基于STEM教育理念的小學科學教學策略

小學科學是以培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)為宗旨的科學啟蒙課程，具有探究性、綜合性等特點。小學科學教學要幫助學生掌握基礎的科學知識，學會必要的科學技能，并能將其運用于簡單的科學問題解決中；同時，在科學探究活動中逐步養(yǎng)成良好的思維習慣，樹立正確的科學精神。

美國國家科學委員會在20世紀80年代提出了“STEM教育”的概念：基于研究客觀世界過程中多維度、立體化、開放式的探究實踐，強調(diào)將分散著的科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）和數(shù)學（Mathematics）四門學科內(nèi)容自然組合、有機結合，形成相輔相成、缺一不可的整體，從而幫助學生更全面、深入、靈活地認知世界，突出綜合分析和解決問題的能力以及創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)。其中，科學素養(yǎng)是重點，包括科學知識、科學方法、科學思維等，為后續(xù)的科學研究打下堅實的基礎；技術素養(yǎng)和工程素養(yǎng)是延伸，強調(diào)應用，為科學研究提供工具；數(shù)學素養(yǎng)則是其他素養(yǎng)的基礎，如運算、推理、建模等都以數(shù)學為基礎。

STEM教育在美國取得的成功逐漸引起了國際的關注：越來越多的國家開始實施STEM教育。在我國小學階段實施STEM教育存在一定的現(xiàn)實困難：課程設置、教學資源、教師綜合科學素養(yǎng)和學科背景等都無法滿足要求。但是，在培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)方面，我們可以借鑒STEM教育的理念提出切實可行的教學策略：正如STEM教育所提的倡那樣，學生在科學知識、科學思維、科學能力、科學精神等方面的發(fā)展依賴于實踐探究、學科融合、思維訓練、情感滲透等多維度、立體化、開放式的學習體驗。

一、實踐探究：從“心動”到“行動”

實踐性是STEM教育的重要特點，體現(xiàn)在課程設置和教學實施中?？茖W本身也是一門實踐性非常強的學科，需要通過實踐的方式來學習。兒童常常依靠動手操作來認識、理解世界：知識的獲取主要通過感性經(jīng)驗的積累，技能的形成需要反復的模仿練習，態(tài)度的形成更需要實踐的過程。只有“動腦想”并且“動手做”，學生才能逐步學會解決現(xiàn)實問題的方法；只有從“心動”到“行動”，學生才能真正體會到科學的魅力。實踐帶來的親身體驗是任何知識性的傳授所替代不了的，它融合了學生的汗水和情感在里面，是學生一輩子的“財富”。小學科學中長周期的觀察活動和工程技術類活動，對于提升學生的科學素養(yǎng)具有非常重要的意義。因而，教師要充分挖掘教材內(nèi)外的相關內(nèi)容和資源，引導學生參與實踐活動，讓學生體驗“實踐”的快樂，愛上動手——尤其是對課業(yè)負擔較重的高年級學生。

比如，五年級的“搭支架”和“建房子”是科學教材中為數(shù)不多的與工程、技術有關的實踐活動。對此，學生興致非常高。于是，筆者設計、組織了“尋找巧手團隊”科學制作技能大賽，讓學生到操場上以小組為單位，利用廢舊報紙和膠帶搭建“寶塔”或“房子”，并比一比各自“成果”的高度、結實程度、美觀程度?；顒又?，學生參與非常積極。看到他們搭建的“成果”，筆者充分感受到：永遠不要低估孩子的能力。

二、學科融合：從“碰撞”到“整合”

STEM教育提倡學科之間、所學知識與生活實際之間的聯(lián)系。小學階段與STEM教育相關的課程有科學、數(shù)學、信息技術和綜合實踐等，而新媒體、新技術在各個學科中的應用使得學科之間的聯(lián)系越發(fā)緊密。小學科學教學不應再陷入“課堂模式”中，尤其是非實驗課不能再“就著知識點講科學”。教師要利用多個學科之間的“碰撞”，引導學生靈活利用各種途徑去學習，讓學生體驗“融合”的魅力，學會學習；尤其要努力讓一些新媒體、新技術走進小學科學課堂，讓學生在享受學習的過程中真正獲得知識、發(fā)展能力。

