STEM教育與小學(xué)科學(xué)課程資源整合的必要性分析

潘笑

摘 ?要：STEM包括四門學(xué)科，其在小學(xué)科學(xué)課程中的應(yīng)用主要是為了幫助學(xué)生更好地認(rèn)識世界，對自然界中的客觀規(guī)律做出合理的解釋，其包含科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)。STEM教育與小學(xué)科學(xué)課程資源整合的必要之處在于，其一方面是對于低學(xué)齡階段學(xué)生基礎(chǔ)科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)，另一方面也是對學(xué)生技術(shù)素養(yǎng)、工程素養(yǎng)、數(shù)學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：STEM教育;小學(xué)科學(xué);資源整合;必要性

【中圖分類號】G622.0 ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A ? ? ? ? 【文章編號】1005-8877（2021）32-0129-02

【Abstract】STEM includes four subjects. Its application in primary science courses is mainly to help students better understand the world and make reasonable explanations of objective laws in nature，including science，technology，engineering and mathematics. The integration of STEM education and primary science curriculum resources is necessary. On the one hand，it is to cultivate the basic science literacy of students at the low school age，and on the other hand，it is also to cultivate students' technical literacy，engineering literacy，and mathematics literacy.

【Keywords】STEM education;Primary school science;Resource integration;Necessity

STEM教育是對自然界認(rèn)識的基礎(chǔ)性教育，近年來，政府教育部門逐漸加大對各學(xué)齡階段STEM教育的支持力度，從STEM基礎(chǔ)教育基金的推出到各校STEM教育的鼓勵和改善。STEM中的科學(xué)，意味著對客觀規(guī)律的客觀性解釋，技術(shù)是指在對自然和理性杰獅之上加以改造，從而實現(xiàn)技術(shù)與自然科學(xué)的和諧共處，工程是指在技術(shù)的基礎(chǔ)之上的改造，而數(shù)學(xué)則是工程和技術(shù)的應(yīng)用工具。從對STEM基礎(chǔ)教育中對于教師專業(yè)性的培訓(xùn)到STEM教育各種形式活動的創(chuàng)建，STEM教育正從各個渠道上激發(fā)當(dāng)代青年及少兒勇于探索科學(xué)世界的興趣。

1.STEM教學(xué)學(xué)科整合是科學(xué)課程實驗探究性的必要之舉

小學(xué)科學(xué)課程資源常來源于生活中簡單易知的生活常識，是從人們?nèi)粘Ｉ钚袨槿胧郑砸环N實驗的方式對自己的行為探究，并施以理論分析。它分析的領(lǐng)域常常有極廣的涵蓋面，如水資源、土地、空氣、植物，動物等，通過對自然萬物的有機(jī)串聯(lián)，給學(xué)生創(chuàng)造一個有廣度和深度的思維空間，而STEM教育的學(xué)科整合是在小學(xué)科學(xué)課程中融入了數(shù)學(xué)知識和工程技術(shù)的相關(guān)知識。使學(xué)生對于科學(xué)的理解不再浮于表面，而且STEM教育的學(xué)科整合是從學(xué)生思維中對自然問題的產(chǎn)生到思維過程的構(gòu)建及最后的問題解決這一系列的過程中為學(xué)生創(chuàng)建一個自主性的、合理性的、系統(tǒng)性的思維研究策略。例如，在小學(xué)科學(xué)空間的性質(zhì)學(xué)習(xí)中，教師可以運用感官等一些生活工具，讓學(xué)生明確認(rèn)識到空氣也是占有一定空間的，不能被任意縮小這一概念。課前可以準(zhǔn)備水槽、玻璃杯、塑料瓶等一些科學(xué)教學(xué)實驗用具。在課前，教師可以拿出一個紙團(tuán)將紙團(tuán)放入水槽中，觀察紙團(tuán)有沒有變濕，然后又將紙團(tuán)放入干燥的杯子中，再將杯子反過來倒扣放入水槽，再觀察水槽有沒有變濕。這個實驗過后，教師可以讓學(xué)生根據(jù)這一單元所要探索的主題學(xué)習(xí)任務(wù)，初步對空氣占據(jù)空間的秘密進(jìn)行探索，初步探索后，教師可以引導(dǎo)學(xué)生自主動手開展第二個實驗，讓一個學(xué)生在空氣中吹氣球，然后將氣球放在一個塑料瓶中，讓學(xué)生在嘗試去吹氣球，并讓學(xué)生說出兩次吹氣球過程中的不同體驗，讓學(xué)生在探索中發(fā)現(xiàn)問題，能否據(jù)此探索出空氣的性質(zhì)。這兩組簡單的實驗，目的是按學(xué)生在日常生活中的常規(guī)現(xiàn)象中明白空氣是占據(jù)了一定的空間這一概念。在前兩個實驗的基礎(chǔ)上，可以讓學(xué)生自主設(shè)計實驗，探討空氣是否有質(zhì)量這一問題，一些學(xué)生則會提出氣泡這個現(xiàn)象，教師此時可以據(jù)此解釋氣泡，這種現(xiàn)象就是空氣在水中的跑動，氣泡中含有一定的空氣，正是由于空氣的密度小、質(zhì)量輕，所以氣泡才會在水中向上冒，這也是因為比水輕的物體在水中會浮上來這一生活規(guī)律。

