小學(xué)科學(xué)課“STEM教育資源”構(gòu)建的實(shí)踐研究

李俊杰

【摘要】小學(xué)科學(xué)教學(xué)中蘊(yùn)含了STEM教育資源，在小學(xué)科學(xué)課中開展STEM教育能夠達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)與STEM教育涉及的學(xué)科素養(yǎng)等。構(gòu)建其學(xué)科學(xué)習(xí)資源從多樣化的教學(xué)資源、廣泛的覆蓋面、有代表性的地域特征、較高的示范引領(lǐng)性以及動(dòng)態(tài)的教學(xué)資源更迭幾個(gè)方面，通過理論研究與實(shí)踐相結(jié)合，才能構(gòu)建出較為理想化的STEM教育資源，具有借鑒意義與參考價(jià)值，為培養(yǎng)復(fù)合型的創(chuàng)新人才奠定基礎(chǔ)。

【關(guān)鍵詞】小學(xué)科學(xué);STEM教育資源;構(gòu)建;實(shí)踐

小學(xué)科學(xué)課程內(nèi)容包括物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)、地球與宇宙科學(xué)、技術(shù)與工程四個(gè)領(lǐng)域，蘊(yùn)含著豐富的STEM教育資源，是小學(xué)生學(xué)習(xí)STEM教育的知識(shí)沃土和極好的載體。STEM課程重點(diǎn)是加強(qiáng)對(duì)學(xué)生四個(gè)方面的教育：一是科學(xué)素養(yǎng)，即運(yùn)用科學(xué)知識(shí)（如物理、化學(xué)、生物科學(xué)和地球空間科學(xué)）理解自然界并參與影響自然界的過程;二是技術(shù)素養(yǎng)，也就是使用、管理、理解和評(píng)價(jià)技術(shù)的能力;三是工程素養(yǎng)，即對(duì)技術(shù)工程設(shè)計(jì)與開發(fā)過程的理解;四是數(shù)學(xué)素養(yǎng)，也就是學(xué)生發(fā)現(xiàn)、表達(dá)、解釋和解決多種情境下的數(shù)學(xué)問題的能力。

由此看來，STEM教育是包含了科學(xué)素養(yǎng)，而科學(xué)課程中也是要培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，但科學(xué)課程又恰恰是STEM教育的一部分，缺少了技術(shù)素養(yǎng)、工程素養(yǎng)和數(shù)學(xué)素養(yǎng)。因此，挖掘科學(xué)課程中的STEM教育資源，將其構(gòu)建并進(jìn)行實(shí)踐，既能夠培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，又能夠?qū)⒓夹g(shù)素養(yǎng)、工程素養(yǎng)和數(shù)學(xué)素養(yǎng)融入其中。

因此，我們在圍繞粵教版小學(xué)科學(xué)教材為依托的STEM教育資源構(gòu)建的實(shí)踐研究時(shí)發(fā)現(xiàn)，如果要構(gòu)建出較為理想的STEM教學(xué)資源，需要注重以下幾個(gè)方面。

一、多樣化的教學(xué)資源

多樣化的教學(xué)資源不僅能夠?yàn)槔蠋焸兲峁└嗟膮⒖?，也能夠更好地促進(jìn)與提升課堂教學(xué)效果，因此在構(gòu)建教學(xué)資源的過程中，要注重其教學(xué)資源的多樣化構(gòu)建。如：我們在對(duì)STEM教育資源構(gòu)建與實(shí)踐研究的過程中，開發(fā)了多樣化的教學(xué)資源，有教案、案例、微課、論文、教材、公開課等方面的教學(xué)資源，資源的多樣化，能夠給老師們提供更多的參考建議，讓老師們以多種形式參考與借鑒，更好地服務(wù)課堂教學(xué)，提升STEM教育的教學(xué)效果。

（一）在進(jìn)行資源開發(fā)時(shí)，要注重教材資源的開放性。如：教材的編排要給老師和學(xué)生留出足夠多的發(fā)揮空間，教材只是一個(gè)模板與載體，要讓老師們可以根據(jù)教材進(jìn)行再次開發(fā)，讓孩子在教材的引領(lǐng)下發(fā)揮自主能動(dòng)性，發(fā)展特長。教案資源建設(shè)我們注重其可操作性，能夠讓老師們根據(jù)教案可以很快上手，方便其操作，真正服務(wù)與教學(xué)。

（二）案例的開發(fā)注重其示范性。案例一直是我們研究的重點(diǎn)，為能夠更上國內(nèi)外的先進(jìn)理念，我們重在以參與更高一級(jí)別的競賽、交流、展示等方式，優(yōu)化其案例，讓其能夠與時(shí)俱進(jìn)，具有一定的引領(lǐng)性與示范性。

（三）微課資源的輻射性。為了能夠讓微課資源產(chǎn)生更好地輻射作用，可以利用網(wǎng)絡(luò)與更多的同行進(jìn)行交流，讓更多的孩子享受其資源，因此注重微課的輻射性是開發(fā)微課資源的潛在因素。

