小学科学课堂中运用STEM教育的实践初探

“科学science”是“STEM教育”中一个最为重要的组成部分，也是决定“STEM教育”教学效率和方向的一个关键部分。由于学生在此阶段有着较强的好奇心和探索欲望，容易对新鲜有趣的事物产生心动的感觉，所以，小学时期是STEM教育这种创新型的教学最适宜引进的阶段。此外，除了科学science之外，技术Technology和工程Engineering也是学生在科学学习过程中必须养成的一种能力。而这种能力大多数情况下都是需要学生亲自动手操作的。因此，教师需要利用好学生在小学课堂上好奇心强以及愿意动手的特点，充分利用符合教学模式的方式来帮助学生学习科学核心理念，更好地将STEM教育理念落实到科学教育过程中去，从而激发学生对科学的学习兴趣，培养并提升学生的科学文化素养。一、利用教学情境推动STEM教育小学生的心智尚未成熟，面对一些事物的时候，通常会表现出一些幼稚的想法和行为，并且在课堂学习中经常会因为一些额外的事物导致记忆力分散，从而影响了课堂听课效率。为了更好地让学生能以自身最佳的状态投入到课堂学习中去，教师需要以学生为主体，针对学生天性爱玩、好奇心强且注意力容易分散等特点入手，创设并利用对学生有吸引力且有趣好玩的教学情境来吸引学生的注意力，让学生在小学科学学习课堂上能够投入更高的热情，快速提升课堂教学效率［1］。例如，在进行《观察校园里的植物》这节课的教学时，大多数教师都会将学生局限于教室这个学习环境中，只让学生通过多媒体上所展现的一些与植物相关的视频和图片来进行学习。这种方式并不能让学生从千篇一律的学习方式中找到真正的乐趣，从而也就不能突出这节课教学的特色。因此，为了更好地使课堂教学符合现代STEM教育特点，教师需要将原本室内授课的教学模式转到室外进行科学教学。首先，教师要让学生明确本堂课的学习目标和学习任务，从而确保学生后续室外科学学习的效率。此外，还需要做好后续室外观察的分组和注意事项告知，并且嘱咐学生带好自己的小本子和笔，随时做好笔记；其次，教师可以带领班级的学生一起来到学校操场，让他们以小组为单位来对校园操场范围内的植物进行参观和感受，并将感兴趣的植物特征和种植物种类特意记录在自己所带的小本子上；若是遇到不懂的植物还可以寻找老师进行询问，或者是进行拍照，后续上网查找资料；最后，教师带领学生回到教室后，请学生自由发挥，介绍自己在操场上所见到的植物，聊聊自己观察植物的感受和看法，并且对自己并不了解的植物通过照片和同学进行分享，让学生通过讨论加深对植物知识的认知。通过类似上述这种为学生创设良好科学教学情境方式，能够很好地为学生提供一个形象、具体且直观的教学环境，让学生能够脱离枯燥课本的束缚，来推动自己对植物相关知识的认识和理解，有助于学生自主探究能力及学习能力的培养。这也是落实STEM教育在小学科学课堂上应用的一个重要举措。二、以学生为中心进行STEM教育学生在课堂学习和教学过程中，一直都处于教学主体地位，这个地位是不容置疑和动摇的，这也是保障后续教师进行教学活动开展的一个重要保障和基础。一旦学生的中心地位和主体地位受到动摇，那么教师的教学效果就会大打折扣。而小学科学教学是培养学生基础科学能力和科学素养的一个关键部分，也是推动学生科学活动能力的一个重要学习环节。并且科学学习对于学生的动手能力和参与程度都有着较高的要求。因此，教师在进行小学科学教学的授课过程中，需要时刻树立“以学生为中心”的意识来推动教学活动的开展，时刻保持对STEM教育认识来对学生进行实践操作教学。教师需要及时对传统教学模式中“教师讲，学生听”老旧教学模式进行转变，让学生积极地参与到课堂学习中去，对所学内容积极地表达自己的所见所闻所感，使学生的学习主观能动性能够得到充分的发挥［2］。