2.STEM教育的科學(xué)故事是學(xué)生思考能力培養(yǎng)的必要之舉

小學(xué)科學(xué)課程在新課改的教育改革下、改革大背景下有了更高的標(biāo)準(zhǔn)和更新的要求，主要是指以培養(yǎng)學(xué)生優(yōu)良的科學(xué)探索精神為目標(biāo)，以引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的科研理想為導(dǎo)航，對于小學(xué)階段學(xué)生優(yōu)良科學(xué)精神的培養(yǎng)，不僅要注重理論教育、實踐教育，還應(yīng)注重事例教育。具體的優(yōu)良科學(xué)事例能給學(xué)生以精神上的激勵，這種激勵則是一種榜樣力量，在一般教學(xué)過程中，對課本知識的講解是教師的主要教學(xué)任務(wù)，這種教學(xué)方式在某種程度上是對學(xué)生應(yīng)試作答能力的提高，在這種教學(xué)模式下，部分教師給學(xué)生對于科學(xué)故事和科學(xué)發(fā)展史的普及不多。從而使學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣有所降低，影響了教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量。所以，在STEM教育理念下，教師應(yīng)大力開展素質(zhì)教育，帶領(lǐng)學(xué)生領(lǐng)略科學(xué)歷程，從而探索科學(xué)真理，讓學(xué)生在前輩的故事中形成自己良好的科學(xué)品質(zhì)。例如，在《小小科學(xué)家》教學(xué)過程中，在梳理教學(xué)目標(biāo)上，讓學(xué)生能了解到科學(xué)家所做的工作，認(rèn)識到科學(xué)就在我們身邊 給學(xué)生講四百多年前大科學(xué)家伽利略的故事，并讓學(xué)生做類似的實驗。從實踐中看到伽利略的做法，看哪個學(xué)生在這一實驗中會產(chǎn)生新的發(fā)現(xiàn)。通過這個過程，讓學(xué)生看到科學(xué)家的科學(xué)實驗過程和我們生活中大家對于科學(xué)的探索過程是一樣的，都經(jīng)歷了科學(xué)的觀察、實驗和記錄這幾個過程，但科學(xué)家真正的成功在于他們能夠透過實驗去勇于發(fā)現(xiàn)和探索整理。最后教師可以進(jìn)行總結(jié)，生活中處處存在科學(xué)，只要擁有善于發(fā)現(xiàn)的眼睛和勇于探索的心，生活中每個人都是小小科學(xué)家。

3.STME教育的課程改革是學(xué)生探究生活科學(xué)的系統(tǒng)思想

對于小學(xué)階段的科學(xué)教育課程來說，學(xué)生所接受的科學(xué)知識大多是簡易的且與學(xué)生生活息息相關(guān)的。STME背景下的科學(xué)實驗可以幫助學(xué)生更好地理解生活中常見到的一些東西，如空氣水資源以及地球上的動植物、微生物。一方面，廣闊的實驗素材雖然給學(xué)生的科學(xué)知識探究帶來了一定的困難，但從另一方面來說，這些素材在一定程度上讓拓寬了學(xué)生的思維空間。教師在小學(xué)科學(xué)課程講解環(huán)節(jié)中，應(yīng)盡可能地將學(xué)生所要了解的相關(guān)科學(xué)實驗立足于更高的點。例如，在小學(xué)教學(xué)“水的過濾實驗”教學(xué)環(huán)節(jié)中，教師可以先引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識到水污染是怎樣形成的以及水污染對于人類的健康有著怎樣的危害。一些學(xué)生會舉手回答（水中含有泥沙和石子的水是不干凈的水）這時，教師再對學(xué)生的回答進(jìn)行補充，水污染不僅僅是我們?nèi)庋劭梢砸姷降奈廴?，還有許許多多我們?nèi)庋垡姴坏降奈廴?，如一些可以溶于水的雜質(zhì)，如礦物質(zhì)、細(xì)菌、病毒等，今天，同學(xué)們就來學(xué)習(xí)如何給生活中受到污染的水進(jìn)行過濾。教師在過濾水的科學(xué)實驗講解中，應(yīng)盡可能地給學(xué)生普及各方面的知識，如科學(xué)實驗中所涉及的相關(guān)數(shù)學(xué)知識、工程方面的知識以及相關(guān)實驗技術(shù)方面的知識。教師在科學(xué)課程講解中應(yīng)該明白首要的STME教育的課程改革觀念，要不斷強(qiáng)化學(xué)生對于知識的綜合運用能力，讓學(xué)生對于科學(xué)的學(xué)習(xí)不僅僅限于概念上的理解，還要有更多的腦力活動。讓學(xué)生在腦力和勞力雙相結(jié)合下，幫助學(xué)生探究科學(xué)真理。

