STEM構(gòu)建小學(xué)科學(xué)高效課堂

周欣

【摘? 要】STEM（科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)）教育在現(xiàn)代教育中變得越來越重要。在小學(xué)教育中，構(gòu)建高效的科學(xué)課堂對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力、解決問題的能力以及培養(yǎng)對科學(xué)的興趣至關(guān)重要?；诖?，本文詳細(xì)分析了STEM背景下構(gòu)建小學(xué)科學(xué)高效課堂的路徑，以供參考。

【關(guān)鍵詞】STEM;小學(xué)科學(xué);高效課堂

在小學(xué)階段培養(yǎng)對科學(xué)的興趣對于學(xué)生未來進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)和研究科學(xué)領(lǐng)域具有關(guān)鍵意義。通過提供有趣、實(shí)踐性的STEM課程，學(xué)生可以在輕松愉快的學(xué)習(xí)氛圍中體驗(yàn)到科學(xué)的樂趣，從而激發(fā)他們對科學(xué)的興趣和熱情。這樣的體驗(yàn)可以為學(xué)生選擇未來的學(xué)科方向提供啟發(fā)，并為他們未來的職業(yè)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

一、STEM教育理念的概述

STEM（Science， Technology， Engineering， and Mathematics）教育是一種綜合性的教育理念，旨在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和解決問題的能力，以應(yīng)對現(xiàn)代社會(huì)面臨的復(fù)雜挑戰(zhàn)。在小學(xué)科學(xué)教育中，應(yīng)用STEM教育理念可以構(gòu)建一個(gè)高效的課堂環(huán)境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并培養(yǎng)他們的科學(xué)思維和動(dòng)手能力。

首先，STEM教育強(qiáng)調(diào)跨學(xué)科的學(xué)習(xí)。傳統(tǒng)的科學(xué)教育常常將不同科目分割開來，學(xué)生只是被要求記住一些理論知識(shí)。而在STEM教育中，學(xué)生將能夠同時(shí)學(xué)習(xí)科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)知識(shí)，從而更好地理解這些學(xué)科之間的相互關(guān)系。例如，在小學(xué)的科學(xué)課堂中，可以引入簡單機(jī)械、電路和測量等概念，讓學(xué)生了解這些知識(shí)如何應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)生活中的問題。其次，STEM教育注重學(xué)生的實(shí)踐和合作。學(xué)生通過實(shí)際操作和實(shí)驗(yàn)來鞏固他們的學(xué)習(xí)成果。例如，學(xué)生可以設(shè)計(jì)和建造簡單的機(jī)械模型，通過實(shí)踐來理解物理的基本概念。同時(shí)，STEM教育也鼓勵(lì)學(xué)生之間的合作，因?yàn)楹芏嗟膯栴}需要團(tuán)隊(duì)的智慧和集體的努力才能解決。通過合作學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠培養(yǎng)自己的溝通、合作和領(lǐng)導(dǎo)能力。再次，STEM教育強(qiáng)調(diào)解決現(xiàn)實(shí)生活中的問題。學(xué)生通常會(huì)被給予一些具體的問題或挑戰(zhàn)，他們需要運(yùn)用他們的知識(shí)和技能來尋找解決方案。這樣的學(xué)習(xí)方式可以幫助學(xué)生將抽象的科學(xué)理論應(yīng)用于實(shí)際問題中，并培養(yǎng)他們解決問題的能力。例如，在小學(xué)的科學(xué)課堂中，可以設(shè)計(jì)一個(gè)小型的環(huán)保項(xiàng)目，讓學(xué)生了解環(huán)保的重要性，并給予他們解決一些環(huán)保問題的機(jī)會(huì)。最后，STEM教育注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。創(chuàng)新是21世紀(jì)的核心能力之一，而STEM教育正是為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力而設(shè)計(jì)的。學(xué)生通過STEM教育可以培養(yǎng)他們的創(chuàng)造性思維和解決問題的能力，從而為未來的挑戰(zhàn)做好準(zhǔn)備?？偠灾琒TEM教育提供了一種創(chuàng)新的教育方式，能夠促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和科學(xué)思維，培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力。在小學(xué)科學(xué)教育中，應(yīng)用STEM教育理念可以構(gòu)建一個(gè)高效的課堂環(huán)境，幫助學(xué)生更好地理解科學(xué)的基本概念，培養(yǎng)他們的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，為他們的未來做好充分準(zhǔn)備。

