融合STEM理念的初中科學(xué)教學(xué)實(shí)踐探索分析

趙葉麗

摘 要：STEM是一種涉及多門學(xué)科的理念，其以培育學(xué)生的解決問題能力為目標(biāo)，通過多門學(xué)科綜合知識(shí)的引導(dǎo)，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)能力的提升。國內(nèi)多數(shù)學(xué)者對此問題進(jìn)行了綜合性的理論研究，并提出：融合STEM理念對初中科學(xué)教學(xué)的實(shí)踐具有重要作用。通過分析初中科學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀和相關(guān)理念基礎(chǔ)提出如何融合STEM理念創(chuàng)建新型教學(xué)模式。

關(guān)鍵詞：STEM理念;初中科學(xué)教學(xué);實(shí)踐探索

初中科學(xué)教學(xué)作為學(xué)生實(shí)踐能力提升的重要課堂，備受國內(nèi)教育工作者的重視，部分學(xué)者專家對初中科學(xué)教學(xué)實(shí)踐中所應(yīng)用的教學(xué)方法進(jìn)行了大量研究，提出了自己的相關(guān)看法，實(shí)踐證明，初中科學(xué)教學(xué)是初中課堂教學(xué)中不可或缺的一部分，具有重要的實(shí)際意義。本篇文章也通過分析融合STEM理論后初中教學(xué)課程的實(shí)踐效果，提出了自己的一些見解。

一、STEM教育

STEM教育自20世紀(jì)80年代首次提出，旨在培訓(xùn)學(xué)生在推理方向的發(fā)展能力，強(qiáng)調(diào)學(xué)生在科學(xué)的課堂中發(fā)掘自身跨學(xué)科能力，促進(jìn)學(xué)生對問題的分析與解決能力，實(shí)現(xiàn)與學(xué)習(xí)的深度結(jié)合，并適應(yīng)未來的實(shí)踐。

這一教育理念一經(jīng)提出，受到全國各地的廣泛關(guān)注，中國也于2017年通過頒布《中國STEM教育白皮書》，正式將STEM理論納入我國教學(xué)大綱，并強(qiáng)調(diào)此理論可以為我國的科學(xué)研究型人才提供較好的支撐，各學(xué)校應(yīng)貫徹此理念的落實(shí)實(shí)現(xiàn)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

二、初中科學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀分析

STEM理念在我校初中科學(xué)的教學(xué)實(shí)踐中也初見端倪，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（一）課程建設(shè)與實(shí)施并重，實(shí)現(xiàn)優(yōu)秀案例成冊

在初中科學(xué)課堂教學(xué)中滲透多學(xué)科教學(xué)模式使各初中教學(xué)工作者重視課程的教學(xué)建設(shè)和教學(xué)課程實(shí)施，提升了初中科學(xué)教學(xué)課堂的教學(xué)效率，實(shí)現(xiàn)了教學(xué)工作者直面課堂教學(xué)，善于發(fā)現(xiàn)初中科學(xué)教學(xué)課堂中實(shí)際存在的問題，并對其進(jìn)行改進(jìn)，保障了優(yōu)秀教學(xué)案例的累積。

（二）實(shí)現(xiàn)了可操作性能的嘗試，但仍存在一定的顧慮

STEM理念因其先進(jìn)性，在廣大教學(xué)課堂中得到實(shí)踐，并表現(xiàn)出了一定的可操作性，與教學(xué)課堂高度統(tǒng)一。但廣大教學(xué)工作者對其理念在課堂中的應(yīng)用仍存在一定的顧慮，擔(dān)心此理念在未來的教學(xué)功能中是否能持續(xù)發(fā)揮作用，將該理念運(yùn)用到初中教學(xué)課堂中未來將會(huì)得到怎樣的發(fā)展，變化如何，是否會(huì)朝著良好的狀態(tài)發(fā)展等等問題于現(xiàn)階段而言具有很大的不確定性。

三、在初中課堂教學(xué)中融合STEM理論的依據(jù)

（一）支架式學(xué)習(xí)理論

支架式學(xué)習(xí)理論是指在面對較為復(fù)雜的學(xué)習(xí)問題時(shí)，通過建立支架式的學(xué)習(xí)構(gòu)架，使學(xué)生能夠通過支架關(guān)鍵問題的實(shí)踐解決實(shí)現(xiàn)問題的逐步深入，從而達(dá)到自身的學(xué)習(xí)效果，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)能力的提升。STEM里面能夠借助構(gòu)建支架式的學(xué)習(xí)理論，使學(xué)生在多個(gè)學(xué)科中感受學(xué)習(xí)的魅力，并構(gòu)建相關(guān)學(xué)習(xí)架構(gòu)，促進(jìn)學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)。

（二）著名學(xué)者杜威的研究支撐

著名學(xué)者杜威認(rèn)為學(xué)習(xí)不應(yīng)以單一的知識(shí)學(xué)習(xí)為中心，而應(yīng)與行為相統(tǒng)一，在實(shí)踐中感受學(xué)習(xí)的真正魅力，并強(qiáng)調(diào)學(xué)生應(yīng)該在科學(xué)中感受真知，實(shí)現(xiàn)自身創(chuàng)造能力的提升，促進(jìn)改造世界。反對單純以知識(shí)為中心不與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)理念，有效支撐了STEM理念的發(fā)展。

