浅谈STEM视野下学生科学素养的培养策略获奖科研报告

浅谈STEM视野下学生科学素养的培养策略获奖科研报告摘

要：STEM教育在小学科学教学中的融合应用，能够为科学教学改革提供相应的支持，全面增强教学活动的有效性。小学科学教学与STEM教育巧妙相融，对提高学生创新意识、动手操作能力、团队协作能力、创新学习能力等具有重要影响。STEM教育为小学生科学素养的培养开辟了新思路。本文主要结合创设“贴近生活、精设主题—指引体验、模仿制造—强化协作、互动交流—激励独创、生成创意”四环教学模式，引导学生开展科学学习，从小学科学教学与STEM教育融合的视角，探索培养学生科学素养的路径。

关键词：小学科学教学STEM教育科学素养

STEM教育包含着科学素养、技术素养、工程素养和数学素养四大方面的教育，具有融合性、体验性、跨学科性、动态性、实践性等鲜明特征。STEM教育坚持以综合的视角探索研究现实问题，主张融合科学、技术、工程和数学等多学科知识，实施跨学科、跨领域融合的教育方式，注重学生创新意识和实践能力的有效培养。

优化实施小学科学教学，积极渗透STEM教育理念，创新设计教学路径，有利于为学生创建更加新颖有趣、灵动有效的科学课堂。本文主要结合创设“贴近生活、精设主题—指引体验、模仿制造—强化协作、互动交流—激励独创、生成创意”四环教学模式，引导学生开展科学学习，提升STEM能力和素质。

一、贴近生活，精设活动主题，激发学生的科学学习兴趣

兴趣是引领小学生主动探索科学的第一动力。教师必须贴近学生生活实际，联系数学、科学、技术、工程、艺术等多学科领域，设计选择丰富有趣的科学活动主题，激发学生的科学学习兴趣，指导他们通过活动掌握科学知识和技能的同时，加深对STEM教育的感受和理解。

小学生常在探索科学知识过程中表现出极强的好奇心和兴趣。例如：在进行六年级下册《考察家乡的自然水域》教学导入时，教师利用PPT课件，将课前开展的“家乡的自然水域”调查活动和调查成果展示给学生，使他们通过多媒体情境，切身感受到自己家乡的水域情况，激起参与的兴趣。他们相互合作，查找资料，深入考察了解家乡和周围区域的水资源状况，提出有价值的保护水域、减少污染的研究建议。这种具有鲜明的生活特色的STEM活动主题，有效地激发了学生研究学习水资源状况的兴趣，为后续深入学习“环境问题和我们的行动”奠定了基础。

二、指引体验，实施模仿制造，提升学生的科学实践能力

体验是点燃学生学习灵感和思维火花的重要方法，而科学课堂实践是引导学生进行模仿制造、发明创造的重要源泉。小学生的许多创意都是从积极模仿中生成的。教师应积极引导学生体验科学课，鼓励他们勇于模仿制造，锻炼动手操作能力，促进科学实践能力的提升。

小学科学教学和STEM教育都具有突出的体验性特征，都提倡基于活动项目的体验式学习。例如：在讲授五年级上册《设计制作小赛车》一课时，教师可先引导小学生玩小赛车，使他们认识赛车的基本形状和构造，在玩耍中激起模仿制作小赛车的欲望;接着，教师继续引导他们认真观察小赛车各部分的特点，了解制作中的注意事项。在该过程中，学生们尽情地与同伴和教师进行交流和讨论，讨论的内容包括赛车的构造、车身材料和轮子材料等。通过这样的体验活动，有效训练了学生的模仿制造技能，增强了其科学实践能力。

在上述过程中，教师应重视构建跨学科的科学课堂教学模式，将小学数学、艺术、信息技术、综合实践等学科教学联系起来，或有意识地把工程、自然、物理、化学、生物等STEM相关知识引入科学课，使学生全面领略丰富的科学现象和知识，尝试开展体验模仿制造活动。

三、强化协作，开展互动交流，增进学生的团队协作能力

要促进小学科学教学与STEM教育深度融合，教师必须优化小组合作教学，切实指导学生开展协作学习，加强师生、生生之间的互动交流，不断增强学习团队的协作研究能力。

例如：在旧版教材三年级上册《我们周围的材料》教学中，教师设计了“新课导入、协作探究、保存记录”教学三环节。

首先，在新课导入环节，针对“如何利用有效方法来调查了解身边的材料？”这一问题，教师先利用多媒体课件，向学生展示了生活中存在的各种不同种类的材料，使学生初步认识到物体都是由一种或几种材料构成的，明确了材料的科学概念，进而引导他们一起归纳出生活周围常见的材料主要有木头、金属、塑料、玻璃、纸和布等。

其次，在协作探究环节，教师要先提出实验主题，然后引导学生进行分组交流讨论、开展实验探究、验证实验结果、展示实验成果等。具体来说，教师先提出“我们所熟知的这些物品都是由多种材料做成的，材料在我们的生活中有着广泛的应用”的主题，然后指导学生开展协作探究实验活动。接着，学生之间密切合作，积极进行分组讨论、对比分析和实验操作，认真观察、辨认了不同的材料，并学会了利用相关词语来描述常见的材料，认识了材料的特性以及在日常生活中的应用，从而验证了实验主题。通过协作探究，学生积极地将实验探究成果展示给其他学生，让大家了解不同材料具有不同的特点，以及在应用中的优点和缺点。

最后，在保存记录环节，要求学生必须掌握保存实验记录的正确方法，并初步学会整理、保存记录。教师要督促学生把各种探究活动情况、观察和测量信息、实验数据和结果等及时记录下来，使其充分认识到做好实验记录的重要性。同时，还要使学生掌握科学课中已学过的记录和整理实验数据的方法。团队协作是小学生科学素养的重要体现，也是开展小学科学学习的基本要求，是践行STEM教育的行动方式。小学生通过小组协作、互动交流、践行探索，能有效掌握科学学习方法，训练科学思维，能有效解决更多跨学科、跨领域的现实问题，并培养起良好的团队协作研究能力。

四、激励独创，力促生成创意，培育学生的科学创新精神

科学创意是学生科学创新精神的集中体现。科学创意不仅来自于师生、同伴之间的良性互动、交流和分享，而且来自于学生个体的独创体验和探索创造。

为了有效促进小学科学教学与STEM教育相融，教师应重视小学生科学创新精神的有效培育。例如：在五年级下册《昼夜交替现象》的教学中，教师积极利用多样化的教学方式，进一步拓宽学生的探索视野，以促进其科学创新精神的形成。课前，根据小学生对昼夜交替现象缺乏科学认识的现状，教师布置了预习任务，即“在家长协助下，下载一段关于昼夜交替现象的微视频，尝试说明昼夜交替现象是如何形成的”。新课开始时，教师鼓励学生将自己的预习成果展示给其他学生。有的学生代表利用多媒体设备，把搜集下载的“晝夜交替的科学解释”通过Flash动画展播出来，让大家形象地认识了昼夜交替的现象。还有的小组进行了角色扮演，通过穿戴“地球”道具、身体移动和俏皮的肢体动作，向同学们展示了太阳光线在地球表面的变化，使大家清晰地了解了昼夜交替的科学原理，激活了科学思维，为今后学习奠定了基础。这些创造性学习活动对激励学生理解科学知识和科学规律、训练创新思维、培养科学创新精神具有积极