二、STEM構(gòu)建小學(xué)科學(xué)高效課堂的價(jià)值

（一）符合教育教學(xué)規(guī)律

STEM的教育理念，要求課程設(shè)計(jì)要將科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)緊密結(jié)合，讓學(xué)生在動(dòng)手操作中學(xué)習(xí)，在探索發(fā)現(xiàn)中學(xué)習(xí)。這就要求教師要做到“理實(shí)一體化”教學(xué)，即將科學(xué)知識(shí)與工程技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)實(shí)踐，將知識(shí)與技能應(yīng)用于解決現(xiàn)實(shí)問題。教師要基于學(xué)科整合、學(xué)做一體的思路來組織教學(xué)內(nèi)容，突出學(xué)生的主體地位，讓學(xué)生主動(dòng)參與課堂教學(xué)。因此，在小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)中，教師應(yīng)根據(jù)小學(xué)生的年齡特點(diǎn)和認(rèn)知規(guī)律，構(gòu)建小學(xué)科學(xué)高效課堂。科學(xué)課堂教學(xué)要打破學(xué)科壁壘，整合“理實(shí)一體化”教學(xué)，體現(xiàn)學(xué)科間的相互融合。同時(shí)，還要充分考慮學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律、學(xué)科特點(diǎn)和教育教學(xué)規(guī)律，從而讓學(xué)生在有趣、有用、有價(jià)值的科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)中獲得知識(shí)。

（二）有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)

在新的時(shí)代，科學(xué)素養(yǎng)作為必備的基礎(chǔ)素養(yǎng)，與人的終身發(fā)展和國家發(fā)展息息相關(guān)。我國《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中指出，要培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)，使學(xué)生具有基本的科學(xué)知識(shí)、技能和方法，了解與生活、生產(chǎn)密切相關(guān)的科技知識(shí)，認(rèn)識(shí)科學(xué)對社會(huì)發(fā)展的作用。而 STEM教育是以學(xué)生為中心，以培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力為目標(biāo)，讓學(xué)生在探究過程中發(fā)展綜合運(yùn)用知識(shí)和技能解決問題的能力。這種教育理念下培養(yǎng)出來的學(xué)生將是具有創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的“復(fù)合型”人才。因此，在小學(xué)階段實(shí)施 STEM教育有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。教師在實(shí)施 STEM教育時(shí)可以充分利用教材中有關(guān)科技知識(shí)的內(nèi)容，聯(lián)系學(xué)生實(shí)際生活中的一些現(xiàn)象設(shè)計(jì)問題情境，讓學(xué)生在探究中學(xué)習(xí)，在實(shí)踐中探究，通過觀察、比較、實(shí)驗(yàn)等方式培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

