在小學(xué)自然班中實施STEM教育替代科學(xué)課程的幾點建議與對策

石靜+白可+劉軍

摘 要 當(dāng)前，STEM教育理念在我國尚沒有被廣泛普及，廣大教師對跨學(xué)科教學(xué)的知識內(nèi)容組織、教學(xué)形式、評價方式、資源與環(huán)境建設(shè)等方面都沒有形成共識，STEM教育的推廣與實施還存在諸多現(xiàn)實問題。針對STEM課程在小學(xué)自然班實踐過程中發(fā)現(xiàn)的問題和不足，總結(jié)在小學(xué)自然班中實施STEM教育替代科學(xué)課程，針對教師給出的幾點建議與對策。

關(guān)鍵詞 小學(xué)科學(xué)；STEM教育；核心素養(yǎng)；項目學(xué)習(xí)

中圖分類號：G623.6 文獻標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2017）18-0014-03

Some Suggestions and Countermeasures on Implementation of STEM Education Instead of Science Curriculum in Primary School//SHI Jing， BAI Ke， LIU Jun

Abstract At present， the concept of STEM education has not been widely popularized in our country. There is no consensus among the

teachers on the organization of knowledge content， teaching form， evaluation methods， resources and environment construction of interdisciplinary teaching. The promotion and implementation of STEM education still exist many realistic problems. According to the

problems and shortcomings in the practice of STEM curriculum in primary school classes， summarizes the implementation of STEM education in primary school science curriculum instead of natural classes， and gives some suggestions and countermeasures for teachers.

Key words elementary school science； STEM education； core com-petence； project learning

1 前言

STEM教育并不是科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）和數(shù)學(xué)（Mathematics）教育的簡單疊加，而是要將四門學(xué)科內(nèi)容組合形成有機整體，以更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神與實踐能力。STEM教育的實質(zhì)是通過把學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的困難點引入項目，以問題引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，以項目式教學(xué)帶動學(xué)生主動學(xué)習(xí)。STEM教育具備九大特性：跨學(xué)科、趣味性、體驗性、情境性、協(xié)作性、設(shè)計性、藝術(shù)性、實證性和技術(shù)增強性。

2017年1月19日，教育部印發(fā)《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準》（以下簡稱“《課標(biāo)》”），對小學(xué)科學(xué)的課程性質(zhì)作了界定：小學(xué)科學(xué)課程是一門基礎(chǔ)性、實踐性、綜合性的課程；對于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、創(chuàng)新精神和實踐能力具有重要的作用。STEM課程引入小學(xué)科學(xué)課程體系，對于實現(xiàn)科學(xué)課程培養(yǎng)目標(biāo)具有有積極影響。STEM教育的興起與發(fā)展可以理解為立足于科學(xué)教育的發(fā)展瓶頸，探尋科學(xué)教育的改革之路，借助哲學(xué)上系統(tǒng)的、聯(lián)系的思維洞察理工科教育之間的普遍聯(lián)系，以綜合化、集成化的視野來促進科學(xué)教育事業(yè)的蓬勃發(fā)展。然而，小學(xué)自然班沒有足夠的空間和結(jié)構(gòu)來支持STEM教育所需要的團隊合作、小組討論和操作實踐。如何在小學(xué)自然班中有效地進行STEM教育，培養(yǎng)學(xué)生“像工程師一樣思考”，提高他們的核心素養(yǎng)，成為STEM教育實施的關(guān)鍵。

2 小學(xué)自然班中實施STEM教育替代科學(xué)課程常見問題

通過一個學(xué)期的教學(xué)實施和課堂觀察，以及結(jié)合視頻課例補充總結(jié)，截至目前，在小學(xué)自然班中實施STEM教育替代科學(xué)課程存在以下幾個問題。

