STEM教育理念下科學(xué)教學(xué)環(huán)節(jié)優(yōu)化策略的研究

趙睿

摘要：STEM 是科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、數(shù)學(xué)（Mathematics）四個學(xué)科的簡稱，STEM 教育在教學(xué)中引入各種學(xué)科的認知概念，不僅符合基礎(chǔ)學(xué)科發(fā)展的內(nèi)在規(guī)律，而且在幫助學(xué)生學(xué)習(xí)和培養(yǎng)綜合能力方面起著重要作用。

關(guān)鍵詞：STEM科學(xué)教學(xué)

作為教師，在充分了解文化教育課程教學(xué)內(nèi)容下，合理整合課堂教學(xué)內(nèi)容資源，全面優(yōu)化課堂這一重要教學(xué)環(huán)節(jié)，從而建立更加科學(xué)、更加合理的課堂教學(xué)基本結(jié)構(gòu)，為學(xué)生順利、全面地理解和掌握各個學(xué)科知識提供良好的條件。

一、優(yōu)化導(dǎo)入，整合多種學(xué)科認知資源

STEM教育理念的科學(xué)方法引入課堂后，老師根據(jù)學(xué)生的興趣特點，運用多種專業(yè)學(xué)科合理設(shè)計和匹配出學(xué)生感興趣的教學(xué)方案來，有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性。將各個學(xué)科領(lǐng)域的相關(guān)知識融會貫通整合到課堂中，創(chuàng)造出輕松和諧的課堂教學(xué)和學(xué)習(xí)環(huán)境。這種和諧的氛圍能成功激發(fā)學(xué)生對科學(xué)知識的憧憬和潛在的動力。比如說，數(shù)學(xué)的認知水平無處不在，運用數(shù)學(xué)故事和數(shù)學(xué)例題培養(yǎng)學(xué)生積極思考分析的能力，教師也可借助多媒體等現(xiàn)代先進技術(shù)，成功運用到STEM教育理念中。多媒體具有強大的顯示功能，兼顧立體、真實、直觀、生動、感染力強等優(yōu)勢，給學(xué)生帶來前所未有的視覺和聽覺的美好體驗，對活躍課堂氣氛，激發(fā)學(xué)生的熱情和提高課堂教學(xué)效率，發(fā)揮著不可估量的作用。

例如：在《植物的不同和相同》課堂導(dǎo)入時，老師使用多媒體交互功能來播放一組蕨類植物的圖片，畫面逼真、生動有趣，學(xué)生很快地不但認識蕨類植物還認識了紅彤彤的蘋果、黃燦燦的大豆、綠瑩瑩的黃瓜、羞答答的楊柳樹、筆直挺拔的白樺林，大千世界、千姿百態(tài)。學(xué)生們表現(xiàn)得積極而踴躍。有的學(xué)生說：我可以看到路旁的梧桐樹，并且還能聞到淡淡的梧桐花香呢;還有的同學(xué)說：我能看到花園里的月季花和美人蕉。這時老師繼續(xù)提問：蕨類植物主要特征和其它植物的區(qū)別在哪里呢？教師利用多媒體展示豐富的圖片、動畫，鼓勵學(xué)生進行現(xiàn)場認知、理解和分析。多媒體技術(shù)廣泛地應(yīng)用于教學(xué)中，為學(xué)生提供了一個更好的學(xué)習(xí)環(huán)境，利用多媒體技術(shù)和實際生活緊密相連，由植物認識到環(huán)境的重要性，植物的生長離不開環(huán)境，那么我們?nèi)祟愐惨粯?，環(huán)境造就了人，認識到保護我們賴以生存的地球生態(tài)環(huán)境平衡是我們的使命和責(zé)任，以及怎樣用科學(xué)的方法降低各種污染和去除有害氣體等等方面。通過相同和不同植物的區(qū)分，引出保護環(huán)境的概念，并運用物理、化學(xué)和數(shù)學(xué)的科學(xué)知識解決環(huán)境污染的問題。通過這堂課，使學(xué)生不但能夠?qū)ο嗤筒煌闹参锍錾赝瓿捎^察和分析，還能把抽象的化學(xué)、物理、數(shù)學(xué)等領(lǐng)域有機地結(jié)合起來。

