STEM教育理念下科學(xué)教學(xué)策略探微

徐小軍

[摘 要]小學(xué)科學(xué)教學(xué)融入STEM教育理念，為教師的教學(xué)設(shè)計提供了更多選擇，也為學(xué)生的學(xué)習(xí)創(chuàng)造了更多思考空間。在科學(xué)教學(xué)中，教師要整合教學(xué)資源，創(chuàng)建STEM教育理念的實施環(huán)境;優(yōu)化教學(xué)設(shè)計，促進STEM教育理念的實施;強化教學(xué)訓(xùn)練，提升STEM教育理念的實踐效度;注重教學(xué)實踐，實現(xiàn)STEM教育理念的學(xué)科融合，有效拓展教與學(xué)的寬度和長度，為學(xué)生的學(xué)科認(rèn)知發(fā)展提供動力。

[關(guān)鍵詞]小學(xué)科學(xué);STEM教育理念;教學(xué)策略

[中圖分類號] G623.6[文獻標(biāo)識碼] A[文章編號] 1007-9068（2019）24-0056-02

STEM是一種融合性教育理念，具有極為廣泛的教育教學(xué)應(yīng)用價值，能為學(xué)生的學(xué)習(xí)提供豐富的學(xué)習(xí)契機，深受科學(xué)教師的青睞。因此，科學(xué)教師要有整合、優(yōu)化、強化、實踐等教學(xué)意識，對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)形式、教學(xué)訓(xùn)練等方面展開優(yōu)化處理，提升科學(xué)教學(xué)的有效性。

一、整合教學(xué)資源，創(chuàng)建STEM教育理念的實施環(huán)境

科學(xué)教學(xué)的內(nèi)容極為豐富，教師要打破學(xué)科界限，科學(xué)整合教學(xué)內(nèi)容，利用多種教學(xué)手段創(chuàng)設(shè)適宜的學(xué)習(xí)情境，贏得課堂教學(xué)的主動權(quán)。

1.明確概念，思想滲透

STEM是科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)五個英語單詞的縮寫，將這些單詞代表的學(xué)科進行融合性研究，打破了學(xué)科界限，能夠帶來更多的結(jié)合契機，如技術(shù)和工程的結(jié)合、藝術(shù)和數(shù)學(xué)的結(jié)合、科學(xué)和工程的結(jié)合等，為學(xué)生思維的啟動和拓寬提供更多可能。STEM教育理念與科學(xué)教學(xué)契合性高，其應(yīng)用價值不容忽視。在教學(xué)資源整合、教學(xué)程序設(shè)計、教學(xué)訓(xùn)練投放、教學(xué)效果評價等方面，教師都需要其他學(xué)科的支持，以開闊學(xué)生的學(xué)習(xí)視野，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科綜合能力。

2.創(chuàng)設(shè)情境，激活思維

整合學(xué)科教學(xué)資源，創(chuàng)設(shè)適宜的教學(xué)情境，可以成功調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的主動性?？茖W(xué)知識具有融合性和延伸性，涉及自然、藝術(shù)、數(shù)學(xué)、技術(shù)等領(lǐng)域，教師在整合教學(xué)資源時要有借鑒意識，對教學(xué)資源進行更廣泛的收集和整合處理，為學(xué)生提供更多學(xué)習(xí)感知的機會，啟發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)思維。在創(chuàng)設(shè)課堂教學(xué)情境時，教師不妨借助多種媒體手段，融入更多的信息，給學(xué)生的學(xué)習(xí)造成更大的沖擊，以提升學(xué)生的學(xué)習(xí)品質(zhì)。如多媒體展示、實物展示、實驗操作、實地觀察、生活案例展示、數(shù)據(jù)分析等，都能夠使學(xué)生形成豐富的學(xué)習(xí)主動力。