4.STEM教育的知識運用是教學(xué)與實踐的科學(xué)性研究

STM教育是對將數(shù)學(xué)放在科學(xué)中做具體的分析，數(shù)學(xué)理論在科學(xué)中的基礎(chǔ)應(yīng)用，不但將科學(xué)教學(xué)邏輯化，也是將數(shù)學(xué)教學(xué)實踐化，在常規(guī)的小學(xué)科學(xué)教學(xué)中學(xué)生往往只知道知識，還不了解知識，知識的了解在于能了解知識的來源，明確知識的應(yīng)用，而不是對知識的生搬硬套，生搬硬套在學(xué)生的短期科學(xué)學(xué)習(xí)中會取得效益，但卻不利于學(xué)生對于科學(xué)課程的長期學(xué)習(xí)，科學(xué)教學(xué)過程中合理的教學(xué)方法應(yīng)是學(xué)生在知識的實踐應(yīng)用中不斷對知識進(jìn)行查缺補漏，在小學(xué)科學(xué)學(xué)習(xí)中體會數(shù)學(xué)應(yīng)用于實踐的魅力。例如，在小學(xué)科學(xué)——熱空氣和冷空氣的學(xué)習(xí)中，教師需要聯(lián)合實際，通過實驗讓學(xué)生學(xué)會如何看風(fēng)向，理解冷熱空氣的對流，在教學(xué)過程中，教師應(yīng)讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)風(fēng)的形成，如讓學(xué)生吹一個氣球，然后把放氣口對著臉部，之后松開氣球口并感受氣球松開那一瞬間的感覺，然后告訴學(xué)生感受到的這種流動的空氣，就是我們所說的風(fēng)，并讓學(xué)生思考，還可以利用什么方法驗證空氣是會流動的這一現(xiàn)象。進(jìn)而引入熱空氣和冷空氣這兩個概念，在學(xué)習(xí)熱空氣時，首先點燃一根蠟燭，讓學(xué)生把手放在蠟燭的周圍，感受周圍空氣的溫度。在學(xué)習(xí)冷空氣時，教師可以讓學(xué)生在家中將冰箱打開，然后把手一點一點地靠近冰箱，感受周圍空氣溫度的變化。通過這兩個實驗，讓學(xué)生探討熱空氣和冷空氣的流動方向，猜測熱空氣和冷空氣的上升和下降，為了讓學(xué)生更好地觀察空氣的對流，要是可以選擇一些有色氣體，如利用蚊香讓學(xué)生觀察空氣的流動。

5.STEM教育的課堂實際化是對人文科學(xué)和自然科學(xué)的有效串聯(lián)

