小學開展STEM教育的策略初探

?郭詠梅

當下中國經濟飛速發(fā)展，人們經濟水平得到了大幅度提升，隨著經濟水平的提升，人們對教育的關注程度越來越高。在我國，教育行業(yè)一直是國民、社會關注的焦點，曾倡導新時代教育要在教育過程中重視學生的全面發(fā)展，重視教育模式的改革與開發(fā)；2016年教育部也提出要探索STEM新模式教育，提倡讓教育教學更有吸引力。這項教育目前在我國還處于探索階段中，部分小學就已運用STEM教育模式，以促進開發(fā)學生的創(chuàng)造性思維能力，培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神。

一、什么是STEM教育

STEM教育最初誕生在美國，聲稱在知識經濟時代教育目標之一，就是培養(yǎng)具有STEM素養(yǎng)人才。那么STEM教育這個四個英文字母代表什么？科學(Science)、技術(Technology)、工程(Engineering)、數(shù)學(Mathematics)四門學科英文首字母的縮寫，其中科學在于認識世界、解釋自然界的客觀規(guī)律；技術和工程則是在尊重自然規(guī)律的基礎上改造世界、實現(xiàn)對自然界的控制和利用、解決社會發(fā)展過程中遇到的難題；數(shù)學則作為技術與工程學科的基礎工具，其教育方法核心——發(fā)現(xiàn)問題——設計解決方法——利用科學、技術、數(shù)學知識實施解決方法——將方法告知大家。

比如，媽媽叫一位六年級學生小陽去樓下超市買菜。出門前，媽媽口頭報上所買食材名稱。小陽面對一堆食材明細，即便是記憶能力再強，也不能確保買齊全部材料。這時，小陽就將媽媽所說食材名稱，利用數(shù)學邏輯思維進行分類：青菜、肉類、蘋果……這樣不僅合理解決了問題，還利用數(shù)學邏輯思維成功找到了解決問題的方法。這個事例雖然只是STEM教育中最簡單的表述方式之一，但它印證了生活中出現(xiàn)的問題，是可以用多種學科知識進行解決的特點。

二、小學開展STEM教育的策略

(一)STEM教育的學科特點 STEM教育學科特點是將各學科知識相結合，讓學生自身去發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的過程。這其中會涉獵其它學科所學習的知識與方法，形成綜合性學科特點，比較適合學生全面發(fā)展，開拓邏輯思維，激發(fā)自身想象力。如果我們傳統(tǒng)的小學課堂要運用STEM教育模式，就必須先將學科科目進行整合，才能運用STEM教育模式理念，從而讓學生接受。

(二)小學課堂的課程設計 我國的基礎課程設計，通常是將每個科目都進行規(guī)范性劃分，雖然在教學過程中會運用到其它學科知識，但也只是一帶而過，不會給學生思考回憶的時間，是一種比較呆板式的教育模式，限制學生發(fā)散性思維發(fā)展。而STEM教育模式，在孩子發(fā)散性思維培養(yǎng)這個問題上，就給足了孩子充裕的發(fā)展空間。

眼下的課堂，老師與學生之間一般采用一問一答的問題模式，老師拋出問題，學生解決問題。學生缺少了自身發(fā)現(xiàn)問題的能力，而且在一定程度上還會給課程帶來枯燥性，學生也失去了探索興趣。對于小學低年段學生而言，他們的思維要比高年級學生的思維跳躍快，天馬行空，喜歡宇宙里最酷炫、最厲害的東西。

那么，如果運用STEM教育模式來幫助學生實現(xiàn)他們的奇思妙想，作為老師應該設計怎樣的一個主題課程才能讓自己的學生不僅覺得有趣，還要從中找出問題、解決問題，從而提高學生的邏輯思維能力呢？

在設計這個課程并進行實驗的過程中，課程需要涉及哪些領域的知識，運用哪些領域的知識，學生又怎能在這些問題中發(fā)現(xiàn)問題，當然這些問題老師事先不得而知，畢竟學生的想象力是無窮的，只要不設定限制，他們可以不斷進行思考。

設計課程雖然消耗的時間比較多，但相比課程本身帶給學生的受益都是值得的。

(三)增強學生的交流能力 因為受居住環(huán)境、生活環(huán)境等因素影響，學生表達方式方法會出現(xiàn)不同：有的學生喜歡表達，有的孩子不喜歡表達。在STEM教育中不可或缺的環(huán)節(jié)就是評價和交流溝通，而STEM教育課堂通常采用學生自我評價、相互評價、評價老師等方式。這種評價模式，可以讓學生找出自身不足，從他人優(yōu)點中取長補短，全面提高自身的能力。

在鍛煉學生溝通能力的前提下，老師與家長應鼓勵學生自信大方地展示自己的成果，并進行介紹。除此之外，家長與老師對STEM教育的理解和態(tài)度，也深深影響著學生對STEM學習的信心和能力發(fā)展。

