有效設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)發(fā)展學(xué)生創(chuàng)新性思維

◇潘可馨（江蘇：宜興市高塍實(shí)驗(yàn)小學(xué)）

STEM 教育理念是新時(shí)代教育改革的產(chǎn)物，與小學(xué)科學(xué)之間有著很深的聯(lián)系。運(yùn)用STEM教育理念指導(dǎo)小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，對(duì)于提升科學(xué)課堂的教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生對(duì)科學(xué)課的學(xué)習(xí)興趣具有至關(guān)重要的作用。

基于現(xiàn)階段的STEM 教育理念，小學(xué)科學(xué)教師應(yīng)關(guān)注學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐的培養(yǎng)，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性。教師要真正關(guān)注學(xué)生思維的閃光點(diǎn)，通過(guò)有效的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，促使更多學(xué)生參與課堂，發(fā)展創(chuàng)新性思維。

一、STEM 教育理念與小學(xué)科學(xué)實(shí)踐的融合意義

（一）落實(shí)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)

探究實(shí)踐在小學(xué)科學(xué)課程目標(biāo)中處于首要地位，并貫穿整個(gè)課程標(biāo)準(zhǔn)體系，力圖改變科學(xué)教育偏重知識(shí)傳授的傾向。這與STEM 教育理念強(qiáng)調(diào)真實(shí)問(wèn)題解決以及教育融合相契合。教師在開展小學(xué)科學(xué)教學(xué)時(shí)，適時(shí)地引入STEM 教育理念，能夠有效鍛煉學(xué)生的科學(xué)邏輯思維，引導(dǎo)學(xué)生深入了解小學(xué)科學(xué)的主要知識(shí)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生用科學(xué)的眼光看待實(shí)際問(wèn)題，有效地培育學(xué)生的科學(xué)實(shí)踐素養(yǎng)。2022 年頒布的課程標(biāo)準(zhǔn)更是將科學(xué)探究改成了探究實(shí)踐，足以體現(xiàn)實(shí)踐對(duì)于小學(xué)科學(xué)的重要性。

（二）突出學(xué)生主體地位

STEM 教育理念注重學(xué)生在課堂中的主動(dòng)參與，以學(xué)生作為學(xué)習(xí)的主體，以小組合作的方式開展探究實(shí)踐活動(dòng)，鍛煉學(xué)生在日常生活中學(xué)會(huì)解決問(wèn)題的能力；從實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，再對(duì)問(wèn)題進(jìn)行梳理，然后構(gòu)建解決問(wèn)題的方法和思路，重視學(xué)生的洞察力和執(zhí)行力的培養(yǎng)。因此，將STEM 教育理念融入小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，能提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和動(dòng)手實(shí)踐能力。另外，小學(xué)科學(xué)主要教學(xué)目的是在探究學(xué)習(xí)的過(guò)程中激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，而且讓他們學(xué)以致用。在課堂教學(xué)過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠吸引每一個(gè)學(xué)生的注意力，做到全員參與式教學(xué)，提高課堂教學(xué)的全員參與程度，進(jìn)而提高課堂教學(xué)的效率。

（三）培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)力

在STEM 教育背景下，教師將小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與STEM 教育理念有機(jī)融合，有助于學(xué)生更好地進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究。教師在實(shí)踐教學(xué)期間，起教學(xué)啟發(fā)的作用，要多留一點(diǎn)空間給學(xué)生，保證一部分內(nèi)容給學(xué)生時(shí)間自學(xué)，以培養(yǎng)提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，保證小學(xué)科學(xué)教學(xué)目標(biāo)的有效實(shí)現(xiàn)，從而在實(shí)踐教學(xué)中深化學(xué)生對(duì)于科學(xué)知識(shí)的實(shí)踐理解。

