教學(xué)融入STEM教育理念探析

鄒小英

〔摘? ? 要〕? 隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，STEM（科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)）教育理念逐漸受到人們的關(guān)注。本文旨在探討如何將STEM教育理念融入小學(xué)科學(xué)課的教學(xué)。通過文獻(xiàn)綜述和實證研究方法，筆者發(fā)現(xiàn)STEM教育理念可以有效激發(fā)小學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)興趣和提高創(chuàng)新性思維能力。同時，本文還提出了相關(guān)的教學(xué)策略，例如探究式學(xué)習(xí)、項目式學(xué)習(xí)和跨學(xué)科整合等，以幫助教師有效地實施STEM教育，讓小學(xué)生切實提升自身的科學(xué)意識和創(chuàng)新性思維能力。

〔關(guān)鍵詞〕? 小學(xué)科學(xué)；STEM教育理念；探析

〔中圖分類號〕? G424? ? ? ? ? ? ? ? 〔文獻(xiàn)標(biāo)識碼〕? A? ? ? ? ?〔文章編號〕? 1674-6317? ? （2024）? 03? ? 061-063

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，STEM教育越來越受到人們的關(guān)注。STEM教育旨在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維、創(chuàng)新能力和解決問題的能力，以應(yīng)對日益復(fù)雜多樣的社會需求。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中融入STEM教育理念，不僅可以激發(fā)學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)興趣，還可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性思維能力。本研究旨在探討如何將STEM創(chuàng)新教育理念融入小學(xué)科學(xué)課的教學(xué)，以提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，但是，這一切都需要基于教師積極地優(yōu)化教學(xué)方式，以更為高效地促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)。

一、STEM教育理念的內(nèi)涵

STEM是科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)四個單詞的首字母縮寫。它是指一種綜合性的教育方法和學(xué)科領(lǐng)域，旨在激發(fā)學(xué)生對科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)的興趣和學(xué)習(xí)動機(jī)。STEM教育理念的目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力、解決問題的能力和批判性思維能力，以應(yīng)對現(xiàn)實世界中的各種挑戰(zhàn)。通過踐行STEM教育理念，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)技能，鼓勵學(xué)生主動參與實驗、觀察和探索，培養(yǎng)他們的邏輯思維能力和團(tuán)隊合作能力。

二、小學(xué)科學(xué)教學(xué)融入STEM教育理念的意義

（一）培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)

STEM教育理念注重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維、創(chuàng)新能力和解決問題的能力。通過實踐性的學(xué)習(xí)和項目驅(qū)動的方法，學(xué)生不僅可以掌握科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)等學(xué)科知識，還可以培養(yǎng)分析問題、團(tuán)隊合作、溝通表達(dá)等綜合素質(zhì)，這有助于學(xué)生的全面發(fā)展，提高他們的學(xué)習(xí)能力和適應(yīng)能力，為未來的職業(yè)發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)。因此，教師應(yīng)有意識地將SETM教育理念融入科學(xué)教學(xué)，最大限度地挖掘?qū)W生的素質(zhì)能力。

（二）激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新精神

STEM教育理念注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性思維和創(chuàng)造力。學(xué)生在參與實際項目和解決實際問題的過程中，培養(yǎng)了從觀察到發(fā)現(xiàn)、從分析問題到解決問題的能力。教師鼓勵他們提出自己的想法、嘗試新的方法，并學(xué)會從失敗中吸取經(jīng)驗和教訓(xùn)。這種培養(yǎng)創(chuàng)新精神的教育方式，有助于提高學(xué)生的創(chuàng)造力和解決問題的能力，并為培養(yǎng)未來的科學(xué)家、工程師和創(chuàng)業(yè)者打下堅實的基礎(chǔ)，并讓學(xué)生樹立正確的價值觀。

（三）適應(yīng)未來職業(yè)需求

STEM教育與現(xiàn)實生活和職業(yè)需求密切相關(guān)。未來的工作崗位將越來越需要具備科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)方面的知識和技能。在教學(xué)中融入STEM教育理念，可以幫助學(xué)生及早接觸到這些領(lǐng)域，并且培養(yǎng)他們對這些領(lǐng)域的興趣。通過STEM教育，學(xué)生可以了解不同的職業(yè)發(fā)展機(jī)會，培養(yǎng)相關(guān)的技能，并為未來的職業(yè)做好準(zhǔn)備。即使是小學(xué)生，他們都有對自己理想的憧憬，而STEM教育則能助力他們實現(xiàn)這一目標(biāo)。

