如何实现STEM教育与小学科学的融合

如何实现STEM教育与小学科学的融合摘要：随着教育改革的不断深入，传统应试教育存在的缺陷越来越明显，已经无法满足现代教育的需要，应转变传统的应试教育模式，融入新的教育理念，从而提高教育效果。小学科学教育的主要目的，是让小学生能够熟练掌握科学知识，并使小学生形成良好的科学素养，促进小学生综合能力获得提高。STEM教育与小学科学融合，能够将培养小学生的综合能力作为目标开展教学工作，可以避免小学科学存在的片面性，还能够提高小学科学教学效率，从而达到小学科学教学目标。教学中关键词：STEM教育；小学科学；融合STEM教育主要包括科学、技术、工程以及数学等四个方面内容，实现对上述四个学科的融合，将培养学生综合素质作为教育目标的教育模式。小学教学过程中，会将综合性的理科知识进行拆分，导致学生无法形成完整的知识体系，学生在学习过程中无法熟练掌握相关知识，无法将学科知识运用到实际生活当中，对于教学效果影响较为严重。小学科学与STEM教育的融合，能够避免科学知识零散性，为学生构建完善的科学知识体系，从而加强学生对科学知识的掌握能力，使学生能够学好科学知识，提高学生的综合素质。

一、STEM教育概述STEM教育实现了对科学、技术、工程以及数学等四个学科的融合，证明上述四个学科并非独立存在，而是互相之间存在较为密切的联系，并将培养学生综合素质作为教育目标，转变了传统教育的培养方式。STEM教育可以让学生通过学习，熟练掌握解决问题的能力，并且，不只是让学生掌握理论知识，还能够让学生多参与实践活动，在实践活动当中能够提高学生的知识运用能力，从而使学生科学能力和科学素养获得提升。STEM教育主要将教学项目作为核心，能够引导学生灵活掌握科学知识，避免学生在学习中出现死记硬背的现象，实现学生对科学知识理解性记忆，提高小学生的科学水平[1]。

二、小学科学教学现状

（一）教育理念过于陈旧小学科学教学过程中，受到传统教育理念的影响，导致小学科学教育未能达到教学要求和教学目标。科学课堂教学中仍然采取灌输式的教育模式，小学生在学习过程中处于机械化的状态，课堂参与度较低，如果长时间按照上述教学模式开展科学教学，会逐渐降低学生对于科学知识的学习兴趣，甚至出现厌学心理，严重影响科学教学效果以及教学效率，难以达到科学教学目标。

（二）教师专业能力不足小学科学不属于小学阶段的重点科目，学校进行小学教育的过程中主要是将教学重点放在数学、语文以及英语等重点科目上，对于科学教师的培养力度不够，造成科学教师专业能力不够全面的情况。科学教师专业能力不足和缺少科学素养培育意识，会导致科学教学失去重点，严重影响学生科学素养的形成，也不利于学生熟练掌握科学知识[2]。

三、实现STEM教育与小学科学融合优势和挑战小学科学与STEM教育融合，有利于提高科学教师的专业能力和创新能力，培养学生形成良好的团队意识和提高学生的实践意识，使学生综合素质和综合能力获得提升。科学教师的专业能力对于科学教学效果有着较大的影响，是决定科学教学质量的重要因素。小学科学与STEM教育的融合，需要教师做好教学准备工作，选择合适的融合路径，保证小学科学与STEM教育的融合效果。融合教学主要是采取小学生分组学习的方式，学生在学习的过程中不仅能够掌握科学知识，还能够加强学生的团队协作能力，有利提高学生的综合能力以及综合素质。STEM教育与小学科学，能够增加小学科学实践类课程，通过实践教学活动能够让小学生更好的理解和掌握科学知识，并在实践中提高学生的知识运用能力，使小学生能够运用科学知识解决实际生活中的问题[3]。STEM教育与小学科学教育融合虽然具有较多的优势，但是在融合过程中也需要面临较多的挑战。不同小学阶段科学教学重点不同，低年段需要提高学生的观察能力，高年段应将培养学生创新能力和实践能力作为重点内容，给STEM教育与小学科学的融合带来一定的难度。由于部分学校对于小学科学教学重视度不够，科学教师师资力量较为薄弱，不利于STEM教育与小学科学的融合。STEM教育和小学科学的融合会受到课堂时间的限制，很难达到设置的教学目标，不利于学生理解科学知识和掌握科学知识的运用方法。

