從STEM教育視角培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維

◇黃奇煙（福建：仙游縣度尾劍山小學(xué)）

小學(xué)的科學(xué)課程，能讓學(xué)生接觸到充滿奇幻色彩的科學(xué)領(lǐng)域，能為學(xué)生帶來更多新奇的科學(xué)知識，并讓學(xué)生的科學(xué)思維得到更好發(fā)展，喚起學(xué)生對新奇事物的探究欲望，強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)踐能力。為了讓小學(xué)科學(xué)教學(xué)水平得到提升，教師應(yīng)從STEM 教育視角出發(fā)，開展高效教學(xué)?；诖?，本文立足STEM 教育視角，探討了在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的方式，以期提升科學(xué)教學(xué)的實(shí)際效果，讓學(xué)生得到更好的發(fā)展。

新課程改革的推行以及深入過程中衍生出了更多先進(jìn)的教學(xué)理念和高效的教學(xué)手段，如以生為本、因材施教、STEM、情境教學(xué)、生活化教學(xué)等，并且已經(jīng)在教育領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。其中的STEM 教育主要就是將科學(xué)、工程、技術(shù)、數(shù)學(xué)四個(gè)領(lǐng)域中的知識融合在一起，對學(xué)生的科學(xué)思維培養(yǎng)具有重要作用。同時(shí)，在培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用理論知識，提升創(chuàng)新能力等方面，具有重要價(jià)值。本文從STEM 教育視角出發(fā)，重點(diǎn)闡述培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的措施，為廣大教師提供參考。

一、從STEM 教育視角培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的要點(diǎn)

（一）重視學(xué)科整合

STEM 教育思想重視不同學(xué)科之間的關(guān)聯(lián)，關(guān)注不同學(xué)科之間的融合，探索不同學(xué)科之間的銜接點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)科學(xué)整合的目標(biāo)，提升小學(xué)教育體系的整體效果。學(xué)科整合的主要目標(biāo)就是教會學(xué)生更多解決生活問題的技巧和方式，在不同層次、角度分析問題的思維中，幫助學(xué)生有效解決問題。

（二）重視教學(xué)實(shí)踐

STEM 教育思想比較重視教學(xué)實(shí)踐活動的開展，能加深學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。學(xué)生在這一思想指導(dǎo)下學(xué)習(xí)，能感受到所學(xué)課程的科學(xué)原理，能從本質(zhì)上找出科學(xué)課程的多元化，并在實(shí)踐的過程中，深度理解科學(xué)知識內(nèi)容。

（三）重視團(tuán)隊(duì)合作

在各種教學(xué)模式中，合作是學(xué)生高效學(xué)習(xí)的重要方式之一。在STEM 理念的指導(dǎo)下，更加需要學(xué)生之間的團(tuán)隊(duì)合作，要求學(xué)生具備良好的團(tuán)隊(duì)合作精神。個(gè)人的能力是有限的，力量比較薄弱，而團(tuán)隊(duì)的力量是強(qiáng)大的，能讓學(xué)生個(gè)人的潛力得到挖掘，會使整個(gè)教學(xué)活動更加順暢、有效。

（四）重視科技應(yīng)用

信息技術(shù)是在不斷地科學(xué)研究中誕生的，是現(xiàn)代科學(xué)領(lǐng)域的產(chǎn)物。因此，教師要想培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維，就應(yīng)重視科學(xué)技術(shù)在課堂中的應(yīng)用，要讓學(xué)生從不同角度去了解科學(xué)、認(rèn)識科學(xué)，逐漸形成初步的科學(xué)意識。信息技術(shù)在科學(xué)課堂中的應(yīng)用，能為學(xué)生帶來深刻的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，能讓學(xué)生看到更廣闊的科學(xué)領(lǐng)域，在不同資源的熏陶、渲染下，自然會逐漸形成良好的科學(xué)思維。

二、從STEM 教育視角培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的方法

（一）融合信息技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維

課堂導(dǎo)入是決定整堂課教學(xué)效果的關(guān)鍵。所以，教師必須做好課堂導(dǎo)入設(shè)計(jì)，立足學(xué)生興趣點(diǎn)，整合不同學(xué)科之間的知識和特點(diǎn)，并融合先進(jìn)的信息科學(xué)技術(shù)，制作教學(xué)課件，在課件中融入學(xué)生喜歡的活動，以此吸引學(xué)生注意力，激發(fā)學(xué)生的好奇心。

以教學(xué)“植物”相關(guān)知識為例。教師可以在導(dǎo)入環(huán)節(jié)播放課前制作的課件，課件的內(nèi)容中包含不同類型的植物圖片，以及植物生長過程的視頻，如玉米、水稻、蘋果、楊樹等。在學(xué)生觀看后，教師可帶領(lǐng)學(xué)生走出教室，在校園中尋找其他植物進(jìn)行觀察，以此幫助學(xué)生了解不同植物的共同點(diǎn)和不同點(diǎn)，促進(jìn)學(xué)生對知識深度感知。同時(shí)，教師還應(yīng)對學(xué)生進(jìn)行積極的引導(dǎo)，讓學(xué)生自己去發(fā)現(xiàn)不同植物的特點(diǎn)。這樣，有助于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考能力，也會讓學(xué)生學(xué)會如何從科學(xué)思維的角度出發(fā)觀察事物、思考問題。

