淺談STEM課程理念下小學(xué)科學(xué)教學(xué)

彭曉輝

【摘 要】2017年頒布的《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》倡導(dǎo)跨學(xué)科學(xué)習(xí)方式，強(qiáng)調(diào)科學(xué)課程與其他并行開(kāi)設(shè)的課程相互滲透，倡導(dǎo)探究式學(xué)習(xí)，保護(hù)學(xué)生的好奇心和求知欲等，這些和STEM課程理念有共同之處，把握新課標(biāo)與STEM課程理念的契合點(diǎn)，能有效促進(jìn)小學(xué)科學(xué)教學(xué)的深入開(kāi)展。

【關(guān)鍵詞】STEM；理念；新課標(biāo)；教學(xué)

2017年頒布的《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（之后簡(jiǎn)稱“新課標(biāo)”）指出，科學(xué)課程與其他并行開(kāi)設(shè)的學(xué)科課程相互滲透，它倡導(dǎo)探究式學(xué)習(xí)，保護(hù)學(xué)生的好奇心和求知欲等。STEM是一種以項(xiàng)目學(xué)習(xí)、問(wèn)題解決為導(dǎo)向的課程組織方式，它將科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)有機(jī)地融為一體，有利于對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。新課標(biāo)和STEM課程理念有很多契合點(diǎn)，科學(xué)教師可以嘗試運(yùn)用于自己的教學(xué)實(shí)踐，把握好這些契合點(diǎn)能有效促進(jìn)小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的深入開(kāi)展。

一、以問(wèn)題為驅(qū)動(dòng)，明確教學(xué)的目的性

STEM課程以真實(shí)問(wèn)題解決為任務(wù)驅(qū)動(dòng)，在實(shí)際中應(yīng)用知識(shí)、獲得知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的問(wèn)題解決能力、復(fù)合思維和創(chuàng)新思維。新課標(biāo)強(qiáng)調(diào)做中學(xué)和學(xué)中思，通過(guò)合作與探究，逐步培養(yǎng)學(xué)生提出科學(xué)問(wèn)題的能力。質(zhì)疑是學(xué)習(xí)的起點(diǎn)，如果學(xué)生無(wú)疑可質(zhì)，那么他就會(huì)失去學(xué)習(xí)的動(dòng)力，學(xué)習(xí)也會(huì)變得目的性不強(qiáng)。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師應(yīng)激發(fā)起學(xué)生的疑惑，以問(wèn)題為驅(qū)動(dòng)力，明確教學(xué)目的。

上課時(shí)，教師可以通過(guò)一些生活現(xiàn)象，引發(fā)學(xué)生思考，從而確定實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容；實(shí)驗(yàn)前，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行積極猜想保留問(wèn)題，明確實(shí)驗(yàn)的目的性；實(shí)驗(yàn)后，教師要進(jìn)一步問(wèn)題引導(dǎo)，拓展課外知識(shí)，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的探究欲望，并實(shí)施探究。

例如，在教學(xué)“光是怎樣傳播的”時(shí)，教師首先通過(guò)PPT出示圖片，接著引導(dǎo)學(xué)生質(zhì)疑：看了圖片你有什么科學(xué)問(wèn)題要問(wèn)？學(xué)生問(wèn)題很多，如“光是怎樣產(chǎn)生的？光是怎樣射到物體上的？為什么會(huì)有影子？”等。教師歸納問(wèn)題，確定本節(jié)課實(shí)驗(yàn)內(nèi)容“光是怎樣傳播的”，然后教師先讓學(xué)生猜想，并讓小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證猜想，最后得出“光是直線傳播的”實(shí)驗(yàn)結(jié)論。但教師并沒(méi)有停于此結(jié)論，而是在拓展課外知識(shí)（日食、月食的形成等）中進(jìn)一步質(zhì)疑：如何讓室內(nèi)照不到陽(yáng)光的植物照到陽(yáng)光，如何通過(guò)科學(xué)小制作避免教學(xué)樓道轉(zhuǎn)彎角學(xué)生碰撞等問(wèn)題。

當(dāng)然，在教學(xué)中教師不能用自己的提問(wèn)代替學(xué)生的質(zhì)疑；不能為了做實(shí)驗(yàn)而提問(wèn)，否則就失去了實(shí)驗(yàn)的目的和意義。

