科學(xué)融入STEM 促進小學(xué)科學(xué)高效課堂

☉季 勇

在小學(xué)階段的科學(xué)教學(xué)活動中，很多教師習(xí)慣于按照傳統(tǒng)的教學(xué)理念和方法對學(xué)生開展課程教學(xué)，這導(dǎo)致學(xué)科的科學(xué)內(nèi)涵很難被教師積極呈現(xiàn)在教學(xué)活動中，對學(xué)生深入到教學(xué)實踐中也會產(chǎn)生極為不利的影響。為改變這種教育狀況，STEM 教育理念被積極引入到我國。這種教育模式與傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)模式有著本質(zhì)上的不同，更加側(cè)重于將各個學(xué)科的內(nèi)容充分融入教育活動中，以此實現(xiàn)對學(xué)生有針對性的培養(yǎng)。

一、對教師的教學(xué)理念進行改進和創(chuàng)新

（一）改變教學(xué)活動內(nèi)容過于傳統(tǒng)的現(xiàn)狀

盡管科學(xué)是一門重要的課程，對于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和思維習(xí)慣都能發(fā)揮出積極的促進作用，但在目前的教學(xué)實踐中，大多數(shù)教師所開展的教學(xué)活動都存在著內(nèi)容過于傳統(tǒng)的問題，這對教學(xué)活動的有效開展會產(chǎn)生極為不利的影響。而且多數(shù)教師在教學(xué)過程中還在按照傳統(tǒng)應(yīng)試教育的理念，以理論教學(xué)和死記硬背的方法為主，對學(xué)生進行科學(xué)教育方面的引導(dǎo)，這導(dǎo)致科學(xué)教學(xué)活動很難發(fā)揮出理想效果，學(xué)生們對于課程的學(xué)習(xí)也缺乏參與的積極性。［1］為改變這一教學(xué)現(xiàn)狀，教師在教學(xué)過程中要積極學(xué)習(xí)和應(yīng)用STEM 教育理念，積極對教材中的每一個知識點進行深度挖掘，從不同學(xué)科的角度來展開探析，使學(xué)生能充分融入教學(xué)活動中，使學(xué)生在參與教學(xué)活動的過程中強化自己對科學(xué)課程知識點的理解和認(rèn)知。

以《認(rèn)識空氣》這單元的教學(xué)活動為例，為了使教學(xué)活動能夠取得理想效果，教師在教學(xué)實踐中就要充分利用STEM 教育理念來全面分析本單元的知識點，側(cè)重于將本節(jié)課所學(xué)知識與學(xué)生在其他課程中所學(xué)知識以及學(xué)生自己的生活體驗，充分融入教學(xué)設(shè)計過程中，為學(xué)生營造出良好的教學(xué)情境。［1］在課堂教學(xué)活動開展過程中，要充分利用日常生活中常見的充氣玩具、充氣床墊等物體對學(xué)生開展教學(xué)活動。同時也要積極引導(dǎo)學(xué)生思考空氣是否有質(zhì)量，怎樣借助實驗來展開探究，利用這種方法來對學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)，進行有效引導(dǎo)。只要教師在教學(xué)過程中能夠改變傳統(tǒng)的教學(xué)理念和方法，就能優(yōu)化和創(chuàng)新教學(xué)活動，使所開展的課程教學(xué)發(fā)揮出理想效果。

（二）不斷加大實踐教學(xué)力度

小學(xué)階段的科學(xué)課程具有非常豐富的內(nèi)涵，課程教學(xué)的很多內(nèi)容都需要借助實踐教學(xué)來開展，才能取得理想效果。在目前的教學(xué)活動中，大多數(shù)教師在教學(xué)過程中并不注重對學(xué)生開展實踐教學(xué)，只是按照傳統(tǒng)的教學(xué)方法，借助畫重點的方式來對學(xué)生開展教學(xué)活動，這導(dǎo)致小學(xué)科學(xué)教學(xué)很難發(fā)揮出理想效果，對學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的形成也會產(chǎn)生極為不利的影響。在這種教學(xué)模式下，學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)很難得到培養(yǎng)和提升，對教學(xué)活動有效開展也會產(chǎn)生極為不利的影響，所以這一問題值得教師認(rèn)真反思并加以改進。