（四）提高學(xué)生綜合實(shí)踐能力

小學(xué)科學(xué)這門學(xué)科具有趣味性、實(shí)踐性、探究性等特點(diǎn)。教師要將STEM 教育理念貫穿于科學(xué)實(shí)踐教學(xué)中，使學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)時(shí)，充分將科學(xué)知識(shí)和實(shí)踐操作相結(jié)合，利用豐富多彩的方式，對(duì)學(xué)生的綜合能力進(jìn)行培養(yǎng)。學(xué)生在課堂上能夠解決問(wèn)題，那么回到家后或者在生活中別的場(chǎng)景下，也能進(jìn)行相關(guān)問(wèn)題的解決。這對(duì)于學(xué)生綜合實(shí)踐能力的培養(yǎng)有著極大的促進(jìn)作用。

二、STEM 教育理念下的小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)

（一）優(yōu)化課程目標(biāo)

傳統(tǒng)的小學(xué)科學(xué)課程目標(biāo)包括知識(shí)、情感、態(tài)度、價(jià)值觀幾個(gè)主要方面。而以STEM 教育理念為指導(dǎo)的小學(xué)科學(xué)課程教學(xué)目標(biāo)，除了上述目標(biāo)之外，還需關(guān)注與科學(xué)、工程等學(xué)科相關(guān)的內(nèi)容。如，《風(fēng)的觀測(cè)》一課，傳統(tǒng)課程目標(biāo)主要是明確風(fēng)的原理，而在STEM 教育理念指導(dǎo)下，教學(xué)目標(biāo)除此之外，還需要制定具體的操作目標(biāo)，幫助學(xué)生掌握測(cè)量風(fēng)向的方法。

（二）實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)原則

在基于STEM 理念進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)，要以促進(jìn)學(xué)生“手腦并動(dòng)”為原則，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維與動(dòng)手能力。如，通過(guò)制作模型或是組織操作實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生邊動(dòng)手邊思考，還要設(shè)計(jì)具有探究性質(zhì)的教學(xué)活動(dòng)，不斷探究與實(shí)踐是科學(xué)的重要精神。設(shè)計(jì)活動(dòng)時(shí)，需注意活動(dòng)的科學(xué)性和系統(tǒng)性，應(yīng)讓學(xué)生分階段、有步驟地執(zhí)行，以體現(xiàn)教學(xué)活動(dòng)的參與價(jià)值。

（三）優(yōu)化教材內(nèi)容

為了更好地探究STEM 教育理念對(duì)于小學(xué)科學(xué)課堂的實(shí)踐影響，深化學(xué)生的科學(xué)基礎(chǔ)，小學(xué)科學(xué)教師可以結(jié)合教學(xué)重點(diǎn)，進(jìn)行創(chuàng)新性教學(xué)設(shè)計(jì)，開展專題實(shí)踐教學(xué)。在這種專題實(shí)踐教學(xué)模式下，探究STEM 教育理念與小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的有機(jī)融合路徑，優(yōu)化小學(xué)科學(xué)的教學(xué)模式。而在我們的蘇教版科學(xué)教材中有一個(gè)專項(xiàng)學(xué)習(xí)專欄：“像工程師那樣……”，因?yàn)楣こ虒?shí)踐活動(dòng)和科學(xué)探究活動(dòng)是小學(xué)科學(xué)教學(xué)中不可分割的兩個(gè)方面，具有同等地位和作用，它們既互相聯(lián)系又相互區(qū)別。因此，蘇教版教材在每?jī)?cè)結(jié)尾設(shè)計(jì)了專項(xiàng)學(xué)習(xí)，讓學(xué)生在實(shí)踐的過(guò)程中接受專門的、整體的工程實(shí)踐與科學(xué)探究能力訓(xùn)練。“像工程師那樣……”在系統(tǒng)解決真實(shí)情境中有意義、復(fù)雜的問(wèn)題，強(qiáng)調(diào)運(yùn)用科學(xué)、數(shù)學(xué)和技術(shù)領(lǐng)域的概念，同時(shí)能夠更好地培養(yǎng)學(xué)生的高階思維，在實(shí)驗(yàn)中提升學(xué)生的主觀能動(dòng)性以及實(shí)踐操作能力，有效深化學(xué)生的科學(xué)邏輯思維。