比如，“電子書包”是應用配置了自適應評測平臺的智能課堂系統(tǒng)。它能為學生提供豐富多彩的課程資源，引導學生進行個性化自主學習。最初接觸“電子書包”時，考慮到它要求教師比較精通計算機技術，需要學生在課前充分地自主學習，筆者對它有點抵觸。但是隨著接觸的深入，筆者發(fā)現(xiàn)學生很樂意用這樣一種形式去學習。發(fā)布作業(yè)、提交作業(yè)、實時交流、即時評價等交互式功能的運用讓學習變成了一件快樂的事情，也讓課堂教學（特別是非實驗課）一改以往枯燥的講授形式。

三、思維訓練：從“知識”到“能力”

STEM教育強調(diào)學習的遷移、知識的應用，就是從生活實際出發(fā)，聯(lián)系所學知識，活學活用。有人在一篇文章中寫道：“我看到水壺里的水開了，高興得手舞足蹈；瓦特看到水壺里的水開了，靜靜地坐在一邊思考，最后創(chuàng)造出了一臺改寫人類歷史的蒸汽機……”對于小學科學教學來說，強調(diào)學習的遷移、知識的應用，最重要的是引導學生掌握科學的思維方法，為學生搭建起一座連接“知識”和“能力”的橋梁。兒童是天生的學習者，他們愛動腦，愛思考。教師作為引導者，要為學生提供更豐富、更合理的思維材料，更廣闊、更自由的思維空間，對學生進行思維訓練，讓學生體驗“思維”的靈活，學會思考。特別值得一提的是，操作活動和思維活動是直接聯(lián)系的，讓學生動手操作，可以促進學生思維的發(fā)展。

比如，教學《怎樣移動重物》一課時，筆者采用分組實驗的方式，引導學生探究杠桿省力的工作原理。學生通過不斷地嘗試在杠桿平衡尺上掛鉤碼，總結出了杠桿原理。之后，教學《擰螺絲釘?shù)膶W問》一課時，筆者仍然采用分組實驗的方式，引導學生發(fā)現(xiàn)輪軸省力的秘密——輪與軸的直徑相差越大，越省力。學生通過嘗試在大輪左邊掛鉤碼，發(fā)現(xiàn)：大輪左邊只需要掛一個鉤碼就可以和小輪右邊的兩個鉤碼平衡了（如圖1所示）。由此得到：相同的軸上，大輪上用到的力更小。課上到這里，教學目標基本達到了。這時，一位學生舉手，喊道：“老師，我知道為什么了，我能解釋！”筆者半信半疑，請他回答。他說：“這就是杠桿原理嘛！轉動的軸在這里就是支點，大輪半徑大，小輪半徑小，那么大輪上的力自然比小輪要小，所以大輪省力。”在筆者還擔心怎樣講解能讓學生聽懂的時候，學生卻先一步聯(lián)系之前所做的實驗結論解釋了今天的實驗現(xiàn)象。試想，要是筆者偷懶，沒有為學生準備分組實驗材料，那么還能激發(fā)出學生這精彩的思維瞬間嗎！

四、情感滲透：從“言傳”到“身教”

培養(yǎng)學生對科學的積極情感和正確態(tài)度是當今科學教育倡導的重要目標。STEM教育同樣重視學生對待科學知識與社會生活的情感態(tài)度。而對于情感態(tài)度的培養(yǎng)，直白不如滲透，言傳不如身教，“喋喋不休”不如“身體力行”。因此，在小學科學教學中，教師要寓教于樂，以更加生動的形式普及科學知識，讓學生體驗“情感”的力量，愛上科學。

比如，科普劇是一種新穎獨特的科普表現(xiàn)形式。它把科學知識、科學方法、科學研究精神和科學生活理念通過戲劇的情節(jié)、表演的形式展現(xiàn)出來，引導公眾體驗科學、學習科學、激發(fā)公眾對科學的好奇與興趣。因而，它可以作為教學科學教學中一種具有德育意義的重要教育形式。筆者經(jīng)常選取人文內(nèi)涵豐富的科學話題，如“低碳”“環(huán)保”等，招募一些喜愛表演的學生，利用課余時間排演相關主題的科普劇，在學校藝術節(jié)、科技節(jié)上作為節(jié)目表演，讓學生在表演、欣賞生動有趣的故事情境的同時學到科學知識，也體會科學與生活的緊密聯(lián)系。這樣的科普劇還能啟發(fā)學科融合、情智互動的創(chuàng)作靈感，增強學生的合作精神、團體觀念以及社會責任感。

參考文獻：

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