例如，教學(xué)《空氣有質(zhì)量嗎》這一內(nèi)容，對于空氣是否有質(zhì)量，小學(xué)生們會有不同的認(rèn)知，有的小學(xué)生會提出空氣是有質(zhì)量的，有的會提出空氣沒有質(zhì)量，結(jié)合這一問題，教師就可以為學(xué)生提供氣球，引導(dǎo)學(xué)生充分利用自己身邊的工具來開展實驗活動。借助這種方法的有效應(yīng)用，學(xué)生們就能深入展開教學(xué)探究。在探究的過程中學(xué)生會發(fā)現(xiàn)，將兩個處于平衡狀態(tài)的氣球中的一個進行放氣操作之后，平衡的小木棍就會向沒有釋放空氣的一側(cè)傾斜。這充分說明空氣也是有質(zhì)量的。只要教師在這個過程中善于引導(dǎo)學(xué)生，借助參與實踐來強化自己對章節(jié)知識點的認(rèn)識，就能使教學(xué)活動取得理想效果。

（三）圍繞科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)展開教學(xué)探討

科學(xué)課程開展的重要目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。但是在目前的教學(xué)實踐中，大多數(shù)教師所開展的教學(xué)設(shè)計都缺乏對學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)?？茖W(xué)素養(yǎng)具有非常豐富的內(nèi)涵，學(xué)生需要借助教師有針對性的引導(dǎo)，才能夠從各個層面深入到教學(xué)活動中。目前所開展的科學(xué)教育僅僅將注意力集中在理論教學(xué)上，教材中很多內(nèi)容在教學(xué)活動中都沒有涉及，這對教學(xué)活動的有效性會產(chǎn)生極為不利的影響，所以這一問題值得小學(xué)科學(xué)教師深思，并在教學(xué)活動中加以改進。如果這些問題無法得到有效解決，想要提升課堂教學(xué)的有效性，也會面臨著很大難度。

例如，在開展《把鹽放到水中》這一內(nèi)容的教學(xué)活動中，教材展示了兩個實驗，分別是將沙子和食鹽放入冷水中，為了強化學(xué)生對知識點的理解和認(rèn)知，教師就要結(jié)合科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)來展開教學(xué)探索，引導(dǎo)學(xué)生借助實驗來觀察實驗現(xiàn)象并思考鹽在水中溶解速度的快慢與哪些因素有關(guān)？學(xué)生就會提出可能在熱水中，速度會快一點，教師要繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生怎樣驗證，學(xué)生在稍加思考之后就會提出用冷水和熱水分別展開實驗，教師由此引導(dǎo)學(xué)生通過實驗來驗證自己的猜想，只要教師在教學(xué)過程中善于對學(xué)生進行有針對性的引導(dǎo)，就能使教學(xué)活動發(fā)揮出理想效果，學(xué)生們也會以更加積極的態(tài)度對待科學(xué)學(xué)習(xí)。同時學(xué)生們在參與實驗的過程中，科學(xué)素養(yǎng)也能得到培養(yǎng)和提升，這對于教學(xué)活動發(fā)揮理想效果也能產(chǎn)生積極作用。

二、對教學(xué)設(shè)計進行改革

為了有效提升小學(xué)科學(xué)教學(xué)的有效性，使STEM 教育理念教學(xué)理念在科學(xué)課程教學(xué)過程中得到融合與應(yīng)用，小學(xué)科學(xué)教師在教學(xué)活動開展過程中要側(cè)重于從不同角度對教學(xué)設(shè)計進行改革。只有充分激發(fā)出小學(xué)生參與教學(xué)活動的積極性，才能使學(xué)生以更加積極的態(tài)度對待科學(xué)學(xué)習(xí)，使教學(xué)活動取得理想效果。

（一）借助問題來開展探究式教學(xué)

