談核心素養(yǎng)視野下STEM教育與小學(xué)科學(xué)教學(xué)的融合

韓 剛

（甘肅省靜寧縣南關(guān)小學(xué)，甘肅平?jīng)?743400）

引 言

核心素養(yǎng)是順應(yīng)當(dāng)前教育形勢(shì)發(fā)展需要而提出的人文能力要求。小學(xué)科學(xué)的教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)小學(xué)生從小熱愛(ài)科學(xué)、勇于探索和創(chuàng)新的精神。STEM 是當(dāng)今較為熱門的教育模式和理念。STEM 教育由科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)四個(gè)元素構(gòu)成，其核心是培養(yǎng)學(xué)生面向未來(lái)的科學(xué)探索意識(shí)、工程技術(shù)素養(yǎng)和實(shí)際解決問(wèn)題的能力[1]。如何把STEM 教育融入小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，成為小學(xué)科學(xué)教師探索和研究的課題。小學(xué)科學(xué)教師要加強(qiáng)對(duì)學(xué)生實(shí)踐探究過(guò)程的指導(dǎo)，注重引導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手與動(dòng)腦相結(jié)合，增強(qiáng)學(xué)生的問(wèn)題意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。因此，小學(xué)科學(xué)教學(xué)融入STEM 教育能培養(yǎng)學(xué)生的合作探究意識(shí)，提高學(xué)生解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，從而促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的形成。

一、STEM 教育與小學(xué)科學(xué)教學(xué)融合存在的問(wèn)題

（一）教師對(duì)STEM 教育理念認(rèn)識(shí)不清

STEM 教育源于美國(guó)較為先進(jìn)的教育理念，其內(nèi)容包含科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)四個(gè)方面，曾在美國(guó)風(fēng)靡一時(shí)，后被我國(guó)高校學(xué)者應(yīng)用，現(xiàn)也被廣大中小學(xué)教師融合到學(xué)校學(xué)科教學(xué)過(guò)程中。但有很大一部分教師對(duì)STEM 教育理念的核心內(nèi)容和精髓沒(méi)有了解透徹，只是膚淺地融合到學(xué)科教學(xué)中，導(dǎo)致無(wú)法展示其強(qiáng)大的功用，影響學(xué)生核心素養(yǎng)的形成[2]。

（二）教師忽略學(xué)生的認(rèn)知水平和創(chuàng)造能力

由于ETEM 教育理念先進(jìn)，缺少專業(yè)的培訓(xùn)機(jī)構(gòu)來(lái)培訓(xùn)教師如何借鑒和應(yīng)用，教師缺少對(duì)學(xué)生認(rèn)知水平和實(shí)踐能力的評(píng)估，較難把握整個(gè)科學(xué)教學(xué)方向，使先進(jìn)的教學(xué)理念與實(shí)際科學(xué)教學(xué)存在一定的差距。

（三）教師在科學(xué)教學(xué)中融合STEM 教育的措施落實(shí)不力

小學(xué)科學(xué)教學(xué)融合STEM 教育是一種跨學(xué)科、多學(xué)科融合，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的教育。然而，很多學(xué)校在小學(xué)科學(xué)教學(xué)融合STEM 教育過(guò)程中，出現(xiàn)教師教學(xué)措施落實(shí)不力、不精準(zhǔn)到位的情況，導(dǎo)致學(xué)生的科學(xué)核心素養(yǎng)在融合過(guò)程中難以形成。

1.缺乏專業(yè)技術(shù)人才和教師

目前，在中小學(xué)科學(xué)教學(xué)中融入STEM 教育還是初步試驗(yàn)階段，學(xué)校缺少專業(yè)教師，且教師教學(xué)水平參差不齊。