STEM教育下的小學(xué)科學(xué)教學(xué)是課本與實踐相結(jié)合的教學(xué)。小學(xué)生對科學(xué)理論知識接受度并不是很高，所以在科學(xué)學(xué)習(xí)上，教師如果用一系列的語言理論讓學(xué)生去理解，那么，在教學(xué)課堂上學(xué)生的聽講就如同走馬觀花，實踐性的小學(xué)教學(xué)，是讓學(xué)生在科學(xué)實踐活動中通過動手動腦在自己的思維中形成自己的科學(xué)價值觀。例如，對于小學(xué)實踐性科學(xué)的學(xué)習(xí)，是讓小學(xué)生的學(xué)習(xí)氛圍更加輕松、更加靈活，對于小學(xué)生來說，其先天興趣是玩而不是學(xué)，教師如何讓小學(xué)生明白學(xué)習(xí)科學(xué)就是在自然人文知識的海洋中游玩，也考驗著小學(xué)科學(xué)教師如何對實踐性科學(xué)學(xué)習(xí)的課堂應(yīng)用。那么，科學(xué)的實踐性在課堂上到底如何體現(xiàn)？先要明白科學(xué)的知識技能是在教學(xué)課堂的實踐活動中獲得?？茖W(xué)學(xué)習(xí)是日常學(xué)生在學(xué)習(xí)其他技能和其他學(xué)科的必備工具，所以很多人說科學(xué)學(xué)習(xí)是具有工具性和人文性的。在教學(xué)課堂中的動手實驗操作也是一種科學(xué)實踐活動，讓學(xué)生如何去聆聽教師的科學(xué)教學(xué)思維？如何去交流閱讀科學(xué)語言和知識。

6.STEM教育的課堂創(chuàng)新化是對我國基礎(chǔ)科學(xué)教育的必要改革

在新課程改革下的小學(xué)科學(xué)教學(xué)課堂，雖然各方面都提倡STEM教育下的教學(xué)創(chuàng)新，但是教師在教學(xué)過程中的過度創(chuàng)新便會成為一種花式且創(chuàng)新，這就是我們所說的創(chuàng)新點很多，但卻實則沒有太大用處的教學(xué)現(xiàn)狀。所以教師在小學(xué)科學(xué)的教學(xué)過程中，應(yīng)該更加注重的是教學(xué)過程的完善和教學(xué)資源的整合，學(xué)生對科學(xué)知識思維理解的完善。例如，小學(xué)科學(xué)教學(xué)中不提倡在小學(xué)科學(xué)的課本教學(xué)中搞花里胡哨的創(chuàng)新，這種創(chuàng)新會發(fā)散學(xué)生的思維，一般小學(xué)生的科學(xué)思維存在短板，理解力差，所以在小學(xué)科學(xué)的教學(xué)不同于高階段科學(xué)教學(xué)，它要求的是思維集中而不是思維發(fā)散。如現(xiàn)階段存在的多媒體教學(xué)也是這種原因存在的首發(fā)點，在課堂開始前，教師占用大量的時間進(jìn)行有關(guān)的視頻音樂和圖片放送，學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的氣氛十分高漲，但這種由于多媒體引發(fā)的學(xué)生學(xué)習(xí)氛圍實則是虛假的。讓學(xué)生目不暇接的并不是課堂知識的接受，而是多媒體的放映。所以，對于當(dāng)代的科學(xué)教育工作，不同于傳統(tǒng)的教育，在傳統(tǒng)的教育中，學(xué)生遵循的一直是言聽計從，對自己老師的教學(xué)不可以有疑惑和顧慮，學(xué)老師所學(xué)，聽老師講，這才是一個學(xué)生該有的尊師重道品格。而當(dāng)代教育工作中提倡的是教學(xué)平等，平等對話，平等學(xué)習(xí)。改變傳統(tǒng)的讓學(xué)生被動接受知識的方法，新理念下的教學(xué)平等提倡的是學(xué)生和老師共同學(xué)習(xí) ，而達(dá)到對科學(xué)知識的共享和共進(jìn)。要讓學(xué)生在這種教學(xué)模式下主動地接受知識，勇敢地對所接受的知識發(fā)出疑問和困惑，勇于在知識中進(jìn)行創(chuàng)新和探索。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)階段中，教師和學(xué)生的氛圍更容易達(dá)到和諧和放松，教師也應(yīng)該利用這一點及時給學(xué)生的腦海中輸入教學(xué)平等這種觀念，從而使小學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)能力同步發(fā)展均衡發(fā)展。

7.結(jié)語

STEM教育是對自然科學(xué)的有效性探索培養(yǎng)學(xué)生數(shù)字化學(xué)習(xí)的習(xí)慣，STEM教學(xué)不是簡單的有機(jī)組合，而是將學(xué)生的碎片化知識與探索科學(xué)的機(jī)械化過程轉(zhuǎn)變成一個相互聯(lián)系的過程，STEM教育中四個方面的交互碰撞能夠?qū)崿F(xiàn)學(xué)生的深存次學(xué)習(xí)，因此，教師在對學(xué)生各方面技能都認(rèn)識中要選擇更優(yōu)的策略，合理地將STEM教育引入小學(xué)課堂，使自然科學(xué)知識合理融合，為小學(xué)科學(xué)課程編織更加絢麗的畫卷。

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