例如，在觀察同一種材料構(gòu)成的物體在水中的沉浮實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生把胡蘿卜放入水中，發(fā)現(xiàn)它是沉入水中的，而書(shū)本上卻是說(shuō)胡蘿卜在水中是浮的，于是學(xué)生向教師提出該問(wèn)題。如果教師不理會(huì)該問(wèn)題，而是照本宣科地完成教學(xué)任務(wù)，就不會(huì)有課后師生進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)探究，也就不會(huì)得出另一個(gè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：胡蘿卜在水中的沉浮與它含水分的多少有關(guān)，新鮮的胡蘿卜里面含有大量的水分，大于水的密度，所以沉于水中；教材中說(shuō)的胡蘿卜浮于水，可能是已放置一段時(shí)間的胡蘿卜，水分已經(jīng)蒸發(fā)了一部分，它的密度比水小，因此會(huì)浮在水面。

因此，有了問(wèn)題，大膽假設(shè)，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假設(shè)，才是我們做實(shí)驗(yàn)的真正目的。

二、以融合為視角，滲透多學(xué)科知識(shí)

STEM課程作為跨學(xué)科課程，其知識(shí)以整合的形式出現(xiàn)。教師要圍繞某個(gè)涉及不同領(lǐng)域的大觀念，將不同學(xué)科知識(shí)按照一定的課程邏輯進(jìn)行整合，從而將分散的學(xué)科知識(shí)結(jié)構(gòu)化。這種課程融合的視角，同樣適合小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。新課標(biāo)也指出，小學(xué)科學(xué)課程是一門(mén)綜合性課程。強(qiáng)調(diào)科學(xué)課程與并行開(kāi)設(shè)的語(yǔ)文、數(shù)學(xué)等課程相互滲透，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。因此，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)課教學(xué)時(shí)也要注重與并行開(kāi)設(shè)的其他學(xué)科的知識(shí)滲透。

例如，學(xué)生做種子發(fā)芽實(shí)驗(yàn)，教師應(yīng)在實(shí)驗(yàn)前指導(dǎo)學(xué)生先了解一些其他學(xué)科的知識(shí)，如數(shù)學(xué)長(zhǎng)度、重量單位之間的換算、比例、對(duì)照表格的設(shè)定等；語(yǔ)文的觀察日記和報(bào)告的寫(xiě)法等。只有這樣，才能保證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確表達(dá)。

再如，“做框架”教學(xué)，該模塊圍繞如何使結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)固開(kāi)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)。教師應(yīng)先讓學(xué)生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(duì)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)知識(shí)。再通過(guò)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。

可見(jiàn)，教師在進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，必須具備融合的視角，將各學(xué)科知識(shí)交織、融合在一起，才能織出絢麗的畫(huà)卷。

三、以趣味為特征，增強(qiáng)學(xué)習(xí)的主動(dòng)性

教育家皮亞杰說(shuō)過(guò)：“兒童天生有較強(qiáng)的主動(dòng)性，他們的活動(dòng)受興趣的影響很大，必須以興趣作為先決條件才能開(kāi)展有效的活動(dòng)。”趣味性是STEM教育的核心特征。小學(xué)科學(xué)新課標(biāo)指出，小學(xué)科學(xué)課程的安排與教學(xué)要考慮到兒童、知識(shí)、社會(huì)三方面的共同需求，將科學(xué)知識(shí)、科學(xué)本質(zhì)、科學(xué)思想、科學(xué)方法等學(xué)習(xí)內(nèi)容融入兒童感興趣的科學(xué)主體中，創(chuàng)設(shè)輕松愉快的教學(xué)氛圍。愛(ài)玩是孩子的天性，興趣是最好的教師。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，適當(dāng)增加實(shí)驗(yàn)的趣味性，能夠激發(fā)學(xué)生的參與興趣，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。

例如，在教學(xué)“像火車(chē)那樣驅(qū)動(dòng)的小車(chē)”時(shí)，教師沒(méi)有局限于室場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，而是在講完理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)后，又把實(shí)驗(yàn)室拓展到了操場(chǎng)，進(jìn)行通過(guò)氣壓形成水動(dòng)力推動(dòng)“火箭”升空的實(shí)驗(yàn)，這大大增加了教學(xué)活動(dòng)的趣味性，讓學(xué)生對(duì)本節(jié)實(shí)驗(yàn)教學(xué)了更深刻的認(rèn)識(shí)。又如，在教學(xué)“溶解的快與慢”一課時(shí)，教師選擇“吃糖游戲”，讓學(xué)生通過(guò)吃糖來(lái)認(rèn)識(shí)物體溶解的快慢和種種因素的關(guān)系，這大大增加了學(xué)生的探究熱情，也讓課堂變得輕松愉悅。