四、在初中科學(xué)課堂教學(xué)中融合STEM理念的教學(xué)意義

在初中科學(xué)教學(xué)課堂中融合STEM理念，有利于培養(yǎng)綜合的創(chuàng)新性人才，能夠有效支撐我國的人才培養(yǎng)計(jì)劃，促進(jìn)我國人才儲(chǔ)備量的提升，具有重要的實(shí)際意義，具體意義體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（一）有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)科學(xué)的興趣，培養(yǎng)興趣型人才

在初中科學(xué)課堂教學(xué)中，通過引入STEM理念可以使學(xué)生在科學(xué)課堂中感受到學(xué)科綜合的魅力，提升其對科學(xué)的求知欲，以此來有效增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。比如，學(xué)生對自然中的各種現(xiàn)象表現(xiàn)出強(qiáng)有力的興趣，諸如“為什么冬天下雪？”“為什么路上會(huì)有裂縫？”“為什么樹上要涂白色的石灰？”等問題，學(xué)生通過觀察大自然發(fā)現(xiàn)問題，從而表現(xiàn)出強(qiáng)烈的求知欲，培育其解決問題的能力。

（二）實(shí)現(xiàn)效率型科學(xué)研究，有利于培養(yǎng)創(chuàng)新型人才

培養(yǎng)學(xué)生的求知欲能夠使學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)提高，而在初中科學(xué)課堂教學(xué)中，通過融合多種學(xué)科理念，使學(xué)生在科學(xué)課堂教學(xué)中獲取知識(shí)，了解科學(xué)的內(nèi)涵等，并通過自身的方法求證自然界中存在的相關(guān)問題，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)，這與我國的教育人才培養(yǎng)理念不謀而合。

五、教學(xué)過程

如何在初中科學(xué)課堂中運(yùn)用STEM理念是廣大初中教學(xué)工作者的重點(diǎn)關(guān)注對象之一，主要可以從以下幾個(gè)方面展開。

（一）合理設(shè)置教學(xué)內(nèi)容

教學(xué)內(nèi)容的合理設(shè)置有利于提高初中科學(xué)課堂的合理性與科學(xué)性，從而使學(xué)生能夠感受科學(xué)的遞進(jìn)性，因此，教師需與自身教學(xué)教材相結(jié)合，深入研究STEM理念在初中科學(xué)課堂設(shè)計(jì)中的使用案例典范，并且結(jié)合自身教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的實(shí)際特點(diǎn)開展教學(xué)，以保證學(xué)生能夠接受初中科學(xué)教學(xué)課堂的實(shí)際內(nèi)容。例如，教師可以通過教材中的《科學(xué)入門》《多姿多彩的生物》等章節(jié)實(shí)現(xiàn)學(xué)生簡單探究活動(dòng)的設(shè)計(jì)，并在課堂中將設(shè)計(jì)的實(shí)際作用發(fā)揮出來，讓學(xué)生運(yùn)用多方思維解決問題，并強(qiáng)調(diào)自己動(dòng)手找到答案。

其中，基于STEM教育理念下展開初中科學(xué)復(fù)習(xí)拓展課也是一項(xiàng)有效的教學(xué)途徑，能夠?qū)崿F(xiàn)新課教學(xué)內(nèi)容的鞏固、應(yīng)用、補(bǔ)充以及拓展。就拿浙教版科學(xué)七年級(jí)上冊第1章第4節(jié)《科學(xué)測量》新課教學(xué)為例說明，可考慮開設(shè)《面包測定儀制作》的STEM復(fù)習(xí)拓展課，整體教學(xué)環(huán)節(jié)應(yīng)當(dāng)圍繞如下幾點(diǎn)展開：

其一，聚焦核心實(shí)際問題：為間接了解面粉優(yōu)劣程度以及相應(yīng)的烘焙效果，需測量面包體積。你可以自主制作簡易面包測定儀嗎？

其二，設(shè)計(jì)與制作

①方案設(shè)計(jì)：提供如下器材，用于簡易面包測定儀的設(shè)計(jì)以及制作（現(xiàn)場提供制作工具）。a.面包;b.廢棄可樂瓶;c.量筒;d.水;e.細(xì)砂;f.油菜籽等等。

②產(chǎn)品制作：通過廢棄可樂瓶、量筒以及油菜籽等已有的器具與材料，制作簡易面包測定儀。

（二）與STEM高度銜接，創(chuàng)立自身教學(xué)模式

為了使STEM理念能夠與初中科學(xué)教學(xué)課堂深入銜接，筆者通過借鑒先進(jìn)的吸引、探究、解釋、評(píng)價(jià)教學(xué)模式，結(jié)合自身的教學(xué)特點(diǎn)，通過與學(xué)生自身的學(xué)習(xí)實(shí)際情況相結(jié)合，在課中注重挖掘?qū)W生對課題的吸引，并注重學(xué)生對問題進(jìn)行探究與解釋，從而實(shí)現(xiàn)自身的評(píng)價(jià)。