二、教學(xué)資源要有廣泛的覆蓋面

教學(xué)資源要盡量涵蓋整個(gè)學(xué)段，這樣才能夠讓更多的孩子受益。在圍繞小學(xué)科學(xué)開發(fā)STEM教學(xué)資源時(shí)，要圍繞小學(xué)1-6年級(jí)各個(gè)年級(jí)進(jìn)行資源的開發(fā)，保證各個(gè)年級(jí)都可以開展STEM教育，既能夠讓各個(gè)年級(jí)的孩子都享受到資源帶來的優(yōu)勢，又能夠讓孩子們了解到資源帶來的好處。在開展課題研究時(shí)，我們將小學(xué)科學(xué)課中各個(gè)年級(jí)的主題進(jìn)行篩選，以較為適合的方式開發(fā)了各個(gè)年級(jí)的STEM資源。如：一年級(jí)我們開發(fā)了以水、紙為主題的STEM教學(xué)資源，其兩個(gè)模塊內(nèi)容是小學(xué)科學(xué)一年級(jí)下冊第一單元和第三單元的內(nèi)容;二年級(jí)我們開發(fā)了以磁鐵玩具教學(xué)資源，磁鐵玩具是二年級(jí)上冊第三單元的教學(xué)內(nèi)容;三年級(jí)我們開發(fā)了設(shè)計(jì)自制“小噴泉”資源，其是三年級(jí)上冊第四單元熱與溫度的教學(xué)內(nèi)容，四年級(jí)的巖石和小車、五年級(jí)的橋梁和微生物、六年級(jí)的能量及小小設(shè)計(jì)師，根據(jù)科學(xué)課標(biāo)以及STEM教育教學(xué)方法，每個(gè)年級(jí)都有相對(duì)應(yīng)的主題探究，既能夠保證科學(xué)課堂的正常進(jìn)行，又能夠讓STEM理念在課程中較好的融合進(jìn)去，從而達(dá)到較為理想的STEM素養(yǎng)提升。

除了按年級(jí)進(jìn)行資源開發(fā)，還需要根據(jù)小學(xué)科學(xué)課程內(nèi)容的四大領(lǐng)域進(jìn)行探究，如圍繞物質(zhì)領(lǐng)域開展的風(fēng)能研究、圍繞生命科學(xué)領(lǐng)域開展的細(xì)菌研究、圍繞地球與空間科學(xué)開展的月球能量大作戰(zhàn)研究、圍繞工程與技術(shù)開展的橋梁研究等，每個(gè)領(lǐng)域板塊均有研究與實(shí)踐的資源，充分保證在資源建設(shè)中的覆蓋面。

三、較濃厚的地域特征

在科學(xué)課程中，五年級(jí)有關(guān)于橋梁單元方面的知識(shí)，我們結(jié)合課標(biāo)以及STEM理念，我們將順德新城區(qū)一河兩岸的規(guī)劃讓學(xué)生進(jìn)行了解與學(xué)習(xí)，然后結(jié)合實(shí)際情況，分析目前僅有的兩座橋梁的通行情況，引導(dǎo)孩子們關(guān)注橋梁的背景，了解通行現(xiàn)狀，解決塞車難題，從而引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行修建橋梁來緩解交通擁堵的問題。學(xué)生經(jīng)過對(duì)前幾節(jié)課的學(xué)習(xí)鋪墊，已經(jīng)了解與認(rèn)識(shí)了各種各樣的橋，并學(xué)習(xí)了各種橋梁的特征及用途，從而對(duì)設(shè)計(jì)橋梁有了較為科學(xué)的想法與思路。通過這一系列的認(rèn)識(shí)、實(shí)踐與運(yùn)用，孩子們的科學(xué)素養(yǎng)、工程素養(yǎng)、技術(shù)素養(yǎng)以及數(shù)學(xué)素養(yǎng)都得到了進(jìn)一步的提升，并且能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識(shí)充分運(yùn)用到解決身邊現(xiàn)實(shí)問題當(dāng)中，參與到城市的規(guī)劃與建設(shè)中來，讓自己的所學(xué)為自己的城市建設(shè)出力獻(xiàn)策。

四、較高的示范引領(lǐng)性

在大數(shù)據(jù)時(shí)代，閉門造車已成過去，加強(qiáng)交流與探討，不斷優(yōu)話與提升是資源建設(shè)的動(dòng)力與生命力，為了能夠讓資源建設(shè)更具生命力，要及時(shí)將資源進(jìn)行交流與分享，在交流與分享的同時(shí)，要有一定的示范與引領(lǐng)性。例如：2021年我們主動(dòng)組隊(duì)參加了中國第四屆STEM大會(huì)挑戰(zhàn)賽，通過兩輪的競賽，我們的積分達(dá)到了83.75，位列全國前100，間接地證明我們建設(shè)的資源具有一定的參考價(jià)值，得到了上級(jí)部門的認(rèn)可。2021年課題組成員又參加了區(qū)市省的STEM案例評(píng)比交流活動(dòng)，通過各級(jí)評(píng)比，我們的案例脫穎而出，獲得了省市區(qū)的一等獎(jiǎng)，得到了上級(jí)部門的認(rèn)可，說明了我們的案例具有一定的示范性。2022年1月，我們又組隊(duì)參與了全國STEM案例叢書的征集活動(dòng)，通過不斷地優(yōu)化與改進(jìn)，我們的案例成功入選叢書征集活動(dòng)，這說明我們的案例也同時(shí)得到權(quán)威部門的認(rèn)可。課題組的成員受邀被評(píng)為市級(jí)STEM案例的評(píng)審專家，受聘為市級(jí)STEM兼職教研員等，都能夠充分說明上級(jí)部門對(duì)我們工作的認(rèn)可，通過優(yōu)秀的資源進(jìn)行分享與交流，既能夠讓自己得到進(jìn)一步的提升，又能夠影響更多的同行，提升地區(qū)的水平。不斷優(yōu)化與改進(jìn)的相關(guān)資源，讓其成為具有示范與引領(lǐng)性的教學(xué)資源是延續(xù)其生命力的更好方式。

