STEM理論下小學(xué)科學(xué)課程建構(gòu)發(fā)展研究

朱秀秀

【摘 要】STEM教育倡導(dǎo)融科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)于一體，主張跨學(xué)科學(xué)習(xí)。小學(xué)科學(xué)具有較強的綜合性，涵蓋了地理、物理、化學(xué)等多種學(xué)科知識，適合引入STEM理論進行教學(xué)。本文先對STEM理論進行了概述，重點研究了STEM理論下小學(xué)科學(xué)課程建構(gòu)發(fā)展策略，希冀能為進一步提升小學(xué)科學(xué)教學(xué)有效性建言。

【關(guān)鍵詞】STEM理論;小學(xué)科學(xué);課程建構(gòu)

STEM理論結(jié)合了技術(shù)（Technology）、科學(xué)（Science）、工程（Engineering）與數(shù)學(xué)（Mathmatics）等多門學(xué)科知識，其倡導(dǎo)以項目學(xué)習(xí)、問題解決為導(dǎo)向來組織課程，培養(yǎng)學(xué)生跨學(xué)科解決問題的能力[1]。小學(xué)科學(xué)涵蓋了地理、物理、化學(xué)等多種學(xué)科知識，具有較強的綜合性，與STEM理論具有較高的契合度。為更好地提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，小學(xué)學(xué)校應(yīng)基于STEM理論下對小學(xué)科學(xué)課程進行新的建構(gòu)發(fā)展，以確保小學(xué)科學(xué)教育目標(biāo)順利實現(xiàn)。

一、STEM理論概述

20世紀(jì)80年代，美國提出了STEM理論。STEM并非是技術(shù)、科學(xué)、工程與數(shù)學(xué)四門學(xué)科的單一性的疊加，而是彼此自然地交叉融合并形成一個新的整體。技術(shù)是為了社會發(fā)展需要，人們在社會經(jīng)濟發(fā)展歷程中創(chuàng)造的方法和技能的總稱;科學(xué)是人們在實踐中，經(jīng)過理論與事實論證而發(fā)現(xiàn)客觀世界各類事物的屬性特點和運動規(guī)律;工程是科學(xué)和數(shù)學(xué)的某種應(yīng)用，人們在自然科學(xué)理論指導(dǎo)下，通過結(jié)構(gòu)、機器、產(chǎn)品、系統(tǒng)和過程，充分利用自然界的物質(zhì)和能源特性，高效、高質(zhì)地做出對人類有用的東西;數(shù)學(xué)是研究數(shù)量、結(jié)構(gòu)、變化、空間以及信息等內(nèi)容的自然學(xué)科，也是形式科學(xué)的一種，作為學(xué)習(xí)和研究現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)必不可少的基本工具，其通過分析現(xiàn)實世界空間表現(xiàn)方式與數(shù)量關(guān)系，來為社會經(jīng)濟發(fā)展提供服務(wù)。盡管STEM理論源自美國，但其有別于傳統(tǒng)的單學(xué)科、重書本知識的教育方式，能促進學(xué)生實現(xiàn)全面、綜合的發(fā)展，因此從根本上符合社會對人才的普遍需求，在全球受到了推崇。我國在2015年11月，將STEM教育納入下一個五年規(guī)劃中，關(guān)于STEM理論相關(guān)的教育研究也逐漸增多。如王然認(rèn)為應(yīng)將STEM教育理念融入科學(xué)課程教學(xué)設(shè)計中，以培養(yǎng)學(xué)生的跨學(xué)科思維、復(fù)合思維及創(chuàng)造性思維能力[2];劉韜容，肖化認(rèn)為，可從教學(xué)情境、課程教學(xué)和課程評價三方面，推動STEM教育與小學(xué)科學(xué)課程的有機融合[3]。