創(chuàng)設(shè)適宜的教學(xué)情境，能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)探索熱情，所以教師要對教學(xué)情境的創(chuàng)設(shè)方法進行篩選，以體現(xiàn)STEM教育理念。如教學(xué)蘇教版四年級上冊《空氣中有什么》時，教師在課堂上點燃了一根蠟燭，然后用杯子罩住蠟燭，結(jié)果燃燒的蠟燭快速熄滅了。教師提出問題：“為什么罩上杯子的蠟燭會熄滅？”學(xué)生討論熱烈，有的說“杯子罩住蠟燭，就隔絕了蠟燭和空氣的接觸，蠟燭在缺氧的情況下熄滅，這說明空氣中有氧氣”;也有的說“蠟燭燃燒的確需要氧氣，但不是所有的燃燒都要靠氧氣助燃，其實空氣中還有很多物質(zhì)，它們也可以助燃”。

這里，教師為學(xué)生設(shè)計小實驗，學(xué)生看得真切，很快就做出準(zhǔn)確判斷，這說明學(xué)生有一定的生活認(rèn)知積累。在這個實驗操作中，教師借助技術(shù)、自然、社會等常識進行展示，體現(xiàn)了學(xué)科融合的意識。

二、優(yōu)化教學(xué)設(shè)計，促進STEM教育理念的實施

STEM教育理念為科學(xué)教學(xué)帶來更多的選擇，因此教師要對科學(xué)教學(xué)設(shè)計展開全面的升級處理，精選教學(xué)內(nèi)容，簡化教學(xué)程序，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性。

1.明確目標(biāo)，簡化教程

制定科學(xué)教學(xué)的目標(biāo)時，教師要進行教學(xué)調(diào)查，對教材進行深度解讀，對學(xué)生的學(xué)科基礎(chǔ)進行深入分析，以便為學(xué)生規(guī)劃清晰的學(xué)習(xí)路線，設(shè)定切實可行的學(xué)習(xí)目標(biāo)。教學(xué)目標(biāo)的制定要凸顯三維性，還要注意多重學(xué)科的橫向聯(lián)系，從知識傳授、方法優(yōu)化、情感提升等角度展開操作，為學(xué)生的學(xué)習(xí)創(chuàng)造條件。設(shè)計科學(xué)教程時，教師要有創(chuàng)新意識，對教學(xué)程序進行篩選優(yōu)化，盡量減少教學(xué)環(huán)節(jié)，注重學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)，以提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

2.精選內(nèi)容，理清思路

小學(xué)科學(xué)教材的內(nèi)容比較豐富，教師要有取舍意識，對教學(xué)內(nèi)容進行篩選和組合，并結(jié)合其他學(xué)科內(nèi)容，展開多元對接。學(xué)生生活認(rèn)知經(jīng)驗的積累，無疑是重要的學(xué)習(xí)內(nèi)容來源，教師要精心選擇，以啟動學(xué)生的學(xué)習(xí)思維。同時，科學(xué)學(xué)科與藝術(shù)、數(shù)學(xué)、技術(shù)、工程等學(xué)科有很多的接軌點，所以教師在選擇教學(xué)內(nèi)容時要有觀照整合意識，為學(xué)生提供價值更高的學(xué)習(xí)內(nèi)容，以培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科能力。

如教學(xué)《熱的傳遞》時，教師為學(xué)生設(shè)計了展示實驗：“這里有一片鐵塊，上面涂有一層蠟，我們用酒精燈給鐵塊的一端加熱，這鐵塊上的蠟會全部融化嗎？”學(xué)生有的說會全部融化，有的說不會全部融化。教師開始加熱，隨著時間的推移，鐵塊上的蠟全部融化了。教師在此基礎(chǔ)上講解熱在固體上的傳遞途徑，即從溫度較高的部分向四周溫度低的部分傳遞。為進一步解讀熱的傳遞途徑，教師讓學(xué)生自行設(shè)計液體中的熱傳遞實驗。學(xué)生經(jīng)過思考，很快給出多種設(shè)計方案。如有的學(xué)生建議用一支試管裝滿水，給試管一端加熱，看試管的水如何運動及水溫會不會同步增高。也有的學(xué)生用一個燒杯裝滿水，在水里放上一些紅色顏料，然后對準(zhǔn)燒杯的底部加熱，看燒杯內(nèi)的水如何循環(huán)運動，最后檢測燒杯中的水溫。