自然班空間結(jié)構(gòu)差，教師引導(dǎo)協(xié)助不合理，不利于團隊協(xié)作和小組討論 學(xué)校的教師資源配置與辦學(xué)理念和教育重點有關(guān)。不少學(xué)校設(shè)有特定的科學(xué)教室，但是仍有不少班級的科學(xué)課程是在自然班中進行。STEM教育中高頻次的互動討論、小組實驗，在自然班中不能較好地得到實現(xiàn)。每次小組活動，各個小組的學(xué)生都需要臨時離開座位到指定的小組集合點，完成討論和實驗，這也使得課堂時間更緊湊，教師稍不留意，課堂紀律就會變得很渙散。同時，每次臨時的集合，討論或是實驗，也使得分工合作和小組活動的效果不盡如人意。STEM教育交給學(xué)生的時間更多，教師更多的是起引導(dǎo)作用，而如何高效地引導(dǎo)學(xué)生，就對教師提出更高的要求。在實際的課堂中會出現(xiàn)很多問題，比如：在小組協(xié)作時，部分學(xué)生缺乏自控能力，學(xué)習(xí)態(tài)度不夠端正；部分學(xué)生內(nèi)向，不愿表達自我，不參與課堂活動。

教師STEM專業(yè)能力和素養(yǎng)不足，備課授課欠缺新理念 STEM教育的引入，是對學(xué)生的挑戰(zhàn)，更是對授課教師的考驗。授課教師在教學(xué)各個環(huán)節(jié)都需要重新審視自己的設(shè)計、實施的方法和策略。STEM課程并非簡單的科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)等四門學(xué)科的融合，而是一種多學(xué)科整合的教學(xué)形式，也是倡導(dǎo)項目學(xué)習(xí)、培養(yǎng)工程師思維的課程。教師在課程設(shè)計時，沒有考慮每一階段課程的融合，在授課過程中也沒有適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)活動供學(xué)生鍛煉思維敏銳度和系統(tǒng)邏輯性，只是簡單地將S、T、E、M的知識貫穿其中，至于每一活動為何如此設(shè)置則不知其中要義。因此，課程的重難點沒有得到較好體現(xiàn)，授課過程只是新型的照本宣科——教師用書提到什么，教師就局限于做什么，沒有很好地調(diào)動自己的知識體系，沒有參透STEM教學(xué)理念，不能很好地豐富教學(xué)內(nèi)容。endprint

教學(xué)目標(biāo)不易實現(xiàn)，教學(xué)內(nèi)容主線不清，重難點知識難融入講授過程 在STEM課程替代科學(xué)課的實踐中，第一道障礙便是如何將所授內(nèi)容知識點與《課標(biāo)》相對應(yīng)。STEM課程本土化，在教師層面上需要將其授課內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)一一參透，再通過研讀《課標(biāo)》，找到每一部分的契合點和切入點，從工程學(xué)的角度，將科學(xué)知識實踐化，將技術(shù)可視化，將數(shù)學(xué)直觀化。然而在實際操作中，教師僅是一味按照工程設(shè)計過程確定學(xué)習(xí)路線，沒有做到主次分明，在授課過程中會出現(xiàn)沒有突出重點、詳解難點的現(xiàn)象。同時，教學(xué)連貫性比較低，沒有很好地把握教學(xué)內(nèi)容的主線，空有教學(xué)目標(biāo)，卻沒有合理的設(shè)計和活動來實現(xiàn)。講課不深入，知識把握不透徹，課本沒吃透，時間的安排和把握不夠。

3 小學(xué)自然班中實施STEM教育替代科學(xué)課程的幾點改進建議與對策

針對以上問題和不足，根據(jù)實際授課+課堂觀察+視頻案例觀摩，文章總結(jié)出以下六條建議與對策。

提高專業(yè)的職業(yè)素養(yǎng)，開放求知的學(xué)習(xí)態(tài)度 在實際的教學(xué)中，教師應(yīng)該努力挖掘自身潛能，培養(yǎng)學(xué)生利用跨學(xué)科知識解決實際生活中的問題的思維模式；進一步提高自身素質(zhì)，擴展專業(yè)知識，加強課堂管理的知識儲備和方法學(xué)習(xí)，更好地完成教學(xué)任務(wù)；適時參加培訓(xùn)，聆聽專家講座，將理論化為教學(xué)實踐，縮小差距。教師應(yīng)該聚焦自身的學(xué)科能力，豐富STEM學(xué)科背景，增加STEM學(xué)科內(nèi)容知識以及提升教育學(xué)技能。學(xué)校應(yīng)該重視培養(yǎng)教師的STEM教育理念，為其提供與科學(xué)家和工程師溝通交流的機會，為他們提供必要的資源，促進教師專業(yè)能力和職業(yè)素養(yǎng)的提升，使之成為足夠承擔(dān)STEM學(xué)科領(lǐng)域教學(xué)的教師。