2.課堂教學(xué)方法過(guò)于簡(jiǎn)單而沒(méi)有創(chuàng)新

在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，很多教師只會(huì)照本宣科，對(duì)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐方面的指導(dǎo)缺乏有效性和科學(xué)性，對(duì)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)要求不高。缺乏實(shí)驗(yàn)器材和環(huán)境的學(xué)校更是無(wú)法達(dá)成培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神和科學(xué)素養(yǎng)的教學(xué)目的[3]。

3.課堂教學(xué)缺乏有效的教學(xué)方法

新課程改革理念強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為主體，積極倡導(dǎo)學(xué)生能夠以任務(wù)驅(qū)動(dòng)的方式進(jìn)行合作探究學(xué)習(xí)，積極培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。然而，很多教師無(wú)法做到這一點(diǎn)，其教學(xué)方法單一，無(wú)法激發(fā)學(xué)生的求知欲和興趣。

（四）教師對(duì)STEM 教育與小學(xué)科學(xué)教學(xué)融合的評(píng)價(jià)不合理

在STEM 教育與小學(xué)科學(xué)教學(xué)融合的過(guò)程中，教師需要不斷培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和動(dòng)手實(shí)踐能力。有效的評(píng)價(jià)能激勵(lì)學(xué)生，培養(yǎng)其核心素養(yǎng)。但在平時(shí)教學(xué)過(guò)程中，有的教師對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)只是浮于表面，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)探索過(guò)程中的情感態(tài)度、思維品質(zhì)和點(diǎn)滴進(jìn)步，缺少有力而又有實(shí)效的評(píng)價(jià)，導(dǎo)致學(xué)生沒(méi)有真正體驗(yàn)到學(xué)習(xí)的快樂(lè)[4]。

二、核心素養(yǎng)視域下STEM 教育與小學(xué)科學(xué)教學(xué)融合的策略

（一）厘清小學(xué)科學(xué)與STEM 教育理念的關(guān)系，以促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的形成

小學(xué)科學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生從小熱愛(ài)科學(xué)、勇于探索科學(xué)知識(shí)的精神，并積極實(shí)踐創(chuàng)新的啟蒙課程。而STEM教育是融科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)為一體的新型理念。由于小學(xué)科學(xué)課程涉及科學(xué)、工程和數(shù)學(xué)的知識(shí)，因此二者之間存在著必然的聯(lián)系，將STEM 教育理念融入小學(xué)科學(xué)教學(xué)中是順應(yīng)社會(huì)發(fā)展的必然產(chǎn)物。這種跨學(xué)科的教育模式可以培養(yǎng)學(xué)生的合作探究及動(dòng)手實(shí)踐能力，在解決問(wèn)題的過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生勇于探索、積極進(jìn)取的科學(xué)態(tài)度和創(chuàng)造精神，從而促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的形成。那么，要從哪些方面來(lái)融合二者的關(guān)系呢？

1.實(shí)踐性

二者都強(qiáng)調(diào)實(shí)踐的重要性。學(xué)生只有親自動(dòng)手實(shí)踐，才能得到真知，才能在實(shí)踐過(guò)程中培養(yǎng)自身的核心素養(yǎng)。STEM 教育中的工程素養(yǎng)就要求學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐，而小學(xué)科學(xué)中也有很多內(nèi)容要求學(xué)生觀察并動(dòng)手模擬實(shí)踐，然后根據(jù)數(shù)據(jù)得出正確的結(jié)論。例如，小學(xué)科學(xué)五年級(jí)下冊(cè)“時(shí)間的測(cè)量”一課中的時(shí)間概念和數(shù)學(xué)知識(shí)息息相關(guān)。為了獲得時(shí)間，人們用了水鐘、燃油鐘、沙漏等一些簡(jiǎn)易的時(shí)鐘來(lái)知道大概的時(shí)間，但為了獲得更精準(zhǔn)的時(shí)間，人們不斷改進(jìn)方法和實(shí)驗(yàn)，發(fā)明了鐘表。教材要求學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐來(lái)做一個(gè)擺鐘，并仔細(xì)觀察和記錄擺動(dòng)的次數(shù)和數(shù)據(jù)，最后得出更精準(zhǔn)的時(shí)間。