例如，開展《河流與湖泊》這一課的教學(xué)活動中，在向?qū)W生系統(tǒng)講解了河流形成的原因、湖泊的種類等知識點之后，教師就要積極組織學(xué)生開展探究式教學(xué)。在探究式教學(xué)活動開始之前，教師要特別注意為學(xué)生設(shè)計問題，引導(dǎo)學(xué)生借助問題來展開對本節(jié)課知識點的探究。為了使教學(xué)活動能夠真正激發(fā)出學(xué)生的探索欲望，教師在課堂上可以積極向?qū)W生提供一些與河流與湖泊相關(guān)的教學(xué)素材，如展示一些1998年抗洪救災(zāi)時的場景，引導(dǎo)學(xué)生思考河流和湖泊為什么會泛濫成災(zāi)，泛濫成災(zāi)之后會帶來哪些危害性，如何才能有效做好防控？利用這種方法對小學(xué)生開展探究式教學(xué)的過程中，學(xué)生能打破學(xué)科對教學(xué)內(nèi)容的限制深入思考教師所提出的問題。他們在深入研究之后會結(jié)合自己的認(rèn)知，對河流和湖泊泛濫成災(zāi)之后所帶來的各種危害進行描述。同時，學(xué)生們也會深度展開原因分析。在學(xué)生分析原因的過程中，教師要側(cè)重于從自然因素與人為因素兩個角度來展開分析。利用這種方法學(xué)生們能夠充分認(rèn)識到河流和湖泊泛濫成災(zāi)最主要的原因是天降大雨導(dǎo)致河流和湖泊決堤，這也充分反映出生態(tài)保護力度不足等一系列問題，教師要側(cè)重于用黃河中淤積的泥沙等例子，向?qū)W生介紹水土流失對河道造成的影響，以此來強化學(xué)生的認(rèn)識。同時，教師還可以從環(huán)境保護、政治經(jīng)濟發(fā)展等各個不同層面引導(dǎo)學(xué)生深入到對問題的思考與探究之中，利用這種方式幫助學(xué)生以更加積極的態(tài)度融入探究式學(xué)習(xí)活動中。學(xué)生們借助探究活動的開展也會不斷提高對知識點的理解和認(rèn)識。這對于教學(xué)活動發(fā)揮出理想效果也能產(chǎn)生積極影響。

（二）將工程教育充分融入教學(xué)實踐中

在小學(xué)科學(xué)教學(xué)活動開展過程中，要想使教學(xué)活動能夠取得理想效果，教師在教學(xué)過程中就必須要為學(xué)生準(zhǔn)備充足的教學(xué)材料，引導(dǎo)學(xué)生利用教學(xué)材料來展開探究。利用這種方法來開展課程教學(xué)，教師也能很好地將工程教育的相關(guān)理念充分融入教學(xué)實踐中，使學(xué)生們在參與教學(xué)活動的過程中，能以更加積極的態(tài)度來對待課程學(xué)習(xí)。［2］例如，在學(xué)習(xí)《地下水》這一節(jié)的過程中，為了幫助學(xué)生更好地理解和掌握教材中的知識點，教師在教學(xué)過程中就要側(cè)重于從建構(gòu)主義相關(guān)理論的角度出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生借助日常生活中常見的材料來制作簡易模型。在制作模型的過程中，教師可以向?qū)W生滲透工程教育的相關(guān)理念。在學(xué)生操作的過程中，教師要側(cè)重于對學(xué)生進行系統(tǒng)全面的引導(dǎo)。利用這種方法，學(xué)生們就能很好地利用日常生活中常見的飲料瓶來制作出一個個別具特色的模型。當(dāng)學(xué)生將模型制作出來之后，通過往沙子上倒水來展開演示，學(xué)生們就會清晰地觀察到圓筒之中水位的變化情況，這能夠很好地模擬出水井的工作原理。教師在引導(dǎo)學(xué)生開展此項教學(xué)實踐的過程中，要特別注意引導(dǎo)學(xué)生積極發(fā)現(xiàn)和利用日常生活中常見的各種素材。只要教師善于對學(xué)生進行引導(dǎo)，并在學(xué)生制作相關(guān)素材的過程中善于將工程教育的相關(guān)理念充分融入教學(xué)實踐中，學(xué)生們就會按照標(biāo)準(zhǔn)的流程來展開制作活動。在制作工作完成之后，學(xué)生的動手能力就會得到不斷提升，他們也會充分融入教學(xué)實踐中。