又如，在教學(xué)“四季”相關(guān)知識時(shí)，教師可以提前制作微課，將代表四季的圖片納入其中，并在圖片中配上文字介紹。如“白雪皚皚的冬季，銀裝素裹”“遍地都是落葉的秋季，豐收的季節(jié)”“下著綿綿細(xì)雨的春季，帶來了希望”“烈日炎炎的夏季，揮灑著汗水”。在學(xué)生觀看的基礎(chǔ)上，教師可以組織學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)器材嘗試著模仿不同季節(jié)，觀察實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象。這樣，能幫助學(xué)生更好地理解知識，了解自然界的變化，從而主動探索大自然，逐漸喜歡上大自然，更加愛護(hù)大自然。

（二）做好課前準(zhǔn)備，引導(dǎo)學(xué)生深度學(xué)習(xí)知識

在小學(xué)的科學(xué)教學(xué)中，STEM 教學(xué)法得到了廣泛應(yīng)用，且獲取了良好成效。筆者在多次的教學(xué)實(shí)踐中，不僅收獲了更多的益處，也遇到了一些需要解決問題。在STEM 教育理念指導(dǎo)開展科學(xué)教學(xué)，能讓學(xué)生與教材中的知識距離變得越來越近，也會讓學(xué)生感受到科學(xué)課程的魅力?；诖?，教師不僅應(yīng)積極地做好備課工作，同時(shí)也要指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行課前準(zhǔn)備，如閱讀相關(guān)材料、利用互聯(lián)網(wǎng)搜索相關(guān)素材等。在教學(xué)中，教師要鼓勵(lì)學(xué)生自主提出問題，并探究解決問題的方法。另外，教師要針對課堂任務(wù)進(jìn)行合理化的分配，保證課堂教學(xué)的科學(xué)性，讓每個(gè)學(xué)生都有明確的學(xué)習(xí)方向和目標(biāo)。

以教學(xué)“水”相關(guān)知識為例。教師可以對學(xué)生提出以下問題：1.水的作用有什么？2.什么物質(zhì)中含有大量水分？3.如何去除水中的雜質(zhì)？當(dāng)學(xué)生明晰問題的關(guān)鍵點(diǎn)后，教師可以鼓勵(lì)學(xué)生自由討論，為學(xué)生發(fā)放不同材料，為學(xué)生提供動手的機(jī)會。如吸滿水的海綿和具有充足水分的植物、一株長時(shí)間未澆水的植物、去除水中雜質(zhì)的器械等。學(xué)生通過討論以及動手操作，能對“水”形成直觀的感知。當(dāng)學(xué)生在利用自己的方式獲取正確結(jié)論后，教師應(yīng)對其加以引導(dǎo)，啟發(fā)學(xué)生思維，幫助學(xué)生了解“水”這一物質(zhì)，牢記水的作用，理解水的價(jià)值。

又如，在教學(xué)“海洋里的動物”相關(guān)知識點(diǎn)時(shí)，教師可以提出以下問題：1.海洋中都有什么動物？2.海洋動物有哪些相同的特點(diǎn)？3.海洋動物是怎樣生存的？4.海洋動物需要的營養(yǎng)成分都有什么？5.海洋中的水和日常生活中的水有什么不同？利用問題引導(dǎo)學(xué)生，能使學(xué)生通過解決問題更加了解更多生命體，對世界有更深入的了解和認(rèn)知。同時(shí)，還能幫助學(xué)生獲取更多知識信息，掌握不同水質(zhì)的特點(diǎn)、區(qū)別等，促使學(xué)生在不斷探究中逐漸形成良好的科學(xué)思維。

（三）積極開展實(shí)驗(yàn)，促進(jìn)學(xué)生了解科學(xué)

小學(xué)科學(xué)這門課程是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的，基于STEM 理念開展實(shí)驗(yàn)，能真正體現(xiàn)出STEM教育理念的實(shí)踐教學(xué)特點(diǎn)。STEM 屬于一種信息化教學(xué)模式，其中具有豐富的教學(xué)資源，以及大量適合小學(xué)生研究的實(shí)驗(yàn)案例。同時(shí)，它也會在小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中為教師提供充足的教學(xué)素材。教師在運(yùn)用這一理念開展教學(xué)時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)優(yōu)化、加工、處理各個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，利用各種有效條件，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。

以與“土質(zhì)”相關(guān)的實(shí)驗(yàn)為例。在此過程中，學(xué)生要積極配合教師，利用自身初步形成的科學(xué)思維展開思考，利用學(xué)習(xí)過的理論知識分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，逐漸形成良好思維習(xí)慣，并提升自身實(shí)踐能力。同時(shí)，教師在發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題時(shí)，要鼓勵(lì)學(xué)生自己思考，讓學(xué)生真正理解科學(xué)這門學(xué)科的特點(diǎn)，學(xué)會更多科學(xué)知識。