例如，在进行《认识磁铁》内容的教学过程中，教师就需要以学生为中心来开展相应的实践操作活动。教师在课堂活动开展之前，需要根据教学内容制作相关的PPT，在PPT上利用一些动画以及视频的方式来展示出磁铁之间同性相斥、异性相吸的原理。并且在面对学生时，要让学生先了解一下这节课程的主要学习目标，从而更好地让后续的学习有目的性。这节课程的主要目标是：通过本节课程的学习，让学生认识到不同形状的磁铁性质和异同点以及被磁铁吸引的物体性质。学生了解了学习目标后，教师就可以将提前制作好的PPT课件展示在学生面前，先让学生通过几张磁铁的照片以及在磁铁在我们现实生活中的应用图片，来巧妙进行课堂导入，让学生回忆磁铁在我们生活中的存在，并且让学生谈一谈自己心中的磁铁是什么样的；接着，再让学生对磁铁的概念和作用有一个大致了解；之后，老师就可以通过准备好的不同形状的磁铁来作为实验工具，利用这些磁铁与小铁块、钥匙之间的吸力现象来让学生进行观察和探究。并且老师还可以邀请几位感兴趣的学生到讲台上来进行动手操作，亲自感受一下磁铁特性的魅力。此外，在观察完现象；之后，教师还需要让学生回归到课本来总结一下所学到的知识。并且，为了更好地调动学生的思维灵活性，教师还可以对学生进行提问：“同学们，通过本节课程的学习以及实验的动手观察，能不能在教室这个有限范围内寻找一下有哪些物品能够被磁铁吸引？如果能够找到这些物品，大家可以拿着磁铁进行实验操作，进行证实！”这样，学生就会争先恐后地寻找相关物品并进行观察和探究，通过寻找的方式来增加对磁铁相关知识的认知，既充满了乐趣，又提高了效率。通过上述这种以学生为中心教学活动的开展方式，能够很好地让学生在课堂学习中实现自己的主体地位。学生通过不断地动手实践和观察来深入参与到学习中去，能更好地巩固所学的相关知识，对自身的动手操作能力和观察能力也有一定的加强作用。对STEM教育来说，这也是一个具有变革性意味的影响，能够充分地推动小学科学课堂教学的变革和进步。三、通过小组合作促进STEM教育现阶段，尽管小学生的学习能力和基础都是不错的，但对科学探索来说，他们目前的逻辑思维能力和思维方式并不成熟。这就导致在进行科学学习的时候，如果只依靠他们自己独立的能力，并不能很好地完成整个科学实验和体系的探究分析。为了更好地提高学生的思考效果，也为了更好地拉近教师与学生、学生与学生之间的距离，教师可以采用小组合作的方式来推动学生发挥集体的力量，进行“头脑激荡”式碰撞和聚合，更好地落实STEM教育在小学科学教学课堂上的应用［3］。例如，在进行《比较不同的土壤》这节课的教学中，教师仍需像上述那样，首先，要让学生明白这节课程的主要学习任务和学习目的：让学生通过学习和观察掌握不同土壤之间的异同点，更好地培养学生分辨土壤种类的能力；其次，教师可根据不同学生的学习能力和基础知识水平进行学习小组的科学划分，以保证每个小组的学习程度能够在一个平均的水平；并且让每个小组通过组内讨论和投票的方式选出自己的小组长，让他负责小组内进行实验、观察和记录等工作的职责分配，在保证实验顺利进行的同时，也保证让每个组员都能参与到实验过程中去；最后，在实验步骤全部完成之后，教师要让每个小组长将土壤的种类和特点进行归纳和记录，来引导学生根据实验得出的结果进行对比分析和讨论。在时间充裕的情况下，教师还可以让组长作为每个小组的代表将自己小组在实验过程中遇到的问题以及获得的启发进行分享，并展示自己小组所归纳出的土壤种类特点，与其他小组的结果进行对比和讨论。通过上述此类小组合作教学，在小学科学教学课堂上的运用能够有效使科学教学遍布到每位学生身上，让每位学生都能依靠自己的学习主动性来参与课堂活动，从