STEM+小學(xué)科學(xué)

陳浩宇

【摘 要】近兩年來，在全球科學(xué)教育界都刮起了一股叫“STEM”課程的風(fēng)潮。我國STEM教育也是遍地開花，很多地方開始嘗試進(jìn)行STEM教學(xué)。作為一名小學(xué)科學(xué)教師，我深深感到STEM教育在課程選擇、材料準(zhǔn)備、教學(xué)方式等方面較以往的傳統(tǒng)科學(xué)教學(xué)有很大的改變，對于強(qiáng)化學(xué)生對知識(shí)的運(yùn)用能力，引導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)科學(xué)，從而培養(yǎng)起濃厚的科學(xué)興趣。

【關(guān)鍵詞】STEM；小學(xué)科學(xué)課堂

一、STEM課程理念

STEM是科學(xué)（Science），技術(shù)（Technology），工程（Engineering），數(shù)學(xué)（Mathematics）四門學(xué)科英文首字母的縮寫，其中科學(xué)在于認(rèn)識(shí)世界、解釋自然界的客觀規(guī)律；技術(shù)和工程則是在尊重自然規(guī)律的基礎(chǔ)上改造世界、實(shí)現(xiàn)對自然界的控制和利用、解決社會(huì)發(fā)展過程中遇到的難題；數(shù)學(xué)則作為技術(shù)與工程學(xué)科的基礎(chǔ)工具。

學(xué)生利用四科知識(shí)處理遇到的各種問題。STEM教學(xué)理念注重對學(xué)生思維能力和操作能力的培養(yǎng)，更容易激發(fā)學(xué)生對科學(xué)和數(shù)學(xué)抽象學(xué)科的興趣。從STEM教育的成果看，學(xué)生可以在科學(xué)教材的基礎(chǔ)上，結(jié)合已經(jīng)學(xué)到的知識(shí)，利用各種設(shè)備開展多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行科學(xué)真理探索。STEM教育產(chǎn)生之后，實(shí)際上就是面對未來時(shí)代的科學(xué)教育發(fā)展和趨勢，面對未來社會(huì)的一個(gè)需要。

二、STEM教育意義

我們要看到學(xué)生個(gè)性化的存在，并且我們看到的是學(xué)生是一個(gè)完整的人。我們的學(xué)校教育產(chǎn)生之后，我們的學(xué)科是分立的，對老師來說，每個(gè)老師只管自己的學(xué)科；但是對孩子來說，一個(gè)孩子是學(xué)不同的學(xué)科，他每個(gè)學(xué)科都要學(xué)，那么這個(gè)人是完整的，那學(xué)科之間有許多交叉的東西，我們要看到一個(gè)學(xué)生作為一個(gè)完整的人的存在。STEM教育的提出也是作為這一目的來存在，STEM教育特別提倡個(gè)性化和創(chuàng)造力的發(fā)展，同時(shí)也特別提倡學(xué)科之間的整合和融合，鍛煉了學(xué)生的思維能力，來保證他將來的可持續(xù)性發(fā)展。這是從整個(gè)教育改革的趨勢來看，為什么會(huì)產(chǎn)生STEM教育。

三、STEM教育背景下，打造新型科學(xué)課

（1）課程綜合化，整合四科知識(shí)，增強(qiáng)探究性

小學(xué)科學(xué)教材從簡易的生活實(shí)驗(yàn)入手，分析周邊的動(dòng)植物、空氣、水源以及各種材料，為學(xué)生提供了廣闊的思考空間。教師可以立足于科學(xué)實(shí)驗(yàn)，將相關(guān)的數(shù)學(xué)知識(shí)、工程和技術(shù)融入其中，進(jìn)行課程綜合化整合，幫助學(xué)生建立起系統(tǒng)性的研究思想。

在《建高塔》教學(xué)內(nèi)容是讓學(xué)生探究不同結(jié)構(gòu)建筑材料的特點(diǎn)，圍繞如何使結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)固開展設(shè)計(jì)與技術(shù)的教學(xué)活動(dòng)。這是一個(gè)科學(xué)和技術(shù)交織在一起的案例，結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性中既有科學(xué)原理，又蘊(yùn)含著工程設(shè)計(jì)和操作技術(shù)。在活動(dòng)中，學(xué)生首先探索三角形和正方形的特點(diǎn)，嘗試加固正方體和立方體，了解結(jié)構(gòu)的對稱性和穩(wěn)定性，理解三角形是一種穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，理解結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性與結(jié)構(gòu)的形狀、所用材料的材質(zhì)、連接的方式等有關(guān)。最后通過設(shè)計(jì)和制作搭建建筑，運(yùn)用三角形的穩(wěn)定性，探索建筑物的穩(wěn)固性。在這一活動(dòng)中，學(xué)生不僅學(xué)習(xí)了數(shù)學(xué)方面關(guān)于幾何形狀的有關(guān)知識(shí)，還學(xué)習(xí)了工程方面關(guān)于結(jié)構(gòu)材質(zhì)、連接方式等知識(shí)。