三、小學(xué)科學(xué)教學(xué)如何融入STEM教育理念

要在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中融入STEM教育理念，真正發(fā)揮其應(yīng)有的作用，教師就應(yīng)靈活地轉(zhuǎn)變教學(xué)方式，擺脫固有的教學(xué)認(rèn)知，并積極地創(chuàng)新教學(xué)設(shè)計，從而進(jìn)一步提升教學(xué)質(zhì)量和效率。對此，本文從項目式教學(xué)、探究式教學(xué)、思維性教學(xué)和跨學(xué)科整合四種方式著手，以課本的知識內(nèi)容的教學(xué)實踐為例，分析提高小學(xué)生自身能力、促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展的方法和路徑。

（一）項目式教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生實踐能力

讓學(xué)生通過參與具體的項目活動，如設(shè)計和構(gòu)建簡單的機(jī)械裝置、制作模型等，來探索科學(xué)原理和解決實際問題。通過這樣的實際項目，學(xué)生將運用科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)的概念與技能，培養(yǎng)創(chuàng)新性思維和實踐能力。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)活動中，教師可以借助項目式教學(xué)的方式，巧妙地融入STEM教育理念，從而實現(xiàn)教學(xué)效率的提升，并培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力。

例如，在“物質(zhì)的變化”這一單元教學(xué)中，教師可以設(shè)計“探索化學(xué)反應(yīng)”的項目：通過一系列實驗和活動，讓學(xué)生深入了解物質(zhì)的變化和化學(xué)反應(yīng)的基本概念，并應(yīng)用這些知識解決實際問題。首先，引入項目，介紹物質(zhì)的變化和化學(xué)反應(yīng)的基本概念，例如固體、液體和氣體的特性，分子之間的作用，以及化學(xué)反應(yīng)的條件等。其次，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探索，組織學(xué)生以小組的形式進(jìn)行一系列實驗，觀察和記錄實驗現(xiàn)象和物質(zhì)發(fā)生的變化。例如，指導(dǎo)學(xué)生嘗試混合不同的物質(zhì)，觀察是否產(chǎn)生氣體的釋放，或者進(jìn)行一些酸堿中和反應(yīng)的實驗。接著，指導(dǎo)學(xué)生記錄實驗過程和結(jié)果，并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析?？梢灾谱鞅砀瘛D表或用圖示展示不同物質(zhì)的變化情況和化學(xué)反應(yīng)的特征。然后，引導(dǎo)學(xué)生探索問題，根據(jù)實驗結(jié)果，讓學(xué)生提出問題或挑戰(zhàn)，如如何實現(xiàn)指定的化學(xué)反應(yīng)、如何控制反應(yīng)速率等。學(xué)生可以在小組中進(jìn)行頭腦風(fēng)暴，提出自己的解決方案。最后，設(shè)計解決方案，學(xué)生根據(jù)提出的問題或挑戰(zhàn)，設(shè)計實驗并驗證他們的解決方案。他們可以嘗試不同的條件、材料或方法，以尋求最佳的解決方案。這個活動項目，幫助學(xué)生深入了解了物質(zhì)的變化和化學(xué)反應(yīng)的概念，培養(yǎng)了學(xué)生觀察、記錄、分析數(shù)據(jù)和解決問題的能力，同時，還鍛煉了學(xué)生的團(tuán)隊合作、溝通和展示能力。該項目結(jié)合了科學(xué)知識、實踐技能和創(chuàng)新性思維，提升了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和STEM實踐能力。

