有效開發(fā)STEM教育資源

〔摘" "要〕" 隨著教育教學(xué)改革的不斷深化，STEM教育理念從理論到實踐，一步一步走來，逐漸成為一種被廣泛應(yīng)用的教育理念。將STEM教育理念與數(shù)學(xué)、科學(xué)等課程融為一體，更好地推動科學(xué)課程的校本化落地。因此教師應(yīng)在科學(xué)教學(xué)中引入STEM教育理念，并在相關(guān)教育資源框架下，積極探索、開發(fā)現(xiàn)有教育資源，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維，讓學(xué)生掌握學(xué)習(xí)方法，提升學(xué)習(xí)能力，為學(xué)生的科學(xué)課程創(chuàng)造良好的學(xué)習(xí)氛圍。

〔關(guān)鍵詞〕" 小學(xué)科學(xué)；STEM教育資源；有效開發(fā)

〔中圖分類號〕" G424" " " " " " " " 〔文獻標(biāo)識碼〕" A" " " " 〔文章編號〕" 1674-6317" " （2025）13" " 0004-03

小學(xué)的科學(xué)課，是一門基礎(chǔ)性、綜合性、實踐性課程，科學(xué)課能讓學(xué)生看到有趣的科學(xué)現(xiàn)象，開闊他們的科學(xué)視野，通過一系列的觀察、實驗、探究等活動讓他們的科學(xué)思維得到發(fā)展，激發(fā)他們對周圍事物的好奇心和求知欲，進一步培養(yǎng)他們的科學(xué)素養(yǎng)。隨著STEM教育理念的引入，筆者認為科學(xué)教師也應(yīng)從STEM教育理念視角出發(fā)，開發(fā)STEM教育資源，豐富科學(xué)課堂。本文主要探討如何在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中開發(fā)STEM教育資源。

一、小學(xué)科學(xué)教學(xué)存在的問題

隨著科技的不斷發(fā)展，小學(xué)科學(xué)的教學(xué)越來越受關(guān)注和重視，科學(xué)課的起始年級從原來的三年級變成了一年級，學(xué)時也從原來的每周1學(xué)時變?yōu)槊恐?學(xué)時。但是受傳統(tǒng)教學(xué)觀念的影響，在實際教學(xué)過程中科學(xué)課仍然存在不盡如人意的地方。

（一）教師沒有調(diào)動起學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性

小學(xué)生年齡尚小，對周圍的事物容易產(chǎn)生好奇心，有的孩子喜歡動手實踐探究一二，有的孩子喜歡靜靜觀察，他們思考問題的方式也有所不同，這就導(dǎo)致科學(xué)教師總是會發(fā)現(xiàn)有的孩子思維活躍，有的孩子沉默不語，存在兩極分化的現(xiàn)象。究其原因，一方面，有些學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣沒有被激發(fā)出來，在學(xué)習(xí)科學(xué)的過程中缺少內(nèi)驅(qū)力。另一方面，有些教師總是會圍繞教材內(nèi)容開展教學(xué)工作，就教材教教材，沒有創(chuàng)新，沒有知識拓展，久而久之，學(xué)生對科學(xué)學(xué)習(xí)失去興趣，教師的教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量受到影響。

（二）教師缺少對學(xué)生的正確引領(lǐng)

在科學(xué)課的教學(xué)中受傳統(tǒng)觀念影響，一些學(xué)生認為學(xué)習(xí)科學(xué)沒有太大用處，一貫認為只要學(xué)好語文、數(shù)學(xué)、英語就可以走遍天下。殊不知，學(xué)生若要真正成為對社會發(fā)展有用的人才，這些是遠遠不夠的。但是，科學(xué)教師在教學(xué)中只是完成既定的教學(xué)任務(wù)，缺少對學(xué)生的思想教育，同時，很多地方把科學(xué)課作為一門副科，科學(xué)課被占用的現(xiàn)象經(jīng)常存在，自然會導(dǎo)致學(xué)生的不重視，從而出現(xiàn)個別學(xué)生在科學(xué)課上進行其他活動，或者在科學(xué)課堂上走神、做其他學(xué)科作業(yè)、做小動作，課下也不認真完成科學(xué)學(xué)習(xí)任務(wù)。這樣不僅學(xué)生學(xué)習(xí)能力會下降，教師的教學(xué)工作也很難開展。

