STEM教育理念在小學科學中的應用

陸健紅

STEM教育是把科學、技術、工程、數(shù)學四大學科融合起來的課程，旨在培養(yǎng)學生的STEM素養(yǎng)，學科融合是其顯著特征，創(chuàng)新素質(zhì)是其核心素養(yǎng)，STEM屬于一種大融合教育理念。STEM教育起源于美國，而今在國內(nèi)中小學課堂頗為流行，許多教師嘗試在課堂教學中滲透STEM教育理念，變革課堂教學模式，讓學科教學綻放異彩。筆者利用科學課程的優(yōu)勢，將STEM教育引入科學教學，把科學課堂作為STEM教育的平臺，讓小學科學散發(fā)STEM教育的味道。

一、整合多方資源，精選適宜的活動項目

從廣義上講，STEM教育是一種綜合實踐活動課程，將多門學科融合到一起。科學活動課程是開展STEM教育的最佳平臺，無論科學探究還是STEM教育，都離不開活動項目，但是并非每一個科學活動項目都適宜STEM教育。富有STEM教育色彩的科學探究活動，是一種項目化研究，需要以合適的項目為載體，該項目具有跨界性，可以兼顧到科學、工程、技術、數(shù)學知識，能夠融科學活動、工程活動、技術活動和數(shù)學活動于一體。因此，教師要精心選擇和設計科學活動項目，方能彰顯STEM教育的理念，實現(xiàn)科學素養(yǎng)與STEM素養(yǎng)的共育。

教師在小學科學教學中要做有心人，善于發(fā)現(xiàn)和利用各種素材，結合現(xiàn)有小學科學教材內(nèi)容整合多方教學資源，建構STEM特色的科學活動課程資源，讓科學探究活動成為STEM教育的有效路徑。教師可以從歷史故事、童話故事中提取素材，將其開發(fā)為富有STEM教育味道的科學活動項目。譬如，筆者在教學五年級下冊的《形狀與結構》一單元后，結合《魯濱遜漂流記》故事開發(fā)設計《魯濱遜的小木屋》活動項目，融STEM教育于科學探究活動之中。在《神奇的機械》單元教學結束后，筆者又結合學生實際，利用身邊的資源開發(fā)設計了“多功能修正帶”研究項目，組織學生開展工程、技術、數(shù)學等多維度的科學探究活動，將科學教學披上STEM教育的外衣。

二、引領親歷實踐，散發(fā)靈動的工程味道

蕭伯納說過：“一個人只有經(jīng)過東倒西歪的、讓自己像個笨蛋那樣的階段才能學會滑冰?！贝搜缘莱隽藢嵺`之于學習的重要性，實踐能力與創(chuàng)造能力是人發(fā)展的關鍵性能力，而這些能力的培養(yǎng)必須依靠實踐，只有讓學生在做中學，通過實踐活動的洗禮，在親手操作中磨煉，才能有效形成。

實踐體驗既是科學探究的途徑，也是STEM教育的重要路徑，實踐是科學教學與STEM教育的契合點，學生借助靈動的雙手去探究體驗，獲得科學知識的自主建構和能力的有效發(fā)展。教師要給學生搭建實踐的舞臺，引領學生親歷實踐制作過程，讓學生在動手操作中學習。筆者通過組織一些工程類活動，帶領學生開展工程設計與工程制造，親手制作完成作品。例如，在教學《造房子》一課時，筆者為學生創(chuàng)設了“魯濱遜漂流記”的故事情境，在有趣的情境中提出“小木屋”主題活動任務，接著讓學生在小組合作中開展工程設計，畫出小木屋的圖稿，在畫出初稿后，組織各小組展示交流，相互評議碰撞，借助集體的智慧進行工程技術優(yōu)化，對圖紙進一步修改完善，設計活動培養(yǎng)了學生的技術優(yōu)化意識，讓課堂彌漫濃郁的技術芳香。在前期準備活動結束之后，筆者給各組提供了木板、鋼尺、美工刀、膠水等材料，讓學生親手建造小木屋，他們先搭建框架，后進行屋面施工，井然有序地動手制作，整個課堂散發(fā)著靈動的工程味道，一座座精致的小木屋在心靈手巧的學生手中誕生了。

三、開展數(shù)據(jù)統(tǒng)計，洋溢嚴謹?shù)臄?shù)學芬芳

“數(shù)支配著宇宙，數(shù)學是無窮的科學?！笨茖W與數(shù)學之間有著千絲萬縷的聯(lián)系，小學科學離不開數(shù)學，數(shù)學也是STEM教育的要素，數(shù)學是聯(lián)通科學教學與STEM教育的橋梁，科學探究以及工程技術都以數(shù)學為支撐。STEM教育理念輝映下的科學課堂需要體現(xiàn)數(shù)學的味道。因此，教師在教學中要設計相應數(shù)學活動，應用數(shù)學知識去解決實際問題，助力科學探究活動。

基于STEM教育理念的科學教學，應當通過測量、計算等數(shù)學活動讓科學課堂散發(fā)濃濃的STEM味道。教師可以組織學生開展數(shù)學觀察、測量，引導學生從數(shù)學的角度對工程設計和制作進行優(yōu)化，讓作品更加科學嚴謹。在教學《造房子》一課時，筆者設計了一系列數(shù)學活動，為學生創(chuàng)造數(shù)學思維的機會，將數(shù)學與科學有機對接，組織學生開展數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，讓設計更加精準嚴密，讓課堂洋溢著嚴謹?shù)臄?shù)學味道。例如，在繪制小木屋樣稿時，指導學生根據(jù)圖紙的大小考慮合適的比例，以使圖稿設計美觀精準，在制作小木屋過程中，讓學生用鋼尺仔細測量木板的長度、寬度，在計算屋面的坡度時，力求使屋面在牢固、美觀的前提下，還利于雨水的流瀉。

STEM教育理念燭照下的科學教學如同一首大協(xié)奏曲，由科學探究、工程制造、數(shù)學活動、等樂器協(xié)同演奏出美妙的樂曲。讓我們精選科學活動項目，精設科學探究流程，引領學生親歷實踐過程，巧妙運用數(shù)學知識和工程技術解決科學問題，將STEM教育有機地融入科學教學，讓科學課堂彌漫STEM教育的芳香。

（作者單位：江蘇省啟東實驗小學）

責任編輯：潘中原