2.創(chuàng)新精神

創(chuàng)新是一個(gè)國(guó)家的核心競(jìng)爭(zhēng)力，是國(guó)家軟實(shí)力的核心體現(xiàn)。學(xué)校應(yīng)有效利用信息技術(shù)推進(jìn)“眾創(chuàng)空間”建設(shè)，探索STEM 教育、創(chuàng)客教育等新型教育模式，使學(xué)生具有較強(qiáng)的信息意識(shí)和創(chuàng)新意識(shí)。這也是教育部在新形勢(shì)下對(duì)教學(xué)提出的新要求。因此，創(chuàng)新精神是學(xué)生核心素養(yǎng)的一個(gè)重要方面[5]。

（二）采取合理的融合措施，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)核心素養(yǎng)的發(fā)展

教師應(yīng)積極采取以任務(wù)為驅(qū)動(dòng)的課堂教學(xué)方法，來(lái)促進(jìn)學(xué)生科學(xué)核心素養(yǎng)的形成。這對(duì)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)目標(biāo)具有十分重要的意義。

下面本文以小學(xué)五年級(jí)下冊(cè)“沉和浮”的第四部分“造一艘小船”為例，談?wù)劜扇≡鯓拥娜诤洗胧﹣?lái)開(kāi)展課堂教學(xué)，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)核心素養(yǎng)的形成。本節(jié)課主要根據(jù)前面所學(xué)有關(guān)物體的沉浮現(xiàn)象、探究活動(dòng)、探尋物體沉浮規(guī)律及觀察影響物體沉浮變量等知識(shí)來(lái)解釋生活中的現(xiàn)象，并在此基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行動(dòng)手實(shí)踐。

本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)是：要求學(xué)生能根據(jù)自己的認(rèn)知水平和能力，利用一些材料來(lái)造一艘小船。

教材分為三部分：用橡皮泥造船、用其他材料造船和船的展覽會(huì)。課程的教學(xué)模式主要以任務(wù)型驅(qū)動(dòng)為主，即課前布置任務(wù)、課中完成任務(wù)、課后評(píng)價(jià)任務(wù)。

1.課前布置任務(wù)

俗話說(shuō)：“不打無(wú)準(zhǔn)備的仗?！毙W(xué)科學(xué)課堂教學(xué)亦是如此。教師在上本節(jié)課前，應(yīng)積極做好各項(xiàng)準(zhǔn)備，并指導(dǎo)學(xué)生做好如下準(zhǔn)備。

（1）把本班學(xué)生分成5 個(gè)小組，每組7～8 人，每組選一個(gè)小組長(zhǎng)作為任務(wù)的引領(lǐng)者。這主要是引導(dǎo)學(xué)生建立小組，為課中的探究活動(dòng)和集體合作學(xué)習(xí)做好準(zhǔn)備工作。

（2）制訂造船計(jì)劃。要求學(xué)生準(zhǔn)備好需要的材料，如橡皮泥、墊圈或玻璃球；設(shè)想造船的材料和工具；畫(huà)出船的設(shè)計(jì)草圖，計(jì)算相關(guān)數(shù)據(jù)等。

（3）上網(wǎng)查詢相關(guān)造船知識(shí)。課前布置學(xué)生自主上網(wǎng)查詢?cè)齑南嚓P(guān)知識(shí)，旨在激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

教師通過(guò)課前布置任務(wù)，讓學(xué)生將STEM 教育理念融合到小學(xué)科學(xué)探究中，自主進(jìn)行探究學(xué)習(xí)，培養(yǎng)了學(xué)生的主動(dòng)探究意識(shí)，并挖掘了學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能，有助于學(xué)生從小養(yǎng)成良好的科學(xué)探索習(xí)慣。