二、小學(xué)科學(xué)教學(xué)中STEM教育資源開發(fā)的意義

STEM是科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)的融合簡稱，STEM課程教育模式與傳統(tǒng)的教學(xué)方式相比有著許多不同之處，它強調(diào)的是實踐學(xué)習(xí)、戶外學(xué)習(xí)、融合學(xué)習(xí)等教學(xué)理念。小學(xué)科學(xué)是一門綜合性的學(xué)科，如果將STEM課程理念引入小學(xué)科學(xué)將會對科學(xué)教學(xué)帶來十分積極的推動作用。所以，科學(xué)教師應(yīng)積極探索，注重教育資源的開發(fā)和利用，用更加適合的方式將STEM課程教育模式融入科學(xué)教學(xué)過程之中，教師還應(yīng)為學(xué)生選擇合適的實踐工具，提高學(xué)生的課堂參與度，讓學(xué)生能夠更好地理解和把握知識。小學(xué)教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生的實際情況，不斷提升學(xué)生的認知水平，讓學(xué)生通過實驗的方式驗證科學(xué)原理。對于低年級學(xué)生，應(yīng)以培養(yǎng)興趣為主，讓學(xué)生感受到科學(xué)課程的生動有趣，進一步激發(fā)學(xué)生對科學(xué)學(xué)習(xí)的興趣；對于高年級的學(xué)生，應(yīng)培養(yǎng)其分析問題、解決問題的能力，讓學(xué)生能夠在教師的引導(dǎo)下不斷思考，深入探究，促進學(xué)生思維的發(fā)展。

三、小學(xué)科學(xué)教學(xué)中STEM教育資源開發(fā)的途徑

（一）在科學(xué)小實驗中開發(fā)STEM教育資源

小學(xué)科學(xué)教學(xué)要加強科學(xué)實驗，促進學(xué)生科學(xué)知識的全面整合。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)內(nèi)容中，大部分實驗是聯(lián)系生活的，而且學(xué)習(xí)的材料多種多樣，比較容易獲得。如學(xué)習(xí)“莖和葉”的內(nèi)容時，學(xué)生需要通過實驗探究鳳仙花的莖具有運輸水分的作用。在實驗中，教師要指導(dǎo)學(xué)生準(zhǔn)備一杯紅顏色的水，然后把鳳仙花的莖浸入紅色的水中，放置大約6小時后，將鳳仙花的莖縱向切開，觀察有什么現(xiàn)象？思考：莖為什么會變紅？這個紅色從哪里來？幫助學(xué)生發(fā)展科學(xué)思維，提高動手實踐能力，也知道了家里人栽種的花要定期澆水的原因。通過做實驗不僅激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣，也讓學(xué)生學(xué)會了用科學(xué)知識解決實際問題的能力。

在教學(xué)過程中，教師如果將生活中關(guān)于數(shù)學(xué)、工程、技術(shù)等知識，作為科學(xué)課程學(xué)習(xí)的主要STEM教育資源，幫助學(xué)生形成專業(yè)化以及系統(tǒng)化的研究方法，就能讓學(xué)生保持探索熱情。