二、優(yōu)化引導(dǎo)，拉近科學(xué)現(xiàn)實認知距離

傳統(tǒng)的課堂教學(xué)主要是以教師為主導(dǎo)，老師在講臺上滿堂灌，學(xué)生在下面被動接受的畫面場景，課堂上的氣氛單調(diào)而凝固，使學(xué)生感到枯燥乏味，致使學(xué)習(xí)興趣和效率低下，STEM教育理念介入之后，可以整合優(yōu)化各學(xué)科資源，以扭轉(zhuǎn)以往課堂教學(xué)效果不盡人意的局面。各種學(xué)科認知水平廣泛深入和滲透，極大地改善了課堂教學(xué)氛圍，提高了學(xué)生參與的熱情和主動性，在老師的引導(dǎo)下，大家積極主動的配合，進行詳細的分析和論證，不僅可以培養(yǎng)學(xué)生互幫互助的團隊精神，而且學(xué)生之間的友誼也得到了升華，在深入教學(xué)活動中，加深了對課堂內(nèi)容的認知，從而高效地完成課堂教學(xué)

內(nèi)容。

例如：學(xué)習(xí)《生命離不開水》時，教師積極引導(dǎo)學(xué)生：水由哪里來？生長中植物的水分是多少？怎么比較？學(xué)生們進行了熱烈的討論，并用事先準備好的各種植物和工具展開榨汁和取水活動。有的學(xué)生用刀子拍、有的用錘子打、有的干脆上五指掌、更有的學(xué)生帶來了榨汁機，課堂上充滿了歡樂的氣氛。老師要求學(xué)生先自己進行比較、理解和認知各種植物的水分含量的區(qū)別，通過對比，梨的含水量要高于蘋果、蘿卜的含水量比土豆高等等一系列的結(jié)果。教師在多學(xué)科認知水平的幫助下，積極地指導(dǎo)學(xué)生進行各種操作，理論和實際有機地結(jié)合起來。讓學(xué)生使用各種工具擠水，這些工具和技術(shù)涉及數(shù)學(xué)、力學(xué)、電學(xué)、生理學(xué)等相關(guān)的基本認知。在實踐操作中，加深了學(xué)生對各種植物水分的了解，進一步把各個學(xué)科領(lǐng)域的知識滲透進來，從而促進各門學(xué)科的學(xué)習(xí)和發(fā)展。

三、優(yōu)化實驗，培養(yǎng)綜合學(xué)科思維能力

STEM教育科學(xué)理論包含了大量的實驗內(nèi)容，這種科學(xué)方法是課堂教學(xué)的關(guān)鍵切入點。教師應(yīng)對涉及的各種問題用實驗的方法進行驗證，并持續(xù)優(yōu)化實驗驗證方法，以便更科學(xué)的解決問題。鼓勵學(xué)生充分利用這種行之有效的方法，不斷探索和提高更多更新的操作方法和技能，引導(dǎo)學(xué)生相互學(xué)習(xí)交流并開展學(xué)科領(lǐng)域的學(xué)習(xí)和研討，幫助學(xué)生逐步建立科學(xué)研究實驗的認知，用實驗來支持科學(xué)理論的正確性，從而促進學(xué)生形成科學(xué)的理論知識和科學(xué)實驗完整的識別知識體系，為學(xué)好各個學(xué)科奠定基礎(chǔ)。

例如：在學(xué)習(xí)《紙》相關(guān)內(nèi)容時，老師讓學(xué)生在上課前準備好各種各樣的紙、繃帶、鐵絲網(wǎng)、棍子和豆?jié){等。老師首先要求學(xué)生分組研究各種紙不同的特點和用途。每個小組開始采取行動，很快就取得了科研成果：光滑細膩的紙、粗糙的紙、紙板、軟紙、吸水率高的紙、吸水率低的紙等各式各樣的紙。緊接著，老師指導(dǎo)學(xué)生用預(yù)先準備好的材料做一張紙。將舊報紙浸入冷水中，用木棍搗碎，再把豆?jié){倒入搗碎的廢紙容器中，做成紙漿原料，再用鐵絲網(wǎng)過濾，最后均勻地鋪開放在白色紗布上，在太陽光下暴曬，待水氣完全蒸發(fā)后，最終獲得成品紙。在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生進行紙的實驗，所涉及各個領(lǐng)域跨學(xué)科知識的教學(xué)內(nèi)容實踐，從力學(xué)、化學(xué)、歷史、語文等方面具有非常明顯的滲透。在實踐過程的中，學(xué)生不但圓滿地完成了神奇的造紙實驗，還提高了各個學(xué)科的綜合思維

能力。

綜上所述，STEM教育有利于提高學(xué)生科學(xué)知識的整體素質(zhì)。教師開展跨學(xué)科課程教學(xué)，不僅為學(xué)生學(xué)習(xí)橫向認知創(chuàng)造了條件，而且有效地提高了學(xué)生學(xué)習(xí)各個學(xué)科的效率，將STEM教育理念整合到課堂教學(xué)中，成為各個學(xué)科緊密相連的紐帶，互相促進，共同發(fā)展。