STEM教育與科學(xué)教學(xué)融合路徑研究

章陳斌

STEM教育在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的融合應(yīng)用，能夠?yàn)榭茖W(xué)教學(xué)改革提供相應(yīng)的支持，全面增強(qiáng)教學(xué)活動的有效性，在豐富科學(xué)教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對學(xué)生科學(xué)意識和能力的培養(yǎng)。本文從STEM教育入手，對其與小學(xué)科學(xué)教學(xué)融合的路徑進(jìn)行了適當(dāng)?shù)姆治?，希望能為小學(xué)科學(xué)教學(xué)改革提供有價值的參考。

STEM教育是科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、數(shù)學(xué)（Mathematics）的集合，將四個要素有機(jī)結(jié)合在一起，輔助開展教學(xué)指導(dǎo)活動，就可以稱之為STEM教育。在小學(xué)階段的科學(xué)教學(xué)實(shí)踐中，加強(qiáng)對STEM教育的應(yīng)用，能夠提高科學(xué)教學(xué)活動的實(shí)際效果，學(xué)生的科學(xué)文化素養(yǎng)也能得到良好的培養(yǎng)，對小學(xué)科學(xué)教育作用的發(fā)揮起到促進(jìn)作用。因此要注意對STEM教育與小學(xué)科學(xué)教育的結(jié)合進(jìn)行研究，為小學(xué)科學(xué)教學(xué)活動的開展提供有效支持。

一、挖掘數(shù)學(xué)元素，凸顯數(shù)學(xué)科學(xué)性

在促進(jìn)STEM教育與小學(xué)科學(xué)教學(xué)有機(jī)融合的過程中，為了促進(jìn)STEM教育作用的發(fā)揮，要加強(qiáng)對小學(xué)科學(xué)教育的重視，使教師能夠主動基于STEM教育理念的指導(dǎo)對教學(xué)活動進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，為二者的有機(jī)融合奠定基礎(chǔ)。在小學(xué)科學(xué)教育實(shí)踐活動中，教師可以對其中涉及的數(shù)學(xué)元素進(jìn)行挖掘，并結(jié)合數(shù)學(xué)元素適當(dāng)?shù)匾龑?dǎo)學(xué)生對科學(xué)內(nèi)容進(jìn)行更為系統(tǒng)的分析，引發(fā)學(xué)生科學(xué)的思考，在提高學(xué)生解決問題能力的基礎(chǔ)上，使學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)得到進(jìn)一步強(qiáng)化。

如在針對“滾動的物體”科學(xué)內(nèi)容開展教學(xué)活動的過程中，結(jié)合STEM教育的融合應(yīng)用，教師可以通過設(shè)置玩具實(shí)驗(yàn)，組織學(xué)生對其中涉及的動量、速度之間的關(guān)系等數(shù)學(xué)元素進(jìn)行分析，在參與實(shí)踐活動的基礎(chǔ)上，對自身物理知識體系、數(shù)學(xué)知識體系和科學(xué)知識體系加以完善，突出科學(xué)組織教學(xué)效果。如教師可以引導(dǎo)學(xué)生把握車重量、斜坡高度、動能等相關(guān)知識點(diǎn)，探索不同撞擊力度下撞擊結(jié)果的變化，進(jìn)而對其中的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，為學(xué)生營造真實(shí)的學(xué)習(xí)環(huán)境，使學(xué)生在學(xué)習(xí)科學(xué)知識的過程中，也實(shí)現(xiàn)對科學(xué)技術(shù)、工程數(shù)學(xué)相關(guān)內(nèi)容的補(bǔ)充，凸顯課堂教學(xué)組織活動的優(yōu)勢，在發(fā)揮STEM教育優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，提高教學(xué)效果。

二、把握科學(xué)內(nèi)涵，強(qiáng)化教學(xué)有效性

在傳統(tǒng)的小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，教師的講解是主要手段，課程教學(xué)枯燥乏味，無法有效吸引學(xué)生的注意力，學(xué)生對科學(xué)知識的學(xué)習(xí)和探索興趣偏低。綜合教學(xué)效果也不夠理想，無法為學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)提供有效的支持。而結(jié)合對STEM教育模式的融合應(yīng)用，可以通過科學(xué)、工程、技術(shù)、數(shù)學(xué)等方面內(nèi)容，組織開展豐富的活動，并引導(dǎo)學(xué)生與家長、學(xué)生與教師、學(xué)生與學(xué)生之間達(dá)成合作意向，共同對教學(xué)活動中涉及的科學(xué)元素和科學(xué)內(nèi)涵進(jìn)行挖掘，在獨(dú)立學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，使科學(xué)教學(xué)活動的效用得到充分發(fā)揮。