二、STEM理論下小學(xué)科學(xué)課程建構(gòu)發(fā)展策略

（一）基于STEM理論優(yōu)化課程設(shè)計

STEM理論強調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的開拓和創(chuàng)造能力，在對小學(xué)科學(xué)課程進行優(yōu)化設(shè)計時，要綜合考慮教育目標(biāo)、教學(xué)、學(xué)生、教師等多種因素，以提升課程設(shè)計的科學(xué)性、合理性?；赟TEM理論的科學(xué)課程要重視PBL項目式教學(xué)，讓主題變得新穎、有趣，并設(shè)置成若干小項目，分別組織學(xué)生進行探究學(xué)習(xí)。這樣能使學(xué)生快速進入角色，明確各自的分工，根據(jù)問題導(dǎo)向找到有效解決方法。STEM理論不是讓學(xué)生去做，而是更強調(diào)讓學(xué)生想做，在做的過程中得到鍛煉和提升。在優(yōu)化小學(xué)科學(xué)課程教學(xué)目標(biāo)時，要明確課程教育目的，根據(jù)學(xué)生的知識掌握能力、心理成長特點、動手能力等各種因素，設(shè)計更加符合小學(xué)生的小學(xué)科學(xué)課程教學(xué)目標(biāo)。項目與活動的設(shè)計應(yīng)以知識點作為活動的主線，通過知識點來幫助學(xué)生建構(gòu)正確的科學(xué)知識體系。課程評價應(yīng)做到多元化，從不同角度，運用不同模式、不同標(biāo)準(zhǔn)進行評價，評價的對象既要包括課堂教師教、學(xué)生學(xué)的效果，也要對教師和課程中的資源分配情況進行評價。

（二）增加課程內(nèi)容趣味性

相關(guān)研究表明，小學(xué)階段學(xué)生的注意力維持穩(wěn)定的時間約為20-25分鐘，因此，在對小學(xué)科學(xué)課程進行完善時，應(yīng)在教育及認(rèn)知發(fā)展規(guī)律導(dǎo)向下，根據(jù)小學(xué)生的身心特點與興趣愛好，最大可能地提高課程的趣味性和豐富性，理論部分要言簡意賅，這樣才能以趣激學(xué)，吸引學(xué)生積極主動地參與課程學(xué)習(xí)。工程設(shè)計是工程的核心，也是將STEM教育融入小學(xué)科學(xué)課程的突破口。例如，在學(xué)習(xí)“光”的內(nèi)容時，教材原有的內(nèi)容是先對相關(guān)科學(xué)知識進行介紹，然后再通過制作和評價太陽能熱水器來進行實踐。盡管其做到了理論和實踐一體化，卻未有真實的任務(wù)或項目驅(qū)動，中規(guī)中矩的教學(xué)內(nèi)容難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。解決此問題，可先借助圖片、視頻等現(xiàn)代化教學(xué)方式，來構(gòu)建一個真實的工程問題情境：在能源緊缺、環(huán)境污染背景下，作為新能源中的一種，太陽能具有非?？捎^的應(yīng)用前景，開發(fā)利用太陽能可以應(yīng)對能源危機、保護自然環(huán)境。在此基礎(chǔ)上，引出太陽能熱水器設(shè)計與制作任務(wù)與要求。學(xué)生在工程問題解決的教學(xué)模式下，了解背景知識，思考位置和朝向、支架傾斜度、材料等對太陽能熱水器集熱效能的影響，進而在教師的指導(dǎo)下，設(shè)計出一款太陽能熱水器。最后，采用多元化課程評價方式，應(yīng)用最具STEM特色的項目評價量表，來對學(xué)生的項目學(xué)習(xí)結(jié)果進行評價。這種趣味性強的課程，不僅有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)造能力，使學(xué)生掌握工程設(shè)計在落實科學(xué)和工程知識學(xué)習(xí)、技術(shù)和數(shù)學(xué)中的應(yīng)用。

三、結(jié)語

綜上所述，傳統(tǒng)的小學(xué)科學(xué)課程，重視學(xué)生的認(rèn)知學(xué)習(xí)，而忽視對學(xué)生知識應(yīng)用能力和創(chuàng)新創(chuàng)造精神的培養(yǎng)。STEAM理論是一種重實踐的超學(xué)科教育理念，在其指導(dǎo)下對小學(xué)科學(xué)課程進行重新建構(gòu)和優(yōu)化發(fā)展，將能更好地提高小學(xué)科學(xué)的教學(xué)有效性，全面提高小學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，增強其未來發(fā)展能力。

參考文獻：

[1]孫燕.STEM教育在小學(xué)科學(xué)課程中的融合[J].教育科學(xué)論壇，2018（32）.

[2]王然.基于STEM理念的小學(xué)科學(xué)課程研究與設(shè)計[J].科學(xué)大眾（科學(xué)教育），2020（02）.

[3]劉韜容，肖化.STEM教育融入小學(xué)科學(xué)課程的改革路徑與實踐探索[J].基礎(chǔ)教育參考，2019（17）.