（三）在改進工藝的過程中引導(dǎo)學(xué)生感知技術(shù)的力量

在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的過程中，技術(shù)創(chuàng)新能夠很好地引領(lǐng)科技發(fā)展，但是大多數(shù)學(xué)生對于工藝創(chuàng)新并沒有充分認(rèn)識。為了改變學(xué)生的這一認(rèn)識，教師在教學(xué)過程中就要特別注意引導(dǎo)學(xué)生對相關(guān)問題進行探究，創(chuàng)新性地使用不同的方法來做好研究與探索。借助新技術(shù)與原有技術(shù)的對比，使學(xué)生們能不斷提升認(rèn)識，這對于學(xué)生充分感知技術(shù)的力量能夠取得理想效果。當(dāng)學(xué)生在教師的引導(dǎo)下充分融入教學(xué)活動中后，他們就會以更加積極的態(tài)度對待科學(xué)學(xué)習(xí)，并在學(xué)習(xí)過程中充分學(xué)習(xí)和應(yīng)用最新的技術(shù)。例如，在開展《不用種子也能繁殖嗎》這一節(jié)的教學(xué)活動中，大多數(shù)小學(xué)生都認(rèn)為植物繁殖必須要使用種子，但是在現(xiàn)實生活中，很多植物不僅可以用種子繁殖，利用植物的根、莖、葉也能實現(xiàn)有效的繁殖，而且在技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，借助扦插和嫁接進行繁殖還能取得理想效果。為了幫助學(xué)生理解和認(rèn)知這一知識點，教師在教學(xué)過程中就要充分向?qū)W生介紹最新的生物繁殖技術(shù)，引導(dǎo)學(xué)生積極開展生物繁殖的實驗。利用馬鈴薯、吊蘭、生姜等植物來展開實驗，教師要側(cè)重于引導(dǎo)學(xué)生將自己所開展的實驗與最新的繁殖技術(shù)進行對比，從而發(fā)現(xiàn)學(xué)科知識點探索的興趣。教師也可以積極引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)植物扦插和嫁接的方法，利用這種方式來提高學(xué)生對技術(shù)的認(rèn)識，感知技術(shù)的力量。只要教師在教學(xué)過程中善于引導(dǎo)學(xué)生改進工藝流程，不斷加大探索力度，適時向?qū)W生介紹最新的技術(shù)，學(xué)生們就會充分融入到對課程知識點的學(xué)習(xí)和探究之中，借助學(xué)習(xí)和探究強化自己的理解和認(rèn)知。

（四）巧妙融入數(shù)學(xué)知識

STEM 教育理念非常側(cè)重于將數(shù)學(xué)知識充分融入到教學(xué)實踐中。在小學(xué)科學(xué)課程教學(xué)活動中，會涉及到很多數(shù)據(jù)收集方面的內(nèi)容，教師在教學(xué)過程中就可以積極將數(shù)學(xué)知識充分融入到課堂教學(xué)活動中。教師要側(cè)重于從數(shù)學(xué)學(xué)科的角度對學(xué)生進行引導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，使學(xué)生充分認(rèn)識到數(shù)據(jù)收集和統(tǒng)計分析的重要性。以《觀測天氣》的教學(xué)為例，在教學(xué)活動開展過程中，學(xué)生需要詳細掌握測量氣溫、雨量和風(fēng)向的方法，每一項測量活動都需要借助專用的儀器來開展，而且在測量活動開展過程中也需要詳細記錄測量數(shù)據(jù)。教師在教學(xué)過程中，一方面要引導(dǎo)學(xué)生積極學(xué)習(xí)常見的測量工具使用方法，同時還要指導(dǎo)學(xué)生借助規(guī)范的方法來進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計。當(dāng)學(xué)生借助數(shù)據(jù)統(tǒng)計獲得了一手資料之后，教師就要引導(dǎo)學(xué)生們充分利用自己所收集到的數(shù)據(jù)來展開對比與分析。一般來說，教師要引導(dǎo)學(xué)生詳細記錄一周的數(shù)據(jù)。氣象數(shù)據(jù)結(jié)合一周的紀(jì)要，來進行數(shù)據(jù)分析，繪制相關(guān)圖表，能夠幫助學(xué)生更加全面地認(rèn)識本節(jié)課所涉及的知識點。而且在教師教學(xué)和引導(dǎo)的過程中，由于巧妙融入了數(shù)學(xué)知識，學(xué)生也能從數(shù)學(xué)學(xué)科的角度來重新認(rèn)識科學(xué)教學(xué)。在這種教學(xué)模式下，學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和數(shù)學(xué)水平都能得到培養(yǎng)和提升。只要教師在教學(xué)過程中善于對教學(xué)內(nèi)容進行深度挖掘，就能將學(xué)科所涉及的豐富內(nèi)涵充分融入教學(xué)實踐中，每一名學(xué)生也會以更加積極的態(tài)度對待自己的學(xué)習(xí)。

STEM 教育理念需要小學(xué)科學(xué)教師在開展教學(xué)活動的過程中積極創(chuàng)造條件，將現(xiàn)實生活中的各種科學(xué)現(xiàn)象充分應(yīng)用于教學(xué)活動中，從科技、工程、技術(shù)、數(shù)學(xué)等多個角度對教材中的知識點進行解讀，這能夠幫助學(xué)生在鉆研科學(xué)知識的過程中，不斷強化自己的理解和認(rèn)識，也能使小學(xué)生以更加積極的態(tài)度對待學(xué)習(xí)和生活，提升課堂教學(xué)的有效性。