2.課中完成任務(wù)

教師在上課時(shí)，首先利用PPT 展示本節(jié)課將要學(xué)習(xí)的知識(shí)和所要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)，讓學(xué)生先明確課堂學(xué)習(xí)的目標(biāo)和方向，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。接著，教師借助多媒體播放有關(guān)船的歷史、作用、種類等視頻，并告訴學(xué)生：船是人類的偉大發(fā)明，能夠幫助人們運(yùn)輸貨物。然后，教師布置以下課時(shí)任務(wù)。

（1）橡皮泥在水中會(huì)下沉，如果用一定量的橡皮泥造船，怎樣才能造出一艘裝載量比較大的船呢？

（2）采用什么方法增加小船的裝載量？

（3）用什么方法保持船的平穩(wěn)狀態(tài)？

（4）用什么方法使我們的船裝載得更多？

（5）說(shuō)出所制作小船的特點(diǎn)。還有哪些地方需要改進(jìn)？

教師給各小組提供20 分鐘的時(shí)間來(lái)制作小船。在學(xué)生制作小船的過(guò)程中，教師可以到各小組中去巡視指導(dǎo)。最后，教師要求各小組派出小組長(zhǎng)將本組制作的小船進(jìn)行展示，開(kāi)一個(gè)小型的展覽會(huì)，并給予優(yōu)秀的小組表?yè)P(yáng)和肯定，要求各小組派出代表說(shuō)說(shuō)造船的原理、特點(diǎn)和需要改進(jìn)的地方。學(xué)生通過(guò)參與合作探究活動(dòng)，增強(qiáng)了自身的合作意識(shí)和科學(xué)探索精神。學(xué)生的成果展示彰顯了他們的創(chuàng)新能力，展現(xiàn)了科學(xué)核心素養(yǎng)中的科學(xué)探索精神和實(shí)踐能力。

3.課后評(píng)價(jià)任務(wù)

評(píng)價(jià)是小學(xué)科學(xué)教學(xué)的重要組成部分。科學(xué)的評(píng)價(jià)是促進(jìn)學(xué)生形成科學(xué)核心素養(yǎng)的重要保障。教師采用科學(xué)、合理的評(píng)價(jià)方式和方法，對(duì)教學(xué)的過(guò)程和結(jié)果加以及時(shí)、有效的監(jiān)控，能對(duì)教學(xué)起到積極的導(dǎo)向作用。在教學(xué)過(guò)程中，教師適時(shí)的評(píng)價(jià)能促使學(xué)生不斷認(rèn)識(shí)自我，樹(shù)立自信心，在快樂(lè)的氛圍中完成各項(xiàng)任務(wù)。特別是小學(xué)生生性活潑、好奇心強(qiáng)，如果能得到教師的表?yè)P(yáng)和同學(xué)贊許的目光，定會(huì)更加努力學(xué)習(xí)，砥礪前行，從而促進(jìn)自身核心素養(yǎng)的形成。

結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，學(xué)生的核心素養(yǎng)需要在STEM 教育理念和小學(xué)科學(xué)教學(xué)融合的過(guò)程中慢慢得到發(fā)展。STEM教育的有效融入，可以大大提升小學(xué)科學(xué)教學(xué)效率，更好地實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。教師應(yīng)該多鉆研STEM教育理念，多學(xué)習(xí)國(guó)內(nèi)外成功的教學(xué)案例，吸取精華，并把STEM教育的精髓科學(xué)地融入小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，讓學(xué)生積極主動(dòng)參與課堂教學(xué)實(shí)踐，培養(yǎng)自身的創(chuàng)新能力?？傊?，基于核心素養(yǎng)下STEM 教育和小學(xué)科學(xué)教學(xué)的融合，一定會(huì)培養(yǎng)出更多適應(yīng)未來(lái)社會(huì)發(fā)展的棟梁之材。