有效利用課堂時間，提高課堂效率 時間交給學(xué)生，把控時間卻在于教師。STEM課程的授課環(huán)節(jié)比較靈活，教師需要提前對課程進行精心設(shè)計，組織好課堂教學(xué)，關(guān)注全體學(xué)生，注意信息反饋，調(diào)動學(xué)生的積極性；要想方設(shè)法創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，激發(fā)學(xué)生的興趣和情感，使他們產(chǎn)生愉悅的心境，創(chuàng)造良好的課堂氣氛；提高教學(xué)質(zhì)量的同時，還要做好課下輔導(dǎo)交流工作。教師要關(guān)注學(xué)生課上課下的態(tài)度和精神面貌，從走進他們的內(nèi)心入手，幫助他們更好地投入課堂教學(xué)中；在教學(xué)過程中搭配與課程安排緊密聯(lián)系的學(xué)案和任務(wù)單，輔助教學(xué)的同時，也讓學(xué)生的學(xué)習(xí)和思考有序化；保護每一個學(xué)生的求知欲和話語權(quán)，但也要控制課堂紀律，針對學(xué)生“天馬行空”的提問和回答，可以引導(dǎo)他們利用課后時間進行交流和驗證。

吃透教材內(nèi)容，融會貫通；把握難點重點，靈活取舍 教師需要把握STEM課程重點和難點，拓展教學(xué)資源，用由簡入難或?qū)嶒炋骄康姆绞?，引?dǎo)學(xué)生在主動思考和探索以后，加深對知識的理解和掌握。課程知識點較多且雜，邏輯性不太強，但各部分卻存在千絲萬縷的聯(lián)系。因此，教師需要對培養(yǎng)學(xué)生哪方面的能力心中有數(shù)，在教學(xué)設(shè)計中自然銜接和融入，根據(jù)整個課程的實際狀況靈活安排內(nèi)容和步驟，將看似沒有聯(lián)系的知識點用“培養(yǎng)學(xué)生利用跨學(xué)科知識解決實際生活中的問題的思維模式”這條主線串聯(lián)在一起，鍛煉學(xué)生的工程師思維，增強學(xué)生的動手實踐能力，提升學(xué)生的核心素養(yǎng)。在重難點的授課環(huán)節(jié)，以簡練準確的語言引導(dǎo)學(xué)生的思維，激發(fā)學(xué)生思考，鼓勵學(xué)生表達，提供給學(xué)生展示的平臺。通過實踐教學(xué)，加深學(xué)生對重難點的理解和掌握，并促進學(xué)生進行主動思考。

提倡主導(dǎo)—主體教學(xué)模式，師生融入其中，共同成長 主導(dǎo)—主體教學(xué)模式是將傳統(tǒng)的以“教”為主與以“學(xué)”為主的教學(xué)模式創(chuàng)造性地結(jié)合，運用合適的教學(xué)媒體和有效的教學(xué)策略實現(xiàn)教育教學(xué)的最優(yōu)化。STEM教育最佳的教學(xué)模式便是教師不再僅僅是知識的灌輸者，更是學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中的幫助者與促進者，同時也是不斷推進自身專業(yè)化發(fā)展的學(xué)習(xí)者，運用現(xiàn)代信息技術(shù)獲取更豐富的教學(xué)資源，完善教學(xué)內(nèi)容。教師可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生原有的知識基礎(chǔ)和認知結(jié)構(gòu)等具體情況，靈活地選擇教學(xué)方式。教師是學(xué)生的助學(xué)者，在小組討論或?qū)嶒灂r，要走近他們，詢問和引導(dǎo)、鼓勵和幫助。在項目學(xué)習(xí)過程中，給學(xué)生設(shè)置明確的角色，讓他們自行做角色分工，能讓大多數(shù)學(xué)生有代入感，并積極參與團隊討論環(huán)節(jié)。教師作為引導(dǎo)者、協(xié)助者，在以學(xué)生為中心的課堂環(huán)境下，幫助學(xué)生更好地理解基本理論知識，協(xié)助學(xué)生有序?qū)嶒灪桶踩僮鳌?/p>

