讓STEM理念下的科學(xué)課堂走向智慧和深刻

王婷玉

STEM教育是一種跨學(xué)科的綜合教育理念和方法，是學(xué)生借助多個(gè)學(xué)科的知識(shí)，在真實(shí)的場(chǎng)景中進(jìn)行項(xiàng)目學(xué)習(xí)，進(jìn)而解決問(wèn)題的一種綜合性的教育。將STEM理念融入小學(xué)科學(xué)的課堂教學(xué)之中，有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，豐富教學(xué)內(nèi)容，提升學(xué)生的綜合素質(zhì)。本文在立足STEM教學(xué)理念的基礎(chǔ)上，結(jié)合具體的教學(xué)實(shí)踐，對(duì)小學(xué)科學(xué)課堂的組織策略進(jìn)行探究，以便讓教學(xué)更加智慧和深刻。

小學(xué)科學(xué)，是一門(mén)涵蓋面較廣、綜合性較強(qiáng)的學(xué)科，開(kāi)設(shè)課程的目的是為了培養(yǎng)小學(xué)階段學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力、創(chuàng)新探究能力。在小學(xué)科學(xué)的課堂教學(xué)中合理地融入STEM理念，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)、發(fā)展學(xué)生的綜合探究能力都有積極的促進(jìn)作用。那么，又該如何組織小學(xué)科學(xué)課堂呢？下面我們來(lái)進(jìn)一步分析。

一、改變概念構(gòu)建方式，豐富課堂教學(xué)內(nèi)容

在以往的教學(xué)中，概念的建構(gòu)主要是用數(shù)學(xué)、科學(xué)知識(shí)，或者是教師所提供的技術(shù)手段?，F(xiàn)在STEM教育理念要求學(xué)生能夠?qū)W會(huì)應(yīng)用科學(xué)前概念，通過(guò)對(duì)數(shù)學(xué)、技術(shù)、設(shè)計(jì)等方面知識(shí)的學(xué)習(xí)和整合解決實(shí)際遇到的問(wèn)題，這也為學(xué)生在獲得科學(xué)知識(shí)的同時(shí)發(fā)展其他學(xué)科的能力提供了基礎(chǔ)。

例如，在教學(xué)教科版小學(xué)科學(xué)三年級(jí)上冊(cè)中“哪種材料硬”的時(shí)候，在教材中，設(shè)計(jì)的是運(yùn)用木條、卡紙、鐵釘和塑料尺這幾種物體互相刻畫(huà)，同時(shí)進(jìn)行劃痕的比較，之后根據(jù)實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象，對(duì)上面物體的硬度進(jìn)行排序，并且將教材中所羅列的數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)表格填寫(xiě)完整，進(jìn)行匯報(bào)。而運(yùn)用STEM的教育理念再次聚焦該環(huán)節(jié)，可以對(duì)填寫(xiě)數(shù)學(xué)表格這一環(huán)節(jié)進(jìn)一步挖掘。學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究的時(shí)候，可以先不讓學(xué)生進(jìn)行表格的填寫(xiě)，在實(shí)驗(yàn)完成之后，讓學(xué)生直接進(jìn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)果的匯報(bào)。學(xué)生在對(duì)上面幾種物體的硬度進(jìn)行排序的時(shí)候，基本上是不會(huì)出現(xiàn)差錯(cuò)的，但是要讓他們說(shuō)出為什么要這樣排序，他們就一臉不知所措。此時(shí)，學(xué)生很想知道怎樣去表達(dá)剛剛出現(xiàn)的現(xiàn)象，教師要能夠巧妙地抓住這個(gè)切入點(diǎn)，教授學(xué)生設(shè)計(jì)用于統(tǒng)計(jì)的表格，表格設(shè)計(jì)好了之后，立刻投入到這個(gè)實(shí)驗(yàn)之中。學(xué)生們會(huì)發(fā)現(xiàn)將剛剛實(shí)驗(yàn)的結(jié)果填寫(xiě)到表格之后，相關(guān)的結(jié)果清晰可見(jiàn)，而且看起來(lái)也非常有條理。

通過(guò)上面實(shí)踐，我們可以發(fā)現(xiàn)，將STEM教育理念融入小學(xué)科學(xué)課堂，一方面能夠促進(jìn)教師對(duì)教材進(jìn)行更深層次的挖掘，開(kāi)闊教師的視野;另一方面也可以改變概念構(gòu)建的方式，使得教學(xué)的內(nèi)容更加豐富，促進(jìn)學(xué)生綜合能力的提升與發(fā)展。