（二）探究式教學(xué)，提升學(xué)生參與度

在科學(xué)教學(xué)中踐行STEM教育理念，開展探究式教學(xué)，鼓勵學(xué)生主動提出問題、進(jìn)行實驗觀察和數(shù)據(jù)分析，通過自主探究來發(fā)現(xiàn)科學(xué)現(xiàn)象和解決問題，教師應(yīng)扮演引導(dǎo)者的角色，提供必要的資源和指導(dǎo)，并激發(fā)學(xué)生的好奇心和創(chuàng)造力。這樣的教學(xué)模式，能夠極大地提升學(xué)生的參與度，增強(qiáng)學(xué)生的體驗感，促進(jìn)其更為主動地學(xué)習(xí)。因此，在課堂教學(xué)活動中，教師可以實施探究式教學(xué)，并滲透STEM教育理念，以此提升教學(xué)質(zhì)量。

例如，在“田野里的生物”這一單元的知識教學(xué)中，可以引入活動，教師可以讓學(xué)生觀看一些圖片或視頻素材，并提出田野里的生物的相關(guān)問題，比如“你們在田野里見過哪些生物？”“這些生物在田野里生活的原因是什么？”以此引發(fā)學(xué)生的思考，激發(fā)學(xué)生的興趣和好奇心，點燃他們探索的欲望。接著，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究和深入思考，如：“這些生物為什么選擇在田野里生活？”“它們之間有什么相互依存的關(guān)系？”“它們生活的環(huán)境對它們有什么影響？”在探究式教學(xué)模式下，學(xué)生將通過實地觀察和實踐探索的方式，更深入地了解田野里的生物，培養(yǎng)科學(xué)探究的能力和興趣，同時提高他們的觀察、記錄、分析和解決問題的能力。

（三）思維性教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生思考問題

引導(dǎo)學(xué)生以用戶為中心，通過一系列地觀察、理解、定義問題、創(chuàng)意解決方案和測試等步驟，解決實際問題或設(shè)計新產(chǎn)品，這種教學(xué)方法，有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性思維、合作能力和解決問題的能力。在這個教學(xué)模式下，小學(xué)生自身的思維意識會得到有效的鍛煉和提升，但要真正發(fā)揮出它的作用，還要融合STEM的教育理念，以此來更有效地激發(fā)小學(xué)生的思維，促進(jìn)科學(xué)教學(xué)的發(fā)展。

例如，在教學(xué)“天氣的成因”這一單元的知識點時，要培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，就必須促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行主動思考，同時，還要充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。在教學(xué)開始時，為了引起學(xué)生的興趣，教師可以播放一段不同天氣現(xiàn)象的視頻片段或展示一些有趣的圖片，并提出開放性問題，如“你認(rèn)為天氣是怎么形成的？”然后組織學(xué)生進(jìn)行探究，將學(xué)生組成小組，實際觀察和記錄不同天氣現(xiàn)象的數(shù)據(jù)，如溫度、濕度、風(fēng)向等，引導(dǎo)學(xué)生通過觀察和討論，提出關(guān)于天氣成因的假設(shè)。最后則是知識體系的構(gòu)建，組織學(xué)生開展討論，比較和總結(jié)所提出的各種假設(shè)，引導(dǎo)學(xué)生注意不同天氣現(xiàn)象之間的關(guān)聯(lián)和規(guī)律，在此過程中，教師可以運用SETM教育的方法，讓學(xué)生嘗試設(shè)計實驗或模型來驗證他們的假設(shè)。這種以思維性教學(xué)模式融合SETM教育的教學(xué)方法，推動了學(xué)生在實踐中積極參與學(xué)習(xí)，培養(yǎng)觀察、分析、解決問題的能力。

（四）跨學(xué)科整合，豐富學(xué)生自我認(rèn)知

將科學(xué)與其他學(xué)科整合在一起，鼓勵學(xué)生在解決實際問題的過程中應(yīng)用多學(xué)科的知識和技能，這種教學(xué)方法有助于培養(yǎng)學(xué)生的綜合思維和跨學(xué)科能力。如，以教材所包含的知識內(nèi)容為基礎(chǔ)，指導(dǎo)學(xué)生展開充分的研究和思考，同時，運用STEM教育理念，貫通學(xué)科之間的聯(lián)系，將其進(jìn)行有機(jī)整合，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，豐富學(xué)生的自我認(rèn)知和知識積累。

