教師在實(shí)施探究教學(xué)時(shí)，應(yīng)借鑒基于項(xiàng)目的STEM學(xué)習(xí)模式，進(jìn)行課堂教學(xué)改革與創(chuàng)新，最大程度發(fā)揮學(xué)生的潛能，使學(xué)生在科學(xué)探究的學(xué)習(xí)活動(dòng)中實(shí)現(xiàn)知識的獲得與探究能力的提升。endprint