（四）科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)踐

教師在開展小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，有機(jī)地引入STEM 教育理念，能夠有效鍛煉學(xué)生的科學(xué)邏輯，引導(dǎo)學(xué)生深入了解小學(xué)科學(xué)學(xué)科的主要知識(shí)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生用科學(xué)的眼光看待實(shí)際問(wèn)題，有效培育學(xué)生的科學(xué)實(shí)踐素養(yǎng)。以《點(diǎn)亮小燈泡》這一課為例。

蘇教版四年級(jí)上冊(cè)第四單元第一課《點(diǎn)亮小燈泡》，嘗試親自動(dòng)手點(diǎn)亮小燈泡對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)是一件神奇的事情。首先，讓學(xué)生了解簡(jiǎn)單電路的基本元件組成，然后掌握正確連接這些基本元件的方法。在“點(diǎn)亮小燈泡”的探究活動(dòng)中，筆者設(shè)計(jì)了三個(gè)不同的操作環(huán)節(jié)，先是讓學(xué)生嘗試?yán)脙筛鶎?dǎo)線將小燈泡點(diǎn)亮，當(dāng)學(xué)生感受到成功的欣喜之后，對(duì)學(xué)生提出更高的要求：能不能嘗試?yán)靡桓鶎?dǎo)線將小燈泡點(diǎn)亮，并把連接方式畫下來(lái)。讓學(xué)生在探究實(shí)踐中感受科學(xué)實(shí)驗(yàn)的神奇與奧妙。筆者緊接著提問(wèn)：如果將導(dǎo)線都收走的話，你還能點(diǎn)亮小燈泡嗎？讓學(xué)生在三個(gè)不同的操作環(huán)節(jié)中，思考小燈泡和電池之間怎么樣連接才能發(fā)光，比較各種不同的連接方法，讓學(xué)生意識(shí)到需要形成一個(gè)閉合回路，從而在實(shí)踐中形成思維火花的碰撞，也為后面學(xué)習(xí)利用開關(guān)、電路暗箱做鋪墊。讓學(xué)生像科學(xué)家那樣在科學(xué)探究中摸索、實(shí)踐與成長(zhǎng)。

而蘇教版四年級(jí)上冊(cè)《養(yǎng)昆蟲》一課，從課程一開始，學(xué)生即與蠶相伴，照料它、觀察它、研究它，經(jīng)歷蠶完整的生命周期。由于這是一個(gè)長(zhǎng)期的飼養(yǎng)、觀察活動(dòng)，教師要指導(dǎo)學(xué)生記觀察日記，可用文字、數(shù)據(jù)、圖畫等方式記錄，并且在上課過(guò)程中穿插語(yǔ)文課中學(xué)習(xí)的蠶的相關(guān)知識(shí)，充分將STEM 教育理念與小學(xué)科學(xué)教學(xué)相聯(lián)系。學(xué)生通過(guò)整理觀察日記，獲取蠶的相關(guān)信息。緊接著下一課《探究昆蟲的奧秘》，在前面學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，教師先通過(guò)甄別“哪名學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)更合理”，幫助學(xué)生學(xué)會(huì)有了探究問(wèn)題后，如何科學(xué)、合理地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)；其次，選擇有價(jià)值、有意義的問(wèn)題；最后，讓學(xué)生選擇自己想研究的問(wèn)題，并寫出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和研究發(fā)現(xiàn)，引導(dǎo)學(xué)生像科學(xué)家一樣探索未知的昆蟲世界。把動(dòng)手與動(dòng)腦結(jié)合起來(lái)，在提升學(xué)生科學(xué)探究技能的同時(shí)，發(fā)展科學(xué)思維，提高對(duì)科學(xué)學(xué)習(xí)的興趣。

三、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，把STEM 教育理念融入小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)的設(shè)計(jì)當(dāng)中十分有意義。為使科學(xué)教學(xué)課堂變得更加高效，教師在開展小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)時(shí)，應(yīng)該更加深入了解STEM教育理念的內(nèi)涵以及該理念的教學(xué)特征，并且在教學(xué)實(shí)踐中積極滲透STEM 教育理念，從學(xué)生角度出發(fā)，設(shè)計(jì)契合STEM 教育理念的教學(xué)策略，以提高小學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生實(shí)踐探究能力的全面發(fā)展與提高。