例如，在教學(xué)“自然資源”這個知識點時，就可以進(jìn)行跨學(xué)科的整合，首先確立一個主題，如“自然資源保護(hù)和可持續(xù)利用”，這個主題要結(jié)合多個學(xué)科進(jìn)行探究，不僅僅局限于科學(xué)這門課程，還要融合數(shù)學(xué)等其他學(xué)科。教師要指導(dǎo)學(xué)生運用數(shù)學(xué)概念和技能來分析和解釋關(guān)于資源利用的數(shù)據(jù)，如水資源的用量、土地的利用率等，學(xué)生可以用圖表、圖形和統(tǒng)計方法來呈現(xiàn)資源利用情況及其發(fā)展變化趨勢。這個例子中，科學(xué)課程涵蓋了自然資源的基本知識和概念，學(xué)生能夠從多個角度深入理解自然資源的重要性，以及如何保護(hù)和可持續(xù)利用這些資源。

四、教學(xué)中需要注意的問題

（一）激發(fā)學(xué)生的興趣

在教學(xué)過程中，教師應(yīng)注重激發(fā)學(xué)生對科學(xué)的興趣?？梢酝ㄟ^生動的實驗、趣味的科學(xué)故事和互動的討論等方式，吸引學(xué)生的注意力并激發(fā)他們的科學(xué)探索欲望。教師可以設(shè)計一些有趣的實踐活動，讓學(xué)生親自動手進(jìn)行觀察和實驗，從中發(fā)現(xiàn)科學(xué)現(xiàn)象，激發(fā)他們的好奇心和求知欲。綜上，在實際教學(xué)中，教師應(yīng)著力激發(fā)學(xué)生的興趣，讓學(xué)生在興趣的驅(qū)動下實現(xiàn)學(xué)習(xí)效率的提升。

（二）培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力

科學(xué)思維是科學(xué)學(xué)習(xí)的核心，包括觀察、提問、實驗、數(shù)據(jù)分析、推理和解釋等過程。在教學(xué)中教師要注重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力，引導(dǎo)他們主動思考問題、提出疑問，并通過實踐和實驗找到答案。教師可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究活動，幫助他們學(xué)會觀察和思考，培養(yǎng)他們的邏輯思維能力和問題解決能力。因此，科學(xué)課堂教學(xué)應(yīng)當(dāng)強(qiáng)化對學(xué)生思維能力的培養(yǎng)，以提升學(xué)生的綜合素質(zhì)。

（三）融入生活實踐和跨學(xué)科內(nèi)容

小學(xué)科學(xué)教學(xué)應(yīng)該與學(xué)生的日常生活實踐相結(jié)合，并融入跨學(xué)科的內(nèi)容?？茖W(xué)是與現(xiàn)實生活密切相關(guān)的學(xué)科，教師可以將科學(xué)知識與學(xué)生的生活經(jīng)驗結(jié)合起來，幫助學(xué)生理解科學(xué)原理。同時，可以將科學(xué)與數(shù)學(xué)、語文、藝術(shù)等學(xué)科進(jìn)行跨學(xué)科整合，使學(xué)生能夠在綜合性的學(xué)習(xí)中更好地理解和應(yīng)用科學(xué)知識。在教學(xué)活動中，教師要強(qiáng)化生活實踐的引入，以此豐富學(xué)生的認(rèn)知。

綜上所述，筆者認(rèn)為，STEM教育理念可以有效激發(fā)學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。同時，本文提出了具體的教學(xué)策略，以幫助教師有效地實施STEM教育。未來的研究可以進(jìn)一步探討STEM教育理念在小學(xué)其他學(xué)科的教學(xué)中的應(yīng)用，并對教學(xué)策略進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化。在小學(xué)科學(xué)課程教學(xué)中，教師要積極地研究與創(chuàng)新，進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生的綜合能力，使課堂教學(xué)的質(zhì)量和效率得到顯著提升。

參考文獻(xiàn)

[1]劉韜容，肖化.STEM教育融入小學(xué)科學(xué)課程的改革路徑與實踐探索[J].基礎(chǔ)教育參考，2019（17）：34-37.

[2]陳浩宇.融入STEM教育理念，優(yōu)化小學(xué)科學(xué)教學(xué)[J].新課程導(dǎo)學(xué)，2019（13）：94.