例如，在拓展關(guān)于“做一張再生紙”的主題內(nèi)容時，教師首先要告訴學(xué)生造紙術(shù)是我國的四大發(fā)明之一，促進了科技文化的傳播，讓學(xué)生充滿民族自豪感，在此基礎(chǔ)上引發(fā)學(xué)生思考，紙是如何發(fā)明的？此時，需要教師通過視頻或者圖片的方式把古代造紙的技術(shù)呈現(xiàn)出來。教師小結(jié)造紙的過程為：碎紙—攪拌—鋪壓平整—擠壓吸水—通風(fēng)晾干共五步，隨后教師出示身邊的材料，指導(dǎo)學(xué)生結(jié)合古代造紙的技術(shù)進行再生紙的制作。學(xué)生親身經(jīng)歷動手制作再生紙的過程，不僅對古人造紙術(shù)的發(fā)明有了更深的認識，也能感受到古代人民的聰明智慧，更是對造紙的流程有了深刻的印象，強化了學(xué)習(xí)成效，同時也會形成良好的保護環(huán)境意識，促使教學(xué)效率的提高。

（二）在科學(xué)小故事中開發(fā)STEM教育資源

目前我國的教育制度在不斷地健全、完善，小學(xué)科學(xué)教師要做到與時俱進，不斷地滿足新課標(biāo)要求，一方面幫助學(xué)生養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，另一方面輔助其養(yǎng)成較強的探究精神，能具備科學(xué)的思維方式和動手實踐能力。所以，在教學(xué)過程中，教師應(yīng)該合理地運用科學(xué)小故事，感化學(xué)生，培養(yǎng)其獨立思考的能力，還能豐富STEM教育資源的內(nèi)容。教科版小學(xué)科學(xué)教學(xué)內(nèi)容包含很多偉大科學(xué)家的例子，教師要充分地利用好這些故事，指導(dǎo)學(xué)生進行科學(xué)實驗探究，不斷地深化素質(zhì)教育。

例如，在講授關(guān)于“動物和植物繁殖”的相關(guān)內(nèi)容時，教師可以講述著名的生物學(xué)家達爾文的故事，將達爾文發(fā)現(xiàn)進化論這一科學(xué)故事展開講述，激發(fā)學(xué)生探索科學(xué)奧秘的興趣。我國的航天事業(yè)在國際上處于領(lǐng)先地位，可以講我國的航天之父錢學(xué)森的故事。也可以講述牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力的故事，使學(xué)生對力有一定的了解，知道生活中各種各樣力的存在，并對人們的生活產(chǎn)生影響。還可以講“雜交水稻之父”袁隆平的故事等，讓學(xué)生崇尚科學(xué)，熱愛科學(xué)。

（三）在數(shù)學(xué)和科學(xué)融合中開發(fā)STEM教育資源

數(shù)學(xué)是一門邏輯性很強的學(xué)科，科學(xué)教育是激發(fā)學(xué)生理性思維和理性認知的教育過程，教師將科學(xué)課程中的數(shù)學(xué)知識提取出來，以數(shù)學(xué)問題為跳板，開發(fā)學(xué)生的理性思維?？茖W(xué)教學(xué)不一定完全圍繞著數(shù)學(xué)課程展開，但是借助多元數(shù)學(xué)知識與數(shù)學(xué)概念的配合，學(xué)生同樣能夠得到分析數(shù)學(xué)知識的機會，從而形成科學(xué)意識。由此可見，圍繞數(shù)學(xué)知識開展科學(xué)授課，整合科學(xué)課程的教學(xué)任務(wù)，有助于學(xué)生形成理性思維。

例如，在學(xué)習(xí)“增加船的載重量”內(nèi)容時，教師引導(dǎo)學(xué)生先猜測船的載重量可能和哪些因素有關(guān)？在學(xué)生有了自己的想法后，就要通過實驗來驗證自己的猜想。此時，教師需要給學(xué)生提供3張邊長是12厘米的正方形鋁箔紙，指導(dǎo)學(xué)生把三張鋁箔紙做成底面積分別是64平方厘米、36平方厘米、16平方厘米的鋁箔船。教師要指導(dǎo)學(xué)生注意以下事項：一是要保證三只鋁箔船的總質(zhì)量不變。二是在制作船的過程中不可以裁剪鋁箔。三是教師引導(dǎo)學(xué)生計算底面積是64平方厘米的鋁箔船，體積是64×2=128立方厘米；底面積是36平方厘米的鋁箔船，體積是36×3=108立方厘米；底面積是16平方厘米的鋁箔船，體積是16×4=64立方厘米。然后通過對三只質(zhì)量相同、底面積不同、體積不同的小船進行測試，比較哪只小船的載重量最大，學(xué)生很容易會發(fā)現(xiàn)體積越大，載重量越大。