這里，教師先為學(xué)生做演示實驗，對固體的熱傳遞途徑進行解釋，然后讓學(xué)生自行設(shè)計一個熱傳遞實驗，了解液體中的熱傳遞情況，這個帶有創(chuàng)造性的任務(wù)給學(xué)生帶來了觸動。為完成這個實驗，學(xué)生要借助工程、技術(shù)、數(shù)學(xué)等多種學(xué)科知識，體現(xiàn)了STEM教育理念的應(yīng)用性。

三、強化教學(xué)訓(xùn)練，提升STEM教育理念的實踐效度

科學(xué)訓(xùn)練注重實踐性，教師讓學(xué)生結(jié)合生活認(rèn)知基礎(chǔ)展開多種操作，學(xué)生的學(xué)習(xí)成長更為明顯，STEM教育理念也能夠得到有效落實。

1.創(chuàng)新形式，凸顯主體

科學(xué)課堂的訓(xùn)練形式豐富，教師要針對學(xué)生的學(xué)習(xí)實際做出科學(xué)選擇。STEM教育理念強調(diào)學(xué)科融合和學(xué)習(xí)實踐，因此教師要從融合和實踐等角度展開考量，為學(xué)生提供更多的訓(xùn)練機會。如生活實驗、社會調(diào)查、信息收集、課堂辯論、手工制作等都屬于科學(xué)學(xué)科訓(xùn)練形式，教師要針對教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的接受實際進行選擇，特別是要觀照教學(xué)條件和學(xué)生學(xué)習(xí)環(huán)境進行訓(xùn)練設(shè)計與創(chuàng)新，這樣才能有效提升訓(xùn)練效果。隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，科學(xué)和技術(shù)學(xué)科的聯(lián)系更為密切，教師不妨借助信息技術(shù)手段展開訓(xùn)練設(shè)計，這樣學(xué)生的接受度更高。

2.貼近生活，升級合作

合作學(xué)習(xí)是新課程改革的重要產(chǎn)物，不管什么學(xué)科，也不論什么內(nèi)容，教師都喜歡讓學(xué)生展開集體討論，導(dǎo)致小組討論幾乎成為合作學(xué)習(xí)的代名詞，但是因為合作形式單一，學(xué)生很容易產(chǎn)生厭倦感。因此，教師要有創(chuàng)新意識，對合作學(xué)習(xí)形式進行升級處理。如小組對話、課堂辯論、小組實驗、采訪調(diào)查、課堂展示等，都能夠為學(xué)生提供合作學(xué)習(xí)的契機，學(xué)生對這些合作學(xué)習(xí)形式有更多期待，其合作操作效果也會更好。

如教學(xué)《怎樣搭配食物》時，教師引導(dǎo)學(xué)生深入鉆研教材，認(rèn)識“食物金字塔”，并對“食物金字塔”進行研究，掌握食物搭配原則，然后讓學(xué)生設(shè)計食譜，模擬配餐：仔細分析自己的食物搭配，看有哪些不合理的地方，應(yīng)該怎樣改進;根據(jù)自己的實際情況設(shè)計一天的食譜，并在小組內(nèi)討論。學(xué)生依據(jù)教師的布設(shè)任務(wù)展開學(xué)習(xí)活動，課堂內(nèi)研究氣氛濃厚，經(jīng)過一番操作，都能順利完成學(xué)習(xí)任務(wù)。

這里，教師讓學(xué)生展開生活調(diào)查，這是生活社會學(xué)內(nèi)容;對調(diào)查內(nèi)容進行綜合分析，這是數(shù)學(xué)學(xué)科內(nèi)容;自行設(shè)計食譜，這是工程學(xué)內(nèi)容，也是食品養(yǎng)生學(xué)內(nèi)容……學(xué)生在多種學(xué)科內(nèi)容融合中建立學(xué)習(xí)認(rèn)知，這無疑屬于STEM教育理念的具體體現(xiàn)。