當(dāng)然，增加實(shí)驗(yàn)的趣味性可以貫穿在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的每個(gè)環(huán)節(jié)：如導(dǎo)入環(huán)節(jié)的各種激趣形式；實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的游戲化、情境化；實(shí)驗(yàn)過(guò)程的角色化、競(jìng)賽闖關(guān)化；實(shí)驗(yàn)后的生活化等。

四、以實(shí)踐為手段，促進(jìn)教學(xué)縱深發(fā)展

STEM課程的教學(xué)過(guò)程強(qiáng)調(diào)實(shí)踐性，注重課程內(nèi)容與社會(huì)實(shí)踐的緊密聯(lián)系。新課標(biāo)指出，小學(xué)科學(xué)和綜合實(shí)踐學(xué)科一樣，都是實(shí)踐性課程。它注重從學(xué)生身邊耳聞目睹的日常生活出發(fā)，通過(guò)學(xué)生親身經(jīng)歷動(dòng)手動(dòng)腦等實(shí)踐活動(dòng)，了解科學(xué)探究的具體方法和技能，理解基本的科學(xué)知識(shí)，發(fā)現(xiàn)和提出生活實(shí)際中簡(jiǎn)單的科學(xué)問(wèn)題，并嘗試用科學(xué)方法和科學(xué)知識(shí)予于解決?？梢?jiàn)，注重教學(xué)的實(shí)踐性，能進(jìn)一步推進(jìn)教學(xué)的深入開(kāi)展。

例如，在教學(xué)“熱是怎樣傳遞的”一課中，實(shí)驗(yàn)研究了各種材料的導(dǎo)熱性能后，教師應(yīng)把學(xué)習(xí)的自主權(quán)交還給學(xué)生，讓他們?nèi)?shí)踐，如設(shè)計(jì)一個(gè)保暖杯，給家里的一些用具戴上“防護(hù)套”等，讓學(xué)生把知識(shí)運(yùn)用于實(shí)踐，從實(shí)踐中獲得成功的喜悅，從而促進(jìn)其進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)知識(shí)的學(xué)習(xí)。又如在上一年級(jí)教學(xué)“給動(dòng)物建一個(gè)‘家”時(shí)，教師并未擔(dān)心一年級(jí)小朋友的動(dòng)手能力，而是大膽地讓孩子去實(shí)踐，在完成設(shè)計(jì)后，教師接著要孩子們通過(guò)實(shí)驗(yàn)器材，動(dòng)手給蝸牛寶寶搭建一個(gè)“家”，并給出了評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)——誰(shuí)家的蝸牛最先探出頭開(kāi)始活動(dòng)，就評(píng)為“最溫暖的家”。我們且不評(píng)論此評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)是否十分合理，單看學(xué)生動(dòng)手給蝸牛建“家”的過(guò)程就能使學(xué)生不但在學(xué)識(shí)上收獲很多，而且情懷培養(yǎng)上也受益匪淺。

此外，我們平時(shí)開(kāi)展的“科學(xué)小星星”活動(dòng)，也是課內(nèi)知識(shí)在課外實(shí)踐的好例子。

讀萬(wàn)卷書(shū)，不如行萬(wàn)里路。在動(dòng)手實(shí)踐中，教學(xué)內(nèi)容能夠得到縱深發(fā)展，學(xué)生的能力能夠得到全方位的培養(yǎng)。

當(dāng)然，STEM課程理念與新課標(biāo)理念還有很多的契合點(diǎn)，只要我們深入挖掘并好好運(yùn)用，就一定能為小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)插上騰飛的翅膀。

【參考文獻(xiàn)】

[1]教育部.義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)[M].北京師范大學(xué)出版社，2017版

（本文是“廣州市中小學(xué)中等職業(yè)學(xué)校深入推進(jìn)STEM課程實(shí)施”專項(xiàng)研究課題——《在農(nóng)村小學(xué)科學(xué)教學(xué)中運(yùn)用STEM課程理念與方法的策略研究》（編號(hào)：GZJY2017-130）的研究成果）