在本節(jié)教學(xué)中，教師指導(dǎo)學(xué)生計算鋁箔船的體積，然后讓學(xué)生比較、觀察、實驗，從而得出結(jié)論，驗證自己的猜想。本節(jié)課不僅對學(xué)生的數(shù)學(xué)能力進行了考查，同時擴展了教學(xué)內(nèi)容，提升了知識的理解難度，也讓學(xué)生的科學(xué)思維得到了發(fā)展。

（四）在生活實際中開發(fā)STEM教育資源

生活中的很多內(nèi)容可以在小學(xué)科學(xué)教材中的知識點上加以體現(xiàn)，所以教學(xué)應(yīng)該密切地結(jié)合現(xiàn)實生活，聯(lián)系實際生活情況，提升學(xué)生的實踐意識，幫助學(xué)生獲得更多的科學(xué)知識。積累生活經(jīng)驗不僅是學(xué)習(xí)科學(xué)的起點，也是學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的重點。在小學(xué)科學(xué)融合教學(xué)中，除了需將學(xué)生所學(xué)數(shù)學(xué)知識與科學(xué)知識相結(jié)合，同時也應(yīng)鼓勵學(xué)生學(xué)會靈活運用所學(xué)知識，將生活經(jīng)驗與課本中的知識、經(jīng)驗進行融合，以創(chuàng)造性的思維解決生活中的問題。

例如，在學(xué)習(xí)“熱脹冷縮”相關(guān)內(nèi)容時，教師聯(lián)系生活中比較常見的裝飲料的瓶子為什么不會裝滿的原因，引發(fā)學(xué)生思考。將它當(dāng)作有效的教育資源，讓學(xué)生認識到液體是會熱脹冷縮的，溫度升高，液體內(nèi)部的分子就會劇烈運動，體積就會增大，如果將飲料裝滿，在溫度高的情況下瓶子就會炸裂。教學(xué)中落實實踐活動，做到教學(xué)和現(xiàn)實生活緊密聯(lián)系，為學(xué)生提供解決現(xiàn)實問題的理論基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力。

（五）在校園科技活動中開發(fā)STEM 教育資源

關(guān)于STEM教育資源問題，除了可以應(yīng)用在日常的STEM課堂教學(xué)中，提高教學(xué)質(zhì)量，還可以助力校園科技活動的開展，讓更多的學(xué)生參與到STEM項目中來。

通過校園STEM活動課程，如科技節(jié)、藝術(shù)節(jié)等大型活動，能讓更多的學(xué)生參與到STEM課程中來。在校園STEM活動課程中，教師可以設(shè)計智能遙控機械手臂、遙控足球小車、氣球?qū)?zhàn)小車、乒乓球連發(fā)弩等科普互動游戲項目。在科技節(jié)大型活動中，學(xué)生還可以參與和體驗創(chuàng)客空間所設(shè)計的各種新作品，感受科技活動的趣味性。這樣可以讓更多的學(xué)生投入和參與科學(xué)探究實踐活動中去，提升學(xué)生的科學(xué)綜合素養(yǎng)。

總之，將STEM教育理念融入科學(xué)教學(xué)中有利于提高教學(xué)水平和質(zhì)量，促進學(xué)生全面發(fā)展。但如今STEM教育還處于起步階段，教師仍要不斷地學(xué)習(xí)和理解STEM教育理念和本質(zhì)，更好地利用和開發(fā)STEM教育資源，構(gòu)建完整的教學(xué)體系，讓學(xué)生更好地進行實踐，提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)，讓學(xué)生成為具有創(chuàng)造力的人，促進學(xué)生的發(fā)展和進步。

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