STEM理念与小学科学课程的融合教学探究

摘

要：随着我国教育事业的不断发展，许多契合素质教育发展目标的教育理论在中小学教学中得到了运用，为学生综合素养的提高指明了方向。STEM教育理论作为一种新型的教育理论，在帮助学生培养和提高科学、技术、工程及数学素养方面发挥着重要的作用。因此，小学科学教师在开展教学工作的过程中，应将STEM教育理念贯穿教学全过程，对学生进行良好的科学启蒙，以此激发小学生学习科学知识、探究科学问题以及认识客观世界的兴趣，在学生的心中种下一颗关于科学的种子，为学生将来的学习和发展奠定坚实的思想基础。关键词：STEM教育理念；小学科学；融合教学人类社会发展至今，科学在其中发挥着举足轻重的作用。没有科学，人类便无法享受到如此丰富和便利的生活。在未来的社会发展过程中，科学依然会发挥着不容小觑的作用，为了实现“科教兴国”的战略目標，提高全民族的科学文化素养，教育部门将科学课程纳入小学基础教育中，对小学生进行科学启蒙教育，以此促进其身心健康发展，使其在学习科学的过程中多了解一些科学知识，并学会以客观的眼光去认识世界，逐步形成良好的探究精神。“ＳＴＥＭ”系科学、技术、工程以及数学四门学科的英文首字母的缩写，这四门学科并不是相互独立的，而是相互补充、相辅相成的关系，ＳＴＥＭ教育理念突破了学科之间的屏障，让学生在知识交互过程中实现深层次学习，从而达到培养综合素养的目的。因此，小学科学教师在开展教学工作的过程中，可将“ＳＴＥＭ理念”与课程进行融合，对学生进行良好的科学启蒙，让其从小形成良好的科学素养，为学生将来的成长成才夯实基础。一、ＳＴＥＭ教育理念与科学课程（一）ＳＴＥＭ教育理念教育部门之所以鼓励中小学教师在教学工作中推行ＳＴＥＭ理念，主要是为了帮助学生培养科学兴趣和科学思维，使其对理科课程产生浓厚的兴趣。在过去的教育中，教师受到了应试教育理念的影响，所有的教学工作都围绕着考试成绩来展开，学生平时的学习生活就是不停地上课和刷题，教师试图通过多做多练的方式来提高考试成绩，学生的思维被固化、想象力和创造力得不到有效的培养，甚至被教师所束缚或扼杀。因此，素质教育理念的提出为学生综合素养的提高带来了帮助，ＳＴＥＭ理念便是素质教育的题中之义，科学教师将ＳＴＥＭ理念与教学内容进行融合，可以充分突出学生在教学中的主体地位，让其有更多的时间和机会去进行科学学习、探索和分析，使得学生的科学素养在日积月累中得到培养和提高。（二）小学科学课程小学阶段是夯实学习基础的重要阶段，养成良好的科学思维、方法以及态度对学生一生的发展都具有极为重要的意义。因此，小学科学课程的教学重点在于帮助学生夯实科学基础，让其在学习过程中，不要将目光局限在教材、教室中，应主动去探索分析、拓宽思维，学会用质疑、客观的眼光去看待身边的事物，并由此进行探索创新，不要人云亦云、随波逐流。当然，教师在开展科学教学的过程中，在面对学生时应做到一视同仁、平等看待，让每一位学生的科学潜能都能得到同步的培养和激发。（三）ＳＴＥＭ理念与小学科学课程的共性ＳＴＥＭ教育理念的推行，反映了国家和社会对创新型、高素质人才的呼吁和召唤。这就要求以小学科学教师必须要转变传统的应试教育理念，并顺应时代对人才的要求，将ＳＴＥＭ理念与教学内容进行融合，鼓励和引导学生积极进行科学实践和知识探索，在理论学习和课程实践中不断培养和提高学习、实践以及探究能力，让学生在持续的学习中逐渐具备乐于探索、积极创新的科学精神，并将科学精神融入具体的学习和生活中，全面客观地认识自己、认识世界。