學(xué)生都比較容易接受融合STEM理念的初中科學(xué)知識(shí)。比如，在探究“眼的結(jié)構(gòu)與功能”中，在該模式的引導(dǎo)下，學(xué)生借助恰當(dāng)?shù)挠^察方式，把科學(xué)、技術(shù)二者相融合，通過分析與探究，獲得實(shí)踐結(jié)論。同時(shí)，也在這一過程中體驗(yàn)到了知識(shí)的價(jià)值與解釋實(shí)際問題的樂趣。針對此環(huán)節(jié)的教學(xué)設(shè)計(jì)可參考下圖。

（三）落實(shí)融合STEM教學(xué)理念的評(píng)價(jià)

在初中課堂教學(xué)中，我們應(yīng)充分挖掘教學(xué)理念的本質(zhì)內(nèi)容，通過結(jié)合多種學(xué)科的學(xué)習(xí)知識(shí)，使學(xué)生能夠通過不同的形式表達(dá)自身的看法，并能夠在科學(xué)教學(xué)課堂中實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)計(jì)劃的探究與取證，在落實(shí)STEM教學(xué)理念時(shí)，學(xué)生還可以通過與團(tuán)隊(duì)合作的方式表達(dá)自身的相關(guān)看法，以備查漏補(bǔ)缺，促進(jìn)實(shí)踐環(huán)節(jié)的順利進(jìn)行。教學(xué)工作者還可以通過設(shè)置實(shí)際展示環(huán)節(jié)，使學(xué)生通過實(shí)際展示掌握學(xué)生的實(shí)際把握內(nèi)容與把握程度，促進(jìn)學(xué)生綜合學(xué)習(xí)能力的提升。

（四）課后學(xué)生的自身發(fā)展要求

1.反思與完善

在科學(xué)課堂教學(xué)完成后，學(xué)生不應(yīng)就此將科學(xué)扔到一邊，而應(yīng)將科學(xué)教學(xué)內(nèi)容納入生活，在生活中進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的反思與完善，促進(jìn)學(xué)習(xí)的鞏固與提升，相關(guān)學(xué)者認(rèn)為：反思與完善是學(xué)生課后學(xué)習(xí)并實(shí)現(xiàn)自身完善的重要途徑之一，有效的反思與完善能夠促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)思維的開發(fā)與鞏固，實(shí)現(xiàn)其綜合發(fā)展。

2.完善自身，在課外鞏固科學(xué)學(xué)習(xí)

科學(xué)課堂主要培養(yǎng)學(xué)生觀察世界和改造世界的能力，因此，學(xué)生應(yīng)在課外保持對科學(xué)世界的探索能力與好奇心，積極探索新知識(shí)，表達(dá)新看法。教學(xué)工作者也可以通過設(shè)置更高級(jí)別的科學(xué)教學(xué)課堂，使有興趣的學(xué)生能夠更積極地參與到高級(jí)課堂中，繼續(xù)開發(fā)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，從而為國家的科學(xué)人才提供更強(qiáng)的支撐。

六、教學(xué)反思階段

將STEM理念融入初中科學(xué)教學(xué)課堂中，不僅對學(xué)生的能力培養(yǎng)有一定幫助，還對教學(xué)工作者提出了新的要求，教學(xué)工作者應(yīng)當(dāng)在教學(xué)的過程中不斷反思自身，使自身工作素養(yǎng)能夠滿足教學(xué)工作崗位的實(shí)際需要，促進(jìn)自身教學(xué)素養(yǎng)的提升。

通過融合實(shí)踐分析，STEM理念要求教師具有良好的科學(xué)素養(yǎng)，即對世界的積極認(rèn)知能力，在教授學(xué)生如何觀察世界、發(fā)現(xiàn)問題并解決問題時(shí)，應(yīng)首先培養(yǎng)自己的相關(guān)能力，為教學(xué)工作奠定較好的基礎(chǔ)。其次，教學(xué)工作者應(yīng)保持一顆善于學(xué)習(xí)與發(fā)現(xiàn)的心，能夠在科技迅速發(fā)展的今天，利用新型多媒體實(shí)現(xiàn)教學(xué)，促進(jìn)學(xué)生的理解能力的提升，實(shí)現(xiàn)科學(xué)課堂中STEM理念的良好應(yīng)用。

綜上所述，在初中科學(xué)教學(xué)課堂中滲透STEM教學(xué)理念有利于學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培育，因此，研究如何在初中科學(xué)教學(xué)課堂中充分發(fā)揮學(xué)生的能動(dòng)性意識(shí)，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)，是廣大教學(xué)工作者關(guān)注的重點(diǎn)環(huán)節(jié)之一?；诖?，本篇文章通過分析STEM理論的應(yīng)用現(xiàn)狀、初中科學(xué)教學(xué)課堂的具體應(yīng)用模式，實(shí)現(xiàn)了相關(guān)探討，望具有一定的參考價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

葛穎倩.融合STEM理念的初中科學(xué)教學(xué)實(shí)踐探索[J].上海課程教學(xué)研究，2019（Z1）：87-94.

編輯 王亞青