STEM教育與小學科學教學的融合探析

鐘國青

摘要：小學科學本就是一門綜合性的學科，涉及數(shù)學、技術、科學等各方面的知識，STEM教育在小學科學中的融合，能促成學生的綜合探究應用能力、合作能力、解決問題的能力和交流能力的提升。因此，本人認為科學課程可以作為STEM教育的實施栽體，將STEM教育理念滲透于小學科學教學之中。本文以《用紙造一座“橋”》一課教學為例，談談科學教學中滲透STEM教育的策略。

關鍵詞：小學科學課程;STEM教育;融合;策略

一、選擇合適的主題，確立研究任務

STEM與科學兩者均以培養(yǎng)學生素養(yǎng)為宗旨，都以問題解決為驅(qū)動，以自主探究為核心。小學科學教材的科學問題數(shù)不勝數(shù)，我們身邊的每一件事和每一個現(xiàn)象都蘊含著豐富的科學知識和道理，都可以成為學生進行探究的載體。但是并非這所有的科學問題都適合作為STEM教育活動主題的。因為STEM教育著重于培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W思維，激發(fā)其對數(shù)理化的興趣。

例如教科版六上《形狀與結(jié)構》單元第8課《用紙造一座“橋”》一課就挺適合的。該課的教學目標主要是合作設計和建造一座“橋”，考慮造“橋”的要求、材料的特性和數(shù)量、形狀、結(jié)構等;讓學生通過設計、制作、交流的過程，體會設計的重要性。該課便于學生實踐操作，有利于融人技術、工程、數(shù)學等教學內(nèi)容，是STEM教育開展的良好契機。我在選定該內(nèi)容作為實施STEM教育主題后，在教學初始我用了大量世界各地不同種類的橋的圖片供學生欣賞，引導學生觀察橋的基本形狀、結(jié)構組合、連接技巧等，探究它們?yōu)楹芜@樣建造的原理，然后提出了設計制造一座紙“橋”的任務，引領學生探究紙“橋”的結(jié)構，設計繪制簡圖，最后動手制造模型。

二、組織融合性的探究，培養(yǎng)學生的多元思維

小學科學教育以培養(yǎng)學生的多元思維為方向，所以作為科學老師我們不能僅僅停留在按部就班地進行科學知識的傳授上。在科學課上選擇跨學科特點的STEM教育不僅可以使多學科的知識得以綜合運用，且有利于培養(yǎng)學生的多元思維和能力。既要讓學生動手又要讓學生動腦，既要關注學生的科學思維，又要關注技術、工程、數(shù)學思維。所以我們科學課堂就既要讓學生自主探究，更有引領學生展開跨界思維。

例如在教學《用紙造一座“橋”》一課時，我就組織學生進行融合性探究。

（一）欣賞圖片、明確任務

用一張報紙、一卷膠帶、棉線、剪刀等材料設計制造一座橋面長35厘米、寬10厘米，承載200克重的“車輛”的橋。

（二）自主設計

1.個體思考：以任務的字面理解，你想到了什么？完成任務咱們必需解決的最主要的問題是什么？小組交流：咱們需要解決的最主要的問題是紙“橋”在“車輛”壓力下不發(fā)生彎曲和損壞。

2.小組探討：我們前面學過哪些增強抗彎曲能力的辦法？這些方法中哪些適合用在這次的造橋中？為什么？小組交流：可以通過改變橋面的形狀來增強抗彎曲能力，例如三角形、圓筒形、瓦楞形、口字形等等;通過改變橋的結(jié)構來增強抗彎曲能力，例如拱形橋、索橋、框架橋、條形橋等。

3.全班交流、討論小結(jié)：第一，咱們要思考紙的特性。紙承受力的特點是抗拉而不抗壓，即抗彎曲能力很差，它是一種柔軟輕薄的材料，要考慮怎樣增加它的抗彎曲能力。第二，我們設計的橋選擇怎樣的形狀和結(jié)構，它們是彼此聯(lián)系和影響的，要結(jié)合起來考慮選擇。最后報紙是限量的，咱們的橋由哪幾部分組成，各用多少材料？怎樣牢固地連接在一起。

4.合作繪制簡圖。

（三）根據(jù)簡圖制作紙橋

學生經(jīng)歷了這一系列的環(huán)節(jié)，他們所涉及的學科就包括數(shù)學（計算“橋”各部分所需的紙的量并測量）、科學（分析紙張的材料特性，思考怎樣增強抗彎曲能力）、工程（思考設計繪制橋的簡圖）、技術（根據(jù)簡圖進行裁剪、折、卷、粘等搡作，制造橋的模型），這樣的科學課就體現(xiàn)了STEM教育的高度跨學科性、實踐性與技術性，通過融合達到培養(yǎng)學生的多元思維的目的。

三、課外拓展延伸，為STEM教育開放探究的時空

一堂高效的科學課決不能受到時間和空間上的限制，我們科學老師應該帶著學生打破這種束縛，讓小學科學的教學從課堂延伸到課外，從35分鐘延伸到35分鐘之外。因此，我們在教學中可以設計一些拓展性的探究任務，讓學生展開后續(xù)的研究。

如教《用紙造一座“橋”》一課中，當學生制作完成后，老師要組織學生進行成果展示、交流、討論和評價總結(jié)。我們運用了哪些紙結(jié)構的基本形狀？這些基本形狀組合了哪些？我們設計的這些直管框架橋、三角形吊橋、加固槽形橋、連體雙管橋、拱橋等等各有什么優(yōu)點？存在哪些問題該如何進一步改進？老師就可以以此為任務讓學生課外繼續(xù)進行改進，也可以適當提高任務要求或者結(jié)合生活中常見的其他材料設計制造新型的“橋”。并設立“最佳創(chuàng)意”獎、“最牢固”獎、“最美觀”獎、“最佳制作”獎等，這樣帶有競技性質(zhì)的實踐活動往往會讓學生興趣高昂，并且產(chǎn)生大量的創(chuàng)新作品。所以通過老師的引導可以讓學生把關注的目光從課堂延伸到生活，為學生開啟新的STEM教育契機，從而使學生在一次次的活動中，樂于用科學、做科學，促進STEM課程與生活運用的緊密聯(lián)系。在豐富學生課余生活的同時延伸學生的科學探究時空，進一步發(fā)展了他們的各種能力。

小學科學與STEM教育的有效融合，可以讓學生的科學知識融會貫通，并賦予小學科學教學新的活力，讓我們科學老師都能在教學中選擇合適的探究主題，學會開展融合性探究，讓多個學科知識的碰撞形成“頭腦風暴”，促使學生思維更多元化，能力不斷提升！

參考文獻

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[2]吳永發(fā)，小學科學STEM教育的實踐探索——以“制作植物模型”一課為例[J].實驗教學與儀器，2018（04）：58-59