二、ＳＴＥＭ理念与小学科学课程融合的具体路径（一）借助ＳＴＥＭ理念，激发学科兴趣科学课程虽然早已经成为小学基础课程之一，但在过去很长一段时间里，科学教师并没有真正意识到这门课程对学生成长的意义。或者即便意识到了，但由于受到应试教育理念的影响，其在开展教学工作的过程中仍然侧重于照本宣科、题海教学，导致小学科学教育质量一直不高。时至今日，科学教师在教学中有了更多的自主权和选择权，可将ＳＴＥＭ教育理念与课程进行融合，以此引导学生在学习科学知识的过程中懂得自主进行思考和探究，从而解决遇到的科学难题。更重要的是，ＳＴＥＭ理念侧重于科学精神和科学兴趣培养，教师需要围绕ＳＴＥＭ理念对教学模式和内容进行丰富和创新，以此增进学生对科学课程的兴趣，让教学获得事半功倍的效果。在科学课程中贯穿ＳＴＥＭ理念并非易事，教师需要给学生更多的时间和机会进行动手实践，在实践中感受和探索科学原理，领会大千世界的奥妙。例如学习到与“力学”有关的内容时，为了让学生对“空气动力学原理”有具体和直观的理解，教师在授课开始前可以引导学生利用牙签、啤酒罐、竹筷等材料来制作飞机模型，让其在实践中感受科学知识是如何对人类的生产生活产生作用的。模型制作结束后，教师还可以在班上举办一次飞机模型比赛，看哪一位学生的飞机模型最漂亮、飞得最远，并让学生尝试着解释一下为何不同的飞机模型飞行距离会有所不同？主要是受到了哪些因素的影响？紧接着，教师可以自然而然地引入“空气动力学”相关知识。由此可见，在教学中融入ＳＴＥＭ理念，可以让学生在疑惑中进行探究，在探究中进行学习，可以在一定程度上提高学生对科学知识的求知欲，并意识到原来万事万物的存在和运转都有其原理和规律，只有看到万事万物背后蕴藏的原理和规律，人类才能获得进一步的发展。比如飞机的出现就并非偶然，人类先发现了空气动力学原理，并对空气动力学进行了深入研究，才在该原理的基础上设计出飞机这款航空器，从而推动了人类运输业的发展。（二）借助实践活动，激发探究热情在传统的科学教学中，教师只是单纯讲解教材中的知识，很少带学生一起进行活动实践，故而学生对许多科学知识和内容也处于一知半解的状态。鉴于理论式教学过于枯燥，学生的学习积极性和主动性也较低，难以体会到学习科学的乐趣和价值。教师要想发挥ＳＴＥＭ理念在科学教学中的价值，首先要对传统的教学模式进行创新，尤其要适当增加实践环节，因为实践本身就属于科学教学的重要组成部分，学生可以在实践中去验证相关的科学知识和原理，懂得独立进行思考和探究，而不是只会听信前人或老师总结出来的科学结论。除此之外，科学实践有时候需要以组为单位进行开展，学生在参与科学实践的过程中，其团结协作能力、动手实践能力以及组织领导能力也会得到一定的锻炼，这对学生未来的成长成才也同样具有至关重要的意义。例如学习到“植物和我们”这个单元时，教师应先简单讲解了植物的组成部分以及植物对人类的价值。紧接着为了进一步巩固学生的学习成效，教师可以引导学生动手进行科学实践，比如利用胶布、牙签等原材料制作一个简单的植物模型，并利用生物知识介绍植物的运转过程、数学知识分析植物模型的制作成本等，甚至可以利用技术工程知识来探究植物是如何对人类的生产生活产生积极影响的。可以预见，在动手制作植物模型之前，学生对植物的认识处于浅尝辄止的层面，但经过动手实践以后，其可以充分感受到植物与人类的生活息息相关、密不可分，如果地球上没有了植物，人类估计也无法繁衍至今。