四、STEM教育与小学科学的融合准备

（一）教学目标分析STEM教育与小学科学融合的主要目标，要求学生能够在物质科学领域当中，对物质运行形式和能量转换进行了解，生命科学领域能够认识到生物的多样性，宇宙科学领域认识到地球自然现象形成原因。如：在苏教版小学五年级上册《第1单元光与色彩》中“光的传播”时，教师要确定好教学目标，学生应先根据现象推理出光的传播路径，并设计验证光是沿着直线传播的实验，学生可以通过对实验的分析，可以得出光的基本传播方式，了解各种光自然现象形成的原因。鼓励学生在探究活动中提出问题，让学生能够自主开展活动探究，并对探究过程进行记录，加深学生对于科学知识的理解。

（二）教学对象分析学生在学习“光的传播”之前，学生已经基本掌握光和影之间的关系，从而对光产生较为基础的认识。教师在开始“光的传播”的教学时，应能够加强对学生的引导，探究光传播的路径，使学生之前学习的科学知识进行巩固，也为后续的科学知识学奠定基础，可以降低小学生的学习难度，从而加强小学科学与STEM教育的融合效果[4]。

（三）教学内容分析以苏教版小学科学五年级上册《第1单元光与色彩》中“光的传播”为例，教学的重点内容分为两个部分，即光如何照射到物体上、验证光传播路线。学习光的照射时，教师应做好教学道具准备工作，方便学生进行理论验证。光的传播路径教学中，需要教师能够做好实践活动的方向指引工作，并按照光的传播假设多种可能性，调动学生的思维，从而使学生能够参与到实践活动中，对于不同假设进行验证，最终得出正确的实验结果。教学内容基本可以分为四个阶段，科学实践活动准备、重点问题研究、实践验证以及课外拓展，能够有效提高小学生的综合能力。

五、实现STEM教育与小学科学的融合策略

（一）提高教师专业素养想要实现STEM教育与小学科学的融合，学校要加强对小学科学的重视，加强对科学教师专业能力的培养，提高小学生的专业素养。学校可以按照STEM教育要求制定合适的科学教师培训计划，组织合适的教研活动，使教师能够熟练掌握四个学科的基础知识，有利于提高教师的跨学科教学能力。同时，科学教师应树立STEM教育观念，转变传统应试教育模式，调动学生对于科学知识的学习兴趣，让学生可以积极参与到科学课堂当中，使学生能够熟练掌握科学知识，提高学生的科学学习水平。科学教师的专业素养对于科学教学效果有着关键性作用，只有小学科学教师具备较强的专业能力，才能够加强科学教学效果。例如：加强科学教师职后分类培训，可以有效提高科学教师综合素养。小学课程教材中的科学内容包括物质科学、生命科学、地球与宇宙科学、技术与工程四大领域，但是由于普通高校专业设置上的问题，现在小学科学教师大多为某个单学科专业出身，如物理、化学、生物等理科专业背景的比较多[5]。这些教师在职前教育中自身的科学知识存在结构性缺陷，所以在职后培训方面，首先要通过有效的方法和策略，面向不同专业背景的教师，分类组织基于不同知识内容的补偿性培训。其次由于实验操作技能和科学活动设计能力也是科学教师普遍的弱项，应加强进阶式分层培训。在学科思想方法或学科理解能力方面，可以通过名师引领，以任务驱动方式进行分层分类培养。在选择引领教师时要用其所长，从他们擅长的领域开始，再拓展到其他领域。