三、STEM構(gòu)建小學(xué)科學(xué)高效課堂的策略

（一）創(chuàng)設(shè)生活場景，培養(yǎng)探索精神

創(chuàng)設(shè)生活場景是一種有效的策略，可以激發(fā)學(xué)生對科學(xué)的興趣，培養(yǎng)他們的探索精神。學(xué)生們通常更容易與他們身邊的世界和經(jīng)驗(yàn)產(chǎn)生聯(lián)系。在科學(xué)課堂中，教師可以根據(jù)學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)和日常環(huán)境，積極引入與課程主題相關(guān)的問題和情境。教師需要提供與學(xué)生生活相關(guān)的問題和情境，引起學(xué)生的好奇心。利用實(shí)物、圖片、視頻等教具，展示生活中的科學(xué)現(xiàn)象，鼓勵(lì)學(xué)生觀察、探索、提問和親自實(shí)踐，培養(yǎng)他們的主動(dòng)學(xué)習(xí)能力。以“冰融化了”為例，教師可以采取多種策略來打造一節(jié)高效的科學(xué)課堂。首先，老師可以在課前準(zhǔn)備階段引入一個(gè)生活場景，例如夏天的一個(gè)炎熱下午，學(xué)生看到冰棒慢慢融化的情景。通過觀察和描述，引發(fā)學(xué)生對冰融化的好奇心，激發(fā)他們的思考。老師可以提出問題，如“為什么冰會(huì)融化？”“融化的冰變成了什么？”等等，鼓勵(lì)學(xué)生提出自己的猜想和解釋。其次，為了讓學(xué)生更好地理解冰融化的過程和機(jī)理，可以準(zhǔn)備一些簡單的實(shí)驗(yàn)設(shè)備。比如，將冰塊放在一個(gè)透明的容器里，再放在室溫的環(huán)境中，觀察冰塊的變化。這樣的實(shí)驗(yàn)設(shè)備可以讓學(xué)生清晰地觀察到冰融化的過程，以及周圍環(huán)境對冰塊的影響。接下來，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)表格，讓學(xué)生記錄冰融化的時(shí)間和溫度變化。學(xué)生可以每隔一段時(shí)間記錄一次冰塊的融化情況，以及周圍環(huán)境的溫度。通過填寫表格，學(xué)生可以對冰融化的過程進(jìn)行量化和觀察，并且可以通過對比數(shù)據(jù)，分析冰塊的融化速度與環(huán)境溫度之間的關(guān)系。在實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生可以進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析。他們可以通過計(jì)算冰塊融化的速度，比較不同環(huán)境溫度下冰塊融化的差異。學(xué)生還可以使用圖表或圖像來展示實(shí)驗(yàn)結(jié)果，從而更直觀地展示冰融化的過程和規(guī)律。最后，鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)圖表進(jìn)行分析。他們可以思考為什么冰融化的速度會(huì)隨著環(huán)境溫度的變化而變化，或者討論冷凍和融化的原理。

（二）結(jié)合實(shí)驗(yàn)教學(xué)，指導(dǎo)學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是STEM教育的核心之一，可以幫助學(xué)生更深入地理解科學(xué)概念，并培養(yǎng)他們的觀察、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)分析能力。在小學(xué)科學(xué)課堂中，教師應(yīng)該充分利用實(shí)驗(yàn)教學(xué)的機(jī)會(huì)，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)際操作，并引導(dǎo)他們觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、記錄數(shù)據(jù)，并對結(jié)果進(jìn)行分析和總結(jié)。通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生能夠親自體驗(yàn)科學(xué)的樂趣，培養(yǎng)科學(xué)思維和解決問題的能力。以“種子發(fā)芽實(shí)驗(yàn)”為例。首先，在教學(xué)設(shè)計(jì)上，教師應(yīng)將實(shí)驗(yàn)作為課程的一部分，與科學(xué)知識(shí)緊密結(jié)合，確保實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛲怀鼋虒W(xué)重點(diǎn)。教師可以通過展示有關(guān)種子發(fā)芽的圖片、視頻，引發(fā)學(xué)生的興趣和好奇心，引導(dǎo)學(xué)生思考植物的生長過程和發(fā)芽所需的條件。接下來，教師可以向?qū)W生提出問題，引導(dǎo)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)來獲取答案。比如，“什么因素會(huì)影響種子的發(fā)芽？”“種子在不同溫度下能否發(fā)芽？”等。其次，在實(shí)驗(yàn)過程中，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生充分參與，培養(yǎng)學(xué)生觀察、實(shí)驗(yàn)和記錄的能力。實(shí)驗(yàn)前，教師可以組織學(xué)生共同制定實(shí)驗(yàn)計(jì)劃和安全措施，明確每個(gè)角色的任務(wù)。學(xué)生可以自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，并準(zhǔn)備所需的材料和器具。在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過程中，教師可以提醒學(xué)生觀察植物的變化，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析和總結(jié)。實(shí)驗(yàn)后，教師可以組織學(xué)生展示實(shí)驗(yàn)成果，并進(jìn)行交流和討論，以提高學(xué)生的合作與溝通能力。再次，教師應(yīng)運(yùn)用多種教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)手能力。在種子發(fā)芽實(shí)驗(yàn)中，教師可以采用觀察法、比較法和歸納法等多種教學(xué)方法。通過讓學(xué)生觀察不同條件下種子的發(fā)芽情況，比較實(shí)驗(yàn)結(jié)果，學(xué)生能夠更好地理解不同因素對植物生長的影響。同時(shí)，教師還可以引導(dǎo)學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)原理，并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與科學(xué)原理相對照，幫助學(xué)生建立科學(xué)思維和創(chuàng)新思維。最后，在評價(jià)上，教師應(yīng)該注重對學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程的評價(jià)，而不僅僅關(guān)注實(shí)驗(yàn)結(jié)果。教師可以通過觀察學(xué)生的合作與溝通能力、實(shí)驗(yàn)記錄的規(guī)范性、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性等方面來評價(jià)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。此外，教師還可以設(shè)置開放性問題，讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果對問題進(jìn)行分析和推理，以評價(jià)學(xué)生的科學(xué)思維和創(chuàng)新能力。