（四）組織小組合作，強(qiáng)化學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作精神

在傳統(tǒng)的科學(xué)課堂中，教師會根據(jù)自己的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，以及固有的教學(xué)思想授課，以最快的速度、最傳統(tǒng)的方式，將教材中的知識復(fù)述給學(xué)生聽，要求學(xué)生摘抄、背誦，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)也基本由教師代替，學(xué)生只需要認(rèn)真觀看即可。這樣的課堂，學(xué)生缺少實(shí)踐、思考機(jī)會，不利于學(xué)生的發(fā)展和進(jìn)步。而基于STEM 理念開展科學(xué)教學(xué)，能讓學(xué)生擁有更多的實(shí)踐、思考的機(jī)會，學(xué)生的積極性也會得到提升，并通過合作的方式主動探究。

以教學(xué)“水的浮沉力”相關(guān)知識為例。在具體的實(shí)驗(yàn)活動中，教師就可以組織學(xué)生合作實(shí)驗(yàn)，讓小組學(xué)生根據(jù)自己的想法，用雙手捏出不同形態(tài)的橡皮泥，并將橡皮泥放在水中，觀察橡皮泥在水中的形態(tài)以及沉浮狀況。然后，教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行對比和分析，思考物體的形狀與沉浮情況是否有關(guān)，引導(dǎo)學(xué)生更好地觀察、分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。用合作的形式學(xué)習(xí)、探索科學(xué)知識，不僅能讓學(xué)生之間得到更好的互動，還能提升學(xué)生的語言、肢體表達(dá)能力，并逐漸形成良好的團(tuán)隊(duì)合作精神。

又如，在開展“杠桿”相關(guān)實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師可以為學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)需要的材料，如杠桿尺、鉤碼、記錄表，然后將學(xué)生分成6 人的小組。首先，教師帶領(lǐng)學(xué)生玩游戲，讓學(xué)生根據(jù)投影中的要求：利用橡皮、塑料尺，將文具盒撬起來，并思考在這個(gè)過程中，哪幾個(gè)點(diǎn)的作用最關(guān)鍵。在學(xué)生做完之后，教師可以提問學(xué)生：“同學(xué)們，你們能說一說重要的3 個(gè)位置嗎？”學(xué)生快速回答：“阻力點(diǎn)、支點(diǎn)、用力點(diǎn)?！彪S后，教師可以鼓勵(lì)學(xué)生說一說杠桿尺的特點(diǎn)，如“圍繞支點(diǎn)轉(zhuǎn)動，靜止時(shí)平衡，兩邊有小格距離相等”。這時(shí)，教師可以繼續(xù)在杠桿尺的左邊懸掛重物，并告訴學(xué)生，這個(gè)位置就是阻力點(diǎn)，如果要想讓杠桿尺平衡，需要在右邊用力，這就是用力點(diǎn)。之后，教師將實(shí)驗(yàn)杠桿尺、鉤碼交給學(xué)生，讓學(xué)生動手操作，進(jìn)行主要的實(shí)驗(yàn)，并對學(xué)生提出實(shí)驗(yàn)要求：1.左右兩邊鉤碼數(shù)相同的情況只能出現(xiàn)一次；2.杠桿尺左右兩邊只能掛一串鉤碼，不能一邊掛好幾串；3.杠桿尺平衡了才算完成一種掛法，每位學(xué)生都要及詳細(xì)記錄；4.記錄后，思考這個(gè)杠桿是省力的還是費(fèi)力的？為什么？最后，每個(gè)小組學(xué)生挑選一名匯報(bào)員，將實(shí)驗(yàn)結(jié)果完整、清晰、準(zhǔn)確地匯報(bào)給教師，共同討論實(shí)驗(yàn)中的不同現(xiàn)象，最終獲取正確結(jié)論。這樣，能促使學(xué)生真正掌握這部分中的關(guān)鍵知識，并主動在生活中探索和杠桿相關(guān)的現(xiàn)象，深刻記憶這部分知識。

三、結(jié)語

綜上所述，在STEM 的教育視角下，學(xué)生已經(jīng)不是承載知識的“容器”，而是主動將具有趣味性的知識和技巧轉(zhuǎn)化成自己能力，用自己的智慧和雙手去創(chuàng)造全新世界，服務(wù)現(xiàn)實(shí)生活，努力成為生活主人。只有教師在教學(xué)中指導(dǎo)學(xué)生將不同學(xué)科內(nèi)容融合在一起，將智慧和四肢結(jié)合在一起，將教材中的理論知識與現(xiàn)實(shí)生活整合在一起，才能讓學(xué)生真正形成良好的科學(xué)思維，不斷提高自己的本領(lǐng)，更好地協(xié)調(diào)各方面能力和知識，并逐漸成長為社會、國家所需要的優(yōu)秀人才，進(jìn)而為社會、國家作出貢獻(xiàn)?！?/p>