更为值得注意的是，在引导学生制作植物模型时，教师可以鼓励学生以小组为单位进行合作实践，让学生有更多协作和交流的机会，这对提高实践的效果有促进作用。当然，学生在实践过程中遇到任何问题与困难，教师应当及时辅助或引导其进行解决，确保实践活动能够取得预期的效果。又比如学习到与“植物的生长变化”相关的内容时，教师可以给每位学生发几粒油菜花的种子，让学生回家以后种在土里，并每日观察和记录种子萌芽、生长的过程。在这个过程中，学生可以真切感受到生命的韧性和伟大之处，从而在内心深处萌生出了对生命的尊重和敬畏之情。（三）基于ＳＴＥＭ理念，实现生活教学小学科学课程中融合生物、地理、化学以及物理等学科的知识，学生在学习科学课程时，其实也是在为将来学习其他自然学科打下基础。值得注意的是，小学生学习的任何课程都与生活有着密不可分的联系，尤其是科学教材中的绝大多数内容，都与小学生的日常生活息息相关，比如“天气”“食物”“运动”等，这些就是学生在平常生活中经常可以触摸到和观察到的事物。因此，教师基于ＳＴＥＭ理念开展科学教学时，应当对教学模式进行完善，多从学生熟悉的生活事物出发开展教学，一方面可以拉近教材知识与学生生活之间的距离，从而激发其学习的兴趣；另一方面可以实现抽象的知识具体化、寻常化，降低学生的学习难度，从而便于其理解和接受。更为重要的是，在开展生活教学的过程中，教师可以有效锻炼学生的观察和探索能力，让其养成认真观察生活、探究生活事物的好习惯。当学习到“食物”这个单元时，鉴于学生每天都要吃饭，教师可以从ＳＴＥＭ理念出发设计一些有意思的教学活动。比如让学生做一个食谱记录，即记录自己某天的早餐、中餐和晚餐分别吃了些什么东西，鉴于该任务与学生的日常饮食有关系，完成难度也并不大，学生自然乐于去完成。待学生完成该项任务以后，教师可以将学生的食谱记录轮流通过多媒体进行展示，并让全班学生共同分析每份食谱记录中的营养是否均衡，衡量的标准为“谷物为主、荤素搭配、食物多样、多吃肉蛋奶制品”，学生很快便能找出每份食谱中存在的问题，比如：“这份食谱没有蔬菜”“这份食谱中晚餐吃的是零食”等。在这个过程中，学生也很快认识到均衡的营养对身体健康的重要性，并在今后的饮食中，尽量避免出现挑食、偏食、不吃主食等不良饮食习惯。又如在学习到“生物与环境”这个部分的内容时，为了让学生对生态系统有一个真切的了解，教师可以鼓励学生分组制作一些生态瓶，每个小组所制作的生态瓶要素存在些许差异，以便让学生清楚观察到什么样的生态环境才最适合植物生长。比如第一个小组制作生态瓶时所用的水为凉白开；第二个小组制作生态瓶时没有放入水草；第三个小组制作生态瓶时没有放入田螺、小鱼等动物。学生在观察生态瓶的过程中很容易发现这些生态瓶的制作都不太成功，或是田螺小鱼死了，或是水草枯黄了。紧接着，教师再给出制作生态瓶的具体步骤，让学生严格依照相关的步骤进行制作，结果大部分小组的生态瓶制作都成功了。生态瓶制作结束以后，教师让学生分享一下自己的实践心得，学生方才感受到大自然是一个多么绝妙而又复杂的生态系统，生物的存在与环境之间有着极为密切的联系，生物在存活的过程中需要从环境中获取必要的物质和能量，同时还排出某些物质归还给环境，保护环境的目的就是为了维护自然生态系统的平衡，这对人类的发展具有重要的意义，因为人不可能脱离环境而独自存在。三、