（2）以“兒童立場”為基，培養(yǎng)學(xué)生綜合學(xué)科知識(shí)思考問題的能力

小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)提出：學(xué)生才是學(xué)習(xí)科學(xué)的主體。因此，我們必須站在兒童的立場來思考，他們需要的是怎么樣的科學(xué)課，怎么來打造符合他們年齡特點(diǎn)又富有趣味的科學(xué)課。教師應(yīng)通過科學(xué)家發(fā)展真理的過程，為學(xué)生講解科學(xué)研究的意義，突出科學(xué)家的品質(zhì)，讓學(xué)生獲得感悟。例如，在“動(dòng)植物繁衍后代”的教學(xué)過程中，教師以生物學(xué)家達(dá)爾文為例，向?qū)W生展示達(dá)爾文發(fā)現(xiàn)“進(jìn)化規(guī)律”的過程，讓學(xué)生體會(huì)科學(xué)的奧妙和研究的艱辛。

在STEM課程選擇上，教師應(yīng)該給予學(xué)生更多的選擇權(quán)，同時(shí)教師也應(yīng)該從生活中遴選最恰當(dāng)?shù)淖钸m合兒童探究的活動(dòng)主題。有的STEM項(xiàng)目還把教育內(nèi)容游戲化，將基于探索和目標(biāo)導(dǎo)向的學(xué)習(xí)嵌入游戲中。比如，《做一座紙橋》的活動(dòng)中，學(xué)生就好像在游戲中完成學(xué)習(xí)任務(wù)。在游戲開始，學(xué)生可以擁有更多的自主選擇權(quán)，他們可以選擇自己的合作伙伴，可以選擇合適的材料，甚至可以選擇自己喜歡的橋的樣式。正因?yàn)楹⒆訐碛辛四敲炊噙x擇權(quán)，學(xué)生在探究中才更投入，活動(dòng)效果才會(huì)更佳。

（3）學(xué)科整合，增強(qiáng)對數(shù)學(xué)知識(shí)的運(yùn)用

數(shù)學(xué)知識(shí)是開展科學(xué)研究的基礎(chǔ)知識(shí)，將數(shù)學(xué)知識(shí)運(yùn)用到科學(xué)教學(xué)中，增強(qiáng)學(xué)生對數(shù)學(xué)知識(shí)的運(yùn)用能力。在教學(xué)中，學(xué)生對知識(shí)的用途認(rèn)知不明，常常按照公式進(jìn)行生搬硬套，進(jìn)而出現(xiàn)錯(cuò)誤，科學(xué)課堂應(yīng)該針對學(xué)生的弱項(xiàng)進(jìn)行補(bǔ)救，讓學(xué)生在應(yīng)用中體會(huì)數(shù)學(xué)知識(shí)。例如，在“地球自轉(zhuǎn)引起晝夜變化”的章節(jié)中，教師為學(xué)生講解地球的自轉(zhuǎn)速速和路程，引導(dǎo)學(xué)生采用數(shù)學(xué)知識(shí)進(jìn)行簡單計(jì)算，既可以考察學(xué)生的數(shù)學(xué)能力，又可以完善科學(xué)的教學(xué)內(nèi)容，引發(fā)學(xué)生進(jìn)行判斷猜測晝夜形成的原因哪個(gè)才是正確的。

（4）課堂聯(lián)系實(shí)際，拉近科學(xué)課程與現(xiàn)實(shí)的距離

小學(xué)科學(xué)教材中列舉了很多現(xiàn)實(shí)生活中的事物，但這些內(nèi)容多為引導(dǎo)部分，與教材知識(shí)的運(yùn)用有著差距，降低了學(xué)生對科學(xué)知識(shí)實(shí)用性層面的認(rèn)知。因此，教師應(yīng)該將科學(xué)課程知識(shí)內(nèi)容與生活中的技術(shù)、工程進(jìn)行聯(lián)系，讓學(xué)生深入了解這些基礎(chǔ)知識(shí)的價(jià)值。例如，在“氣體壓縮有彈性”的課題中，教師可以舉出自行車胎、氣墊的生活實(shí)例，讓學(xué)生體會(huì)氣體的力量，讓學(xué)生進(jìn)行自行車打氣實(shí)驗(yàn)，在打氣過程中深入感受氣體的內(nèi)在力量。課堂與實(shí)際生活的緊密聯(lián)系將為學(xué)生提供理解現(xiàn)實(shí)問題的新角度，不斷激發(fā)個(gè)人智慧，成為有創(chuàng)造力的人。

STEM教育為小學(xué)科學(xué)教學(xué)提供了新的方向，更新了科學(xué)教學(xué)理念，增加了對學(xué)生創(chuàng)造和探究能力的培養(yǎng)力度，對學(xué)生的成長有著重大意義。但是要真正發(fā)揮STEM教育的長處，科學(xué)教師還應(yīng)該多下功夫把科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)這四種色彩，交織在一起，融合在一起，才能織出絢麗的畫卷。 【參考文獻(xiàn)】

[1]黃曉，李揚(yáng).論STEM教育的特點(diǎn)[J].江蘇教育研究，2014（15）

[2]李寧，郭明.用生活的眼睛發(fā)現(xiàn)科學(xué)——談小學(xué)科學(xué)課如何提高小學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)[J].中華少年，2017（28）endprint