（二）完善科学设施STEM教育与小学科学融合的过程中，应完善校园科学设施，从而为科学教学提供良好的教学环境，保证小学科学教学效果。小学学科教学装备配置必须符合相关标准，如功能室、实验室、实验设备准备室、实验器材等，并且按照科学教学需要对科学试验耗材进行定期补充。部分条件较少学校，可以建设科学专用教室，为科学实践活动提供的空间，进一步加强STEM教育与小学科学的融合效果。科学教学过程中，教师可以发现小学生对于前沿科技和大型工程项目等兴趣较高，如载人航天等，但是由于学校条件有限，无法满足学生的兴趣需要，导致很多科学教育活动无法正常进行，针对上述情况，学校应加强与科研院所、科技馆等多个部门的合作，选择合适的时间带领学生进行参观学习，让学生能够感受到科学的魅力，从而调动学生的学习热情[6]。

（三）结合生活实际小学科学属于综合性较强的学科，其中所涉及到的内容也较为广泛，有利于学生综合素质的提高。STEM教育与小学科学进行融合的过程中，应加强科学知识与实际生活的结合，加强学生对科学知识的理解。例如：学习苏教版小学科学五年级下册《第4单元简单机械》中“撬重物的窍门”，主要目的是让学生能够掌握杠杆基本原理和简单应用，为了便于学生能够更好的理解杠杆原理，并掌握杠杆的运用方法，教师可以实现科学知识与生活实际进行融合。实际生活中有很多物品都应用了杠杆原理，教师可以进行举例，并说明杠杆原理，提高小学生对于杠杆原理的理解，如开瓶器属于省力杠杆、跷跷板属于等距杠杆。

（四）制定分段教学计划由于不同小学阶段学生的学习需要不同，在进行STEM教育与小学科学融合过程中，应按照不同阶段学生的学习需要，制定合适分段教学计划，从而保证STEM教育与小学科学融合教学效果。例如：低年段小学科学教学应培养学生形成对科学知识学习的兴趣，教师进行科学教学的过程中，应能够增加科学实验的趣味性，调动学生参与到课堂教学中的积极性[7]。中年段小学生应培养学生主动学习的能力，让学生能够主动参与到科学实验当中，使学生实践能力和思维能力获得提升。高年段小学生各方面水平都获得提高，教师在进行小学科学教学的过程中，主要将培养学生团队合作能力和实践探究能力作为重点，为学生综合能力的提升奠定基础。

（五）合理运用多媒体STEM教育和小学科学融合过程中应借助信息时代为教学提供的依据，借助多媒体开展小学科学教学，从而加强小学科学教育效果。例如：学习苏教版小学五年级上册《第3单元地球的表面和内部》的“火山和地震”时，教师如果只是按照教材讲解知识，不便于学生理解科学知识。小学科学教师可以借助多媒体设备，播放视频、图片等，通过视频让小学生更好的了解火山、地震原理，也可以调动学生的积极性，激发学生参与到科学课堂中的积极性，有助于学生学好科学知识。

（六）注重培养学生的协作能力小学科学与STEM教育融合，科学教师应注重培养学生的团队协作能力，有利于促进学生自主进行科学探究。例如：学习苏教版小学科学六年级上册《第1单元物质的变化》的“制作汽水”时，教师可以将学生分为不同的小组，让学生以小组学生合作制作汽水，并提出相关问题，“制作柠檬汽水的过程中，是否生产了新物质？”、“什么时候变化产生了新的物质？”等，让学生在团队协作的过程中，调动学生的探究兴趣，有利于提高学生的团队协作能力和自主学习能力。培养学生的团队协作能力，能够促进小学生获得全面发展，加强小学科学与STEM教育的融合效果。

结束语综上所述，STEM教育与小学科学的融合，能够调动学生参与到科学课堂的积极性，并提高学生的综合能力，提高小学生对科学知识的理解能力和掌握能力。小学科学教师作为促进STEM教育与小学科学有效融合关键性因素，应能够熟练掌握STEM教育特点和内涵，保证STEM教育的融合效果，调动小学生科学思维的积极性，从而使小学生形成良好的科学素养和科学能力。

参考文献[1]吴晓敏.STEM教育与小学科学教学的有效融合[J].基础教育研究,2020(12):22-23.[2]张福鑫.实现STEM教育与小学科学融合的对策研究[J].小学时代,2020(07):93-94.[3]张涛.浅议如何实现STEM教育与小学科