實驗先操作，問題作預(yù)設(shè)，鼓勵創(chuàng)新 理論聯(lián)系實際，注重學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，關(guān)注學(xué)生的想法，聆聽學(xué)生的建議，指導(dǎo)學(xué)生在實踐中積極運用理論知識。重視實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，其宗旨是提高教學(xué)質(zhì)量，助力學(xué)生實踐能力的提高，在整個課程中融入工程設(shè)計實踐的理念，以學(xué)代教。STEM教育的每一節(jié)課程都會完成一個項目，其中有大大小小的實驗。教師要對項目中涉及的實驗心中有數(shù)，做好實驗前的準備，提前預(yù)演，了解流程及實驗設(shè)置的目的和意義，有效設(shè)計學(xué)生在做中學(xué)的引導(dǎo)，有效把握實驗中可能出現(xiàn)的問題。在學(xué)生設(shè)計完實驗以后，需要教師引導(dǎo)學(xué)生把要求提清楚、具體化，對實驗過程中可能會出現(xiàn)的問題做預(yù)設(shè)。在實驗結(jié)束以后，需要學(xué)生回顧實驗步驟，讓學(xué)生對實驗過程有整體感知。項目學(xué)習(xí)結(jié)束以后，鼓勵學(xué)生將項目學(xué)習(xí)中學(xué)到的思維方式和工程設(shè)計過程運用到項目拓展中，創(chuàng)新思路、取材生活、創(chuàng)新作品。讓學(xué)生在組間評比中學(xué)習(xí)，對比反思，引發(fā)新的靈感、新的思路，提高創(chuàng)新思維。

利用多種教育手段，促進教育公平，實現(xiàn)思維外顯化、操作規(guī)范化 十八屆三中全會《決定》指出：“構(gòu)建利用信息化手段擴大優(yōu)質(zhì)教育資源覆蓋面的有效機制，促進教育公平?！痹诮虒W(xué)中可以使用圖像、多媒體資料、實物樣品等，增加信息量，增強學(xué)生的感官認識，公平全面地照顧到全體學(xué)生；向?qū)W生介紹最終的實驗成果的測試方案和評價標(biāo)準，使學(xué)生更直觀地了解課程內(nèi)容，融會貫通，在實踐中更準確更全面地體現(xiàn)自身所學(xué)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動精神和探索興趣；可以通過讓學(xué)生繪制思維導(dǎo)圖的方式，了解他們的思路和想法，幫助他們學(xué)習(xí)知識、描述事物；幫助學(xué)生對兩個事物做比較和對照，找到它們的差別和共同點，有助于鍛煉他們的思維分析能力。

4 總結(jié)

目前，在小學(xué)自然班中實施STEM教育替代科學(xué)課程存在不少問題，這也為STEM教育本土化帶來不小的挑戰(zhàn)。文章在實際教學(xué)+課堂觀察+課例詳解的基礎(chǔ)上，提出相應(yīng)建議與對策，希望在STEM教育融入小學(xué)科學(xué)教育、替代科學(xué)課程的探索過程中，教師能不斷提升自我素養(yǎng)，完善多學(xué)科知識，構(gòu)建以工程設(shè)計過程為主線的課程體系，幫助學(xué)生像工程師一樣去思考解決問題，提升學(xué)生的核心素養(yǎng)。

參考文獻

[1]沈香.淺議如何實現(xiàn)STEM教育與小學(xué)科學(xué)的融合[J].科學(xué)大眾：科學(xué)教育，2016（4）：69，57.

[2]梁芳，羅蕾莉.STEM對我國科學(xué)教育專業(yè)人才培養(yǎng)的啟示[J].大學(xué)教育，2016（11）：50-51.

[3]王玲玲.基于STEM的小學(xué)科學(xué)課程設(shè)計研究[D].上海：華東師范大學(xué)，2015.

[4]李揚.STEM教育視野下的科學(xué)課程構(gòu)建[D].浙江：浙江師范大學(xué)，2014.

[5]王奇?zhèn)?小學(xué)STEM課程中工程思維培養(yǎng)的教學(xué)設(shè)計研究[D].上海：上海師范大學(xué)，2016.

[6]唐小為，王唯真.整合STEM發(fā)展我國基礎(chǔ)科學(xué)教育的有效路徑分析[J].教育研究，2014（9）：61-68.endprint