五、不斷優(yōu)化的動(dòng)態(tài)資源

資源建設(shè)因個(gè)人眼界及時(shí)代特征等原因，需要不斷地優(yōu)化與改進(jìn)，才能讓資源更有生命力。如：在建設(shè)橋梁單元教學(xué)資源時(shí)，我們先是根據(jù)順德新城區(qū)規(guī)劃進(jìn)行設(shè)計(jì)橋梁、制作橋梁，但由于一河兩岸跨度較大，學(xué)生對(duì)于尺寸的概念比較模糊，因此我們又結(jié)合順德新城區(qū)的實(shí)際情況，讓學(xué)生先學(xué)會(huì)觀察新城區(qū)目前已有的人行天橋，在此基礎(chǔ)上測量實(shí)際路面尺寸，根據(jù)路面尺寸按1：100的比例縮小為模型，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合模型比例進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而達(dá)到了較為理想的教學(xué)效果，學(xué)生不但對(duì)橋梁的知識(shí)有所了解與學(xué)習(xí)，還鞏固了數(shù)學(xué)學(xué)科的比例尺關(guān)系，并且能夠通過模型搭建，回歸到現(xiàn)實(shí)生活中，這樣的抽象概念與現(xiàn)實(shí)生活相結(jié)合，模型構(gòu)建與實(shí)景結(jié)合，進(jìn)一步加深了學(xué)生對(duì)于橋梁單元知識(shí)的理解，而且增強(qiáng)了學(xué)科之間的聯(lián)系，從而達(dá)到了較為理想的STEM資源構(gòu)建。這樣的不斷優(yōu)化的過程還體現(xiàn)在參與全國《SETM案例叢書》征集活動(dòng)中，根據(jù)組委會(huì)給予的體例我們將之前開發(fā)的案例進(jìn)行規(guī)范化梳理，然后遞交組委會(huì)，再通過組委會(huì)的反饋進(jìn)行不斷地修正，從而達(dá)到了組委的修正要求，形成了一篇較高質(zhì)量的STEM案例。這樣的過程體現(xiàn)在我們眾多的案例當(dāng)中，動(dòng)態(tài)的資源隨著上級(jí)各部門的相關(guān)主題征集，也在不斷地完善與提煉當(dāng)中。因此，優(yōu)秀的資源不是一成不變的，而是隨著時(shí)代發(fā)展與需要在不斷地更迭過程中。

以《小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》為依據(jù)，構(gòu)建教材中的STEM教育資源，讓“STEM教育”融入課堂，構(gòu)建出科學(xué)課堂教學(xué)中的STEM教育資源，讓科學(xué)課源于教材而高于教材，著力提升每一位學(xué)生的創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力和解決問題的能力，正是我們科學(xué)教育和STEM教育的主張和追求的目標(biāo)。如何系統(tǒng)地構(gòu)建小學(xué)課程內(nèi)容中的STEM教育資源，讓STEM教育資源成為科學(xué)課教學(xué)的一部分，也讓科學(xué)課教材成為STEM教育的資源寶藏，這無疑是一線老師們關(guān)注的焦點(diǎn)也是操作中的難點(diǎn)。我們通過實(shí)施課題研究發(fā)現(xiàn)，只有努力打造具有多樣化，覆蓋面廣，地域性特征明顯，具有較高的示范與引領(lǐng)性的、動(dòng)態(tài)的教學(xué)資源建設(shè)。較為有效地解決了這樣的難題，才能為大家今后在科學(xué)教學(xué)中實(shí)施STEM教育提供了較好的范本。

【本文系“中國STEM教育2029創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃”STEM課題組（課題編號(hào)為：2019STEM191）研究成果】

【參考文獻(xiàn)】

[1]王素，李正福.STEM教育這樣做.北京：教育科學(xué)出版社，2019（10）.

[2]劉頌豪.科學(xué).廣東教育出版社：廣東科技出版社，2019（12）.

[3]中華人民共和國教育部.義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn).北京：北京師范大學(xué)出版社，2017（3）.

[4]曾令鵬，梁斌.科創(chuàng)和STEM教育實(shí)驗(yàn)教材：小學(xué)版：廣東高等教育出版社，2019（3）.