四、注重教學(xué)實踐，實現(xiàn)STEM教育理念的學(xué)科融合

加強學(xué)科聯(lián)系，建立校園社團組織，能夠形成嶄新的學(xué)習(xí)局面，為學(xué)生的學(xué)習(xí)成長創(chuàng)造良好的條件，開闊學(xué)生的學(xué)習(xí)視野。

1.建立社團，豐富活動

科學(xué)教學(xué)具有綜合性、開放性的特點，非常適合成立一些課外興趣小組。教師可發(fā)動學(xué)生建立校園社團，如水彩興趣小組、合唱社團、自然科考小組、鼓樂興趣小組等，吸引更多的學(xué)生參與進來，營造良好的學(xué)習(xí)氣氛。教師要對這些社團組織進行專業(yè)指導(dǎo)，培養(yǎng)更多的學(xué)習(xí)骨干，確保這些團隊正常運作。學(xué)生的興趣愛好呈現(xiàn)個性化特征，很多學(xué)生的愛好與科學(xué)學(xué)科高度契合，這為興趣小組的形成提供了幫助。

2.學(xué)科融合，形塑能力

STEM教育理念要求學(xué)科融合，如果教師能夠有意識地進行科學(xué)學(xué)科與其他學(xué)科融合的設(shè)計和調(diào)度，就可以引導(dǎo)學(xué)生實現(xiàn)學(xué)習(xí)認(rèn)知的橫向遷移。學(xué)生在做科學(xué)實驗時要運用技術(shù)手段進行操作，也需要運用數(shù)學(xué)思想規(guī)劃和構(gòu)思;在進行生活調(diào)查時，學(xué)生需要掌握工程規(guī)劃方法，建立調(diào)查框架體系，確保調(diào)查順利推進;處理調(diào)查數(shù)據(jù)時，需要運用數(shù)學(xué)和信息技術(shù)進行操作。

學(xué)科融合是科學(xué)學(xué)習(xí)的重要特征，教師在具體操作時，要對學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)有所觀照。如教學(xué)《聲音的傳播》時，教師為學(xué)生布設(shè)了多項探索實驗：“聲音在空氣中如何傳播？聲音在固體中如何傳播？聲音在液體中如何傳播？請通過具體實驗加以證明。設(shè)計實驗時要將實驗過程、實驗步驟、實驗結(jié)果、實驗材料等內(nèi)容寫清楚，形成完整的實驗報告?！睂W(xué)生拿到這個學(xué)習(xí)任務(wù)后，都積極展開思考和討論，并通過實際操作獲得了豐富的實驗成果，對聲音的傳播途徑有了全新的認(rèn)知：“我們交談時是在空氣中進行的，這說明空氣是可以傳播聲音的。我們將耳朵貼近桌面，敲擊桌子的另一端，馬上就能夠聽到聲音，這說明固體也是可以傳播聲音的。用一個水盆裝滿水，在水中敲擊兩塊石子，將耳朵貼近水盆，我們也能聽到聲音，這說明液體也是可以傳播聲音的?！薄?/p>

這里，教師為學(xué)生布設(shè)探索實驗，實驗需要用到其他學(xué)科的知識，如自然、物理、技術(shù)等，對學(xué)生形成思維沖擊，使學(xué)生在具體操作中動腦、動手。

總之，在科學(xué)教學(xué)設(shè)計中引入STEM教育理念，符合現(xiàn)代教育教學(xué)形勢發(fā)展的需要，符合學(xué)生學(xué)習(xí)成長的實際訴求，教師為學(xué)生做出科學(xué)引導(dǎo)，能夠成功調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的主觀意識，建立科學(xué)完善的學(xué)習(xí)認(rèn)知體系?？茖W(xué)學(xué)科本身對知識拓展、學(xué)科融合有主觀追求，教師利用STEM教育理念對教學(xué)設(shè)計、教學(xué)引導(dǎo)、教學(xué)訓(xùn)練等方面展開創(chuàng)新實踐，能夠為學(xué)生提供豐富的學(xué)習(xí)實踐機會。

（特約編輯 木 清）