如部分學(xué)生在學(xué)習(xí)“為何三棱鏡在聚焦陽光一段時間后會出現(xiàn)火苗？”這一科學(xué)知識點(diǎn)的過程中存在困惑，為了讓學(xué)生形成對知識點(diǎn)內(nèi)容的深化理解，教師就可以將學(xué)生劃分為多個學(xué)習(xí)小組，要求學(xué)生以小組為單位進(jìn)行獨(dú)立探究。在此過程中，結(jié)合STEM教育理念的指導(dǎo)，教師可以引導(dǎo)學(xué)生搜集與此相關(guān)的科學(xué)資料，營造科學(xué)探究的氛圍，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)相應(yīng)的情境，進(jìn)而聯(lián)系學(xué)生生活實(shí)際，指導(dǎo)學(xué)生利用身邊的物品，合作完成簡單的科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對“為何三棱鏡在聚焦陽光一段時間后會出現(xiàn)火苗？”進(jìn)行解析，使學(xué)生在合作探究的基礎(chǔ)上解決學(xué)習(xí)問題，提高學(xué)生的獨(dú)立學(xué)習(xí)能力，確保學(xué)生可以形成對科學(xué)知識的深入理解，在保證學(xué)生全員參與并強(qiáng)化學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作能力的前提下，為學(xué)生全面發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的保障。

三、設(shè)計(jì)技術(shù)實(shí)踐，彰顯教學(xué)開放性

基于STEM教育的應(yīng)用，對小學(xué)科學(xué)教育教學(xué)進(jìn)行改革創(chuàng)新，教師為了凸顯STEM教育的價值，真正促進(jìn)科學(xué)與數(shù)學(xué)、技術(shù)等的有機(jī)結(jié)合，還應(yīng)結(jié)合具體教學(xué)內(nèi)容，設(shè)置相應(yīng)的技術(shù)解析類型綜合實(shí)踐活動，在實(shí)踐探索的基礎(chǔ)上，深化思想認(rèn)識，確保學(xué)生的技術(shù)解析能力和實(shí)踐應(yīng)用能力得到全面的提高，在實(shí)踐體驗(yàn)中形成對科學(xué)技術(shù)知識內(nèi)容的深刻理解。所以在小學(xué)科學(xué)教育與STEM教育結(jié)合發(fā)展的實(shí)踐活動中，教師要針對具體的知識內(nèi)容，設(shè)計(jì)豐富多彩的技術(shù)類實(shí)踐活動，使學(xué)生的綜合學(xué)習(xí)能力得到鍛煉，保障教學(xué)效果。

例如在針對“環(huán)保知識”進(jìn)行教學(xué)的過程中，教師就可以結(jié)合STEM教育的應(yīng)用，引導(dǎo)學(xué)生綜合分析工程知識、數(shù)學(xué)知識和技術(shù)知識，對先進(jìn)的環(huán)保技術(shù)知識進(jìn)行分析，加深學(xué)生學(xué)習(xí)印象，提高教學(xué)效果。同時，教師也可以帶領(lǐng)學(xué)生到社會上參觀與環(huán)?？萍紕?chuàng)新相關(guān)的項(xiàng)目，在直觀了解環(huán)保技術(shù)研發(fā)工作流程和工作效能的基礎(chǔ)上，為學(xué)生提供使用先進(jìn)技術(shù)開展環(huán)保工作的條件，確保學(xué)生能對環(huán)保工作形成良好的體驗(yàn)，初步掌握簡單的環(huán)保工作技能，深化學(xué)生的理解，確保在學(xué)生不斷參與實(shí)踐活動和探索活動的過程中，能在頭腦中構(gòu)建相應(yīng)的環(huán)保知識體系，使學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和環(huán)保意識得到良好的培養(yǎng)。此外，在設(shè)計(jì)豐富實(shí)踐活動的過程中，教師也可以組織“小學(xué)生科學(xué)環(huán)保建議書”活動，指導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立完成建議書的撰寫，使他們明確認(rèn)識到自身在環(huán)保方面的責(zé)任，能應(yīng)用環(huán)保知識解決生活中的實(shí)際問題，切實(shí)凸顯科學(xué)學(xué)科課堂教學(xué)中人才培養(yǎng)成效。

綜上所述，在時代發(fā)展背景下，在全面推進(jìn)小學(xué)階段教育教學(xué)工作改革創(chuàng)新的過程中，科學(xué)教育作為能夠有效培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新素質(zhì)的教學(xué)內(nèi)容受到重視，并且如何實(shí)施動態(tài)化科學(xué)教學(xué)成為教師重點(diǎn)關(guān)注的問題。因此基于STEM教育的優(yōu)勢，在對小學(xué)科學(xué)教育教學(xué)活動進(jìn)行改革的過程中，十分有必要將STEM教育融入具體教學(xué)實(shí)踐中，為學(xué)生創(chuàng)造良好的科學(xué)學(xué)習(xí)條件，在提高教學(xué)效果的基礎(chǔ)上，為學(xué)生的未來全面發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

【作者單位：蘇州工業(yè)園區(qū)獨(dú)墅湖學(xué)校? 江蘇】