三、科學課堂實施STEM教育

STEM教育的目的在于孩子可以利用所學習到的綜合知識合理并靈活的解決眼前出現(xiàn)的問題，同時STEM教育會涉及到眾多學科，這些學科所包含的內容可令孩子拓展知識、開闊眼界，并在學習的過程中，身臨其境的感受到知識的魅力。STEM課堂教學中要求學生綜合運用知識對問題進行處理，解決問題的模式包括了設計、分析、發(fā)現(xiàn)和解決等。首先，孩子的想象力是豐富的、天馬行空的，但針對某個問題進行解決時應先通過老師的指引，從老師指引的方向中，自我摸索、分析，這樣的教學方式不僅可增加孩子對科學的認知，還能通過自身感受、自身行動改變原有思維方式。此外，STEM教育還具備較強的綜合整理能力，即將學生接觸到的學科知識進行優(yōu)勢互補，而通過此優(yōu)勢互補的關聯(lián)，可有效提高孩子對各個學科的學習興趣。同樣，近些年，隨著STEM教育的關注度愈加增高，使得很多學校老師都效仿此教學模式，同時也隨著STEM教育在小學的發(fā)展，使得我國在科學教育模式中做出了改革與創(chuàng)新，而這樣的改變使得學生的創(chuàng)造性、動手性、科學性等都得到了有效提升與鍛煉。

就某學校切合生活實際所創(chuàng)造的創(chuàng)客課題之《煎炒神器——防油護手罩》。當我們煎炒食物時，經常不敢靠近油鍋，因為害怕被油濺到皮膚上燙傷，于是就想發(fā)明一款防止油濺到手上灼燒皮膚的《煎炒神器——防油護手罩》。此作品想法來源生活，首先冷油滴在熱鍋里，就會受到熱脹冷縮的影響，冷油一下子變成熱油，并四處亂濺，容易燙傷拿著鍋鏟的手。在生活中細心觀察后得出結論：如果能在手握鍋鏟的部位加上擋板，則能防止油濺到手上。而創(chuàng)造防油手套是最佳方式。這就是發(fā)現(xiàn)問題、分析問題的能力培養(yǎng)。

怎樣解決問題，首先老師為學生準備塑料與布條，學生通過老師講解與咨詢家長，得知需使用熱熔膠將材料粘成一定的形狀，制成防油護手套。方案設計過程中，教師輔助為主，由學生自主通過自我想法設計手套方案；通過從生活中的觀察與發(fā)現(xiàn)，進行手套設計。制作過程中，老師將重點告知學生，即擋板形狀以及怎么固定鍋鏟。如果做成圓形擋板，會發(fā)現(xiàn)隔油效果不好，且擋板太靠近鍋，受熱高，容易變形；若采用倒漏斗樣式的圓錐形擋板，則能解決隔油問題。對于如何固定鍋鏟，則使用熱熔膠和塑膠圈，不僅可以有效固定手柄，同時拆裝方便，清潔時可以展開，然后用鏟子刮下油垢，用洗潔精清洗?；厥盏挠涂勺龀墒止ぴ恚吞辑h(huán)保。

學生通過老師提供的資料，分組制作，制作過程大致為六個步驟：①以軟塑面板底邊中點為圓心，以2CM、15CM為半徑分別畫出兩條半圓弧線。②沿弧線剪下一個扇面形。③以底邊中點為頂點，將扇面兩邊往中間對折凹成一個圓錐體，接口部分用熱熔膠粘黏。④用剪刀沿圓形墊圈中心點剪出一個“十”字形開口，開口足以卡緊鍋鏟手柄，并且能夠自由伸縮為宜(建議直徑約2.5CM)，不能剪斷墊圈。⑤將墊圈置入圓錐體底部(靠近小口一側)，用熱熔膠粘黏封口，確保墊圈和圓錐體接口處固定粘牢。⑥將袖套無橡皮筋的一側張開套住圓錐體較大一側開口并固定，可以選擇兩種方式固定：a)用熱熔膠將袖套固定在圓錐體上，不可拆卸。b)用夾子將袖套固定在圓錐體上，可以拆卸。這個裝置采用第(1)種方式。固定好之后，《煎炒神器——防油護手罩》就完成了。

通過動手實驗，可讓學生感知到，通過反復修改設計，嘗試不同材料，不斷實驗，深刻體會到科學研究需要嚴謹?shù)膽B(tài)度、頑強的毅力和一絲不茍、精益求精的精神，容不得半點馬虎。并了解科學就在我們身邊，它可以改善我們的生活，提高生活質量。同時在制作模型過程中，培養(yǎng)我們的動手能力、實踐操作能力、合作能力。最后在實驗過程中，我們分析問題、解決問題、自學能力等都得到了提升，初步達到STEM教學目的。

在小學科學課堂中應用STEM教育，讓學生對生活中的自然、技術、工程、數(shù)學有所認識乃至思考，讓過去的“純科學”的教育模式走出教室，讓學生在問中想、想中做、做中學，有效培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力以及勇于創(chuàng)造的精神，而不僅僅只是為了科學而學科學。

四、結束語

STEM教育模式雖然在我國還處于發(fā)展探索時期，但針對小學教育來說，STEM教育模式可以更好地激發(fā)學生的想象力、創(chuàng)造力，讓學生有更大的自由發(fā)揮空間，同時學生的語言表達能力和溝通能力也得到了極大的鍛煉。

STEM教育模式，雖然在一定程度上會給學生帶來益處，但對于老師，對于我國的基礎教育模式有著不小的沖擊。想要推廣實施這項教育，需要在原有基礎教育模式上做出改變，讓STEM教育模式與我們的教育模式相結合，讓學生更加全面發(fā)展。