二、靈活處理教材資源，促進(jìn)課堂結(jié)構(gòu)變更

以往的科學(xué)課程非常注重對(duì)知識(shí)的探究，而在STEM教育理念下，強(qiáng)調(diào)探究和實(shí)踐的結(jié)合，也就是說(shuō)，融入STEM學(xué)習(xí)方法之后的科學(xué)課堂，既要關(guān)注探究又要組織實(shí)踐。這也就要求我們要靈活教學(xué)組織策略，多元化地處理教材資源，促進(jìn)課堂結(jié)構(gòu)的改變。

在教學(xué)教科版小學(xué)科學(xué)三年級(jí)上冊(cè)《空氣占據(jù)空間嗎》這節(jié)課的時(shí)候，在教材中，是由“烏鴉喝水”進(jìn)行導(dǎo)入的，之后再給予學(xué)生時(shí)間，讓其自主探究。實(shí)驗(yàn)1：在瓶子里面裝上一些水，借助幾根吸管和一塊橡皮泥，在保證瓶子不被傾斜的情況下，是否可以利用空氣將水從瓶子中擠出來(lái)？在探究得出相關(guān)結(jié)果之后，再進(jìn)行另外一個(gè)實(shí)驗(yàn)——紙不濕實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行驗(yàn)證。在整個(gè)過(guò)程中，主要涉及了導(dǎo)入、探究、驗(yàn)證。而這節(jié)課如果采用STEM教育理念是需要增加一個(gè)環(huán)節(jié)的，那就是實(shí)踐。教學(xué)的過(guò)程也可以做相應(yīng)的調(diào)整，由導(dǎo)入、確立關(guān)鍵詞、探究和實(shí)踐，將原本用于驗(yàn)證的“紙不濕實(shí)驗(yàn)”更改成探究實(shí)驗(yàn)，在假設(shè)、論證、實(shí)驗(yàn)的環(huán)節(jié)之后，借助繪本的方式將思考的過(guò)程輕松呈現(xiàn)。之后，再次延伸實(shí)驗(yàn)：如果在杯子的底部有一個(gè)孔，會(huì)出現(xiàn)什么樣的現(xiàn)象？再讓學(xué)生經(jīng)歷一次假設(shè)、論證、實(shí)驗(yàn)的過(guò)程，以此強(qiáng)化學(xué)生對(duì)該節(jié)知識(shí)的理解和掌握，為后面的實(shí)踐環(huán)節(jié)奠定基礎(chǔ)。通過(guò)前面的積累，將實(shí)驗(yàn)1更改為實(shí)踐，要求學(xué)生通過(guò)論證和實(shí)踐，完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。這完全符合STEM的教學(xué)理念，更加關(guān)注學(xué)生在情境中的學(xué)習(xí)。

三、融合各科知識(shí)技能，組織多元教學(xué)活動(dòng)

要想把零散的知識(shí)有機(jī)地聯(lián)系在一起，需要我們建立起各個(gè)學(xué)科之間關(guān)聯(lián)，在思維和認(rèn)識(shí)上實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一。要想實(shí)現(xiàn)這樣一個(gè)過(guò)程，并不是一蹴而就的，它需要循序漸進(jìn)，通過(guò)組織多元的教學(xué)活動(dòng)逐步滲透。

例如，在教學(xué)教科版小學(xué)四年級(jí)上冊(cè)《聲音》單元的“尺子音高如何變化”的教學(xué)之后，可以給學(xué)生進(jìn)行拓展：聲音的高低可以借助音高來(lái)描述。音高是一個(gè)量，它反映物體振動(dòng)的快慢。而在音樂(lè)中，1-7的音調(diào)是一直在有規(guī)律地升高，在找到規(guī)律之后，可以試著對(duì)試管進(jìn)行改造，在里面加入一定量的水，試管也可變?yōu)闃?lè)器。其實(shí)，改造的過(guò)程穿插的就是技術(shù)的運(yùn)用。這也體現(xiàn)了STEM教育理念中項(xiàng)目的驅(qū)動(dòng)，也就是說(shuō)，如若教師在教學(xué)中能夠融合各科的知識(shí)技能，組織多元教學(xué)活動(dòng)，不僅能夠提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還能夠發(fā)展學(xué)生的綜合學(xué)科素養(yǎng)。

總而言之，STEM的核心是多個(gè)學(xué)科進(jìn)行整合，而小學(xué)階段正是打牢學(xué)生知識(shí)基礎(chǔ)、增進(jìn)學(xué)生知識(shí)積累的重要時(shí)期。教師要能夠通過(guò)改變科學(xué)概念的構(gòu)建方式，使得課堂教學(xué)內(nèi)容更加豐富，通過(guò)靈活處理教材資源，使得課堂結(jié)構(gòu)獲得變更，通過(guò)融合各科知識(shí)技能，讓教學(xué)活動(dòng)變得更加多元化，從而讓STEM理念下的小學(xué)科學(xué)課堂走向智慧和深刻。

【作者單位：淮安市實(shí)驗(yàn)小學(xué)? 江蘇】