（三）聯(lián)系生活實(shí)際，引導(dǎo)應(yīng)用科學(xué)

聯(lián)系生活實(shí)際是一個(gè)重要的策略，可以幫助學(xué)生將所學(xué)的科學(xué)知識(shí)和現(xiàn)實(shí)生活相結(jié)合，使其具有實(shí)際應(yīng)用的能力。這種策略可以增加學(xué)生對科學(xué)的興趣和動(dòng)力，同時(shí)也加深他們對所學(xué)科學(xué)概念的理解。以“營養(yǎng)要均衡”為例，教師需要讓學(xué)生了解營養(yǎng)的重要性，并通過實(shí)踐去探索健康飲食的原則。為了使學(xué)生更加高效地學(xué)習(xí)關(guān)于“營養(yǎng)要均衡”的科學(xué)知識(shí)，老師可以通過實(shí)際案例或?qū)嶒?yàn)引導(dǎo)學(xué)生深入了解。以“食物金字塔”為例，通過讓學(xué)生將不同的食物分類到金字塔的各個(gè)層級(jí)中，學(xué)生可以理解不同食物所提供的營養(yǎng)的種類和含量。同時(shí)，老師還可以向?qū)W生展示不同年齡階段所需的營養(yǎng)攝入量，并引導(dǎo)學(xué)生將其應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)生活中，計(jì)算出自己所需的各種營養(yǎng)素。除了理論知識(shí)，實(shí)踐也是學(xué)生學(xué)習(xí)“營養(yǎng)要均衡”的重要環(huán)節(jié)。老師可以組織學(xué)生進(jìn)行營養(yǎng)調(diào)查或觀察身邊的食物。學(xué)生可以調(diào)查同學(xué)們的早餐習(xí)慣，并進(jìn)行對比和分析，從而了解不同食物對健康的影響。另外，學(xué)生還可以觀察不同食物的營養(yǎng)成分標(biāo)簽，通過比較食物的營養(yǎng)價(jià)值，引導(dǎo)學(xué)生做出正確的選擇。在教學(xué)中，老師還可以利用電子設(shè)備和應(yīng)用程序幫助學(xué)生應(yīng)用科學(xué)知識(shí)。通過使用手機(jī)或平板電腦上的營養(yǎng)應(yīng)用程序，學(xué)生可以輸入所食用的食物，自動(dòng)計(jì)算攝入的能量和各種營養(yǎng)素，并分析飲食的均衡性。學(xué)生可以根據(jù)應(yīng)用程序的反饋，調(diào)整自己的飲食結(jié)構(gòu)，確保攝入的營養(yǎng)豐富而均衡。同時(shí)，老師還可以鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐性的項(xiàng)目和活動(dòng)。學(xué)生可以以“營養(yǎng)要均衡”為主題，設(shè)計(jì)自己的健康餐單，并在班級(jí)中展示和分享。學(xué)生還可以一起種植蔬菜或水果，親身體驗(yàn)食物的生長過程，并將自己種植的食物用于健康飲食。通過這些實(shí)踐性的活動(dòng)，學(xué)生不僅提高了對“營養(yǎng)要均衡”理念的理解，還增強(qiáng)了自主學(xué)習(xí)和解決問題的能力。

綜上所述，STEM構(gòu)建小學(xué)科學(xué)高效課堂的重要性在于幫助學(xué)生建立綜合性知識(shí)體系、培養(yǎng)創(chuàng)造力和問題解決能力，以及提前培養(yǎng)對科學(xué)的興趣。通過這樣的課堂教育，學(xué)生可以在積極的學(xué)習(xí)環(huán)境中全面發(fā)展，為未來的學(xué)習(xí)和職業(yè)發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。因此，教育者和學(xué)校應(yīng)該重視STEM教育，積極構(gòu)建小學(xué)科學(xué)高效課堂，為學(xué)生的發(fā)展提供更廣闊的舞臺(tái)。

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