STEM教育視野下小學(xué)科學(xué)教學(xué)模式研究

丁建偉

STEM教育起源于美國(guó)，包括科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)四個(gè)主題。STEM教育不是科學(xué)，技術(shù)，工程和數(shù)學(xué)教育的簡(jiǎn)單疊加，強(qiáng)調(diào)多學(xué)科交叉融合，結(jié)合四個(gè)主題內(nèi)容形成一個(gè)有機(jī)整體，為了更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。

近年來，中國(guó)的STEM教育開始風(fēng)行，許多地方教，積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。作為一個(gè)小學(xué)科學(xué)教師，我深深感到教育在實(shí)踐教學(xué)課程選擇、材料準(zhǔn)備、教學(xué)方法等，比過去傳統(tǒng)的科學(xué)教學(xué)有非常大的改變，從而更好地提高孩子的科學(xué)素養(yǎng)。本文通過介紹STEM教育背景下的教育科學(xué)課程改革措施、新的小學(xué)科學(xué)教學(xué)模式，以期提供小學(xué)科學(xué)教學(xué)理論幫助。

一、STEM教育概述

STEM代表科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)。通過集成的科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)內(nèi)容，指導(dǎo)教學(xué)和學(xué)習(xí)方法的教學(xué)，如今，傳統(tǒng)的教育理念和教學(xué)習(xí)慣逐漸發(fā)生變化。科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)，相互支持，相互補(bǔ)充，共同發(fā)展，包括科學(xué)的數(shù)學(xué)工具和語(yǔ)言之間的關(guān)系、數(shù)學(xué)和科學(xué)思想的平臺(tái)、基于數(shù)學(xué)和科學(xué)工程。是關(guān)乎對(duì)證據(jù)的收集和整理，從定性到定量推理驗(yàn)證科學(xué)探索的主要內(nèi)容，數(shù)學(xué)邏輯思維和精確計(jì)算流程實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。很明顯，STEM教育是一個(gè)綜合性強(qiáng)、關(guān)注人們的知識(shí)和能力的教育形式。

STEM教育意義如下：促進(jìn)教師和學(xué)生在數(shù)學(xué)、工程、技術(shù)、科學(xué)的教育，學(xué)校重視技術(shù)STEM教育項(xiàng)目；通過有效教學(xué)，有效地培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，加強(qiáng)教育改革，讓學(xué)生在整個(gè)教育中學(xué)習(xí)各種學(xué)科的知識(shí)，通過系統(tǒng)化的知識(shí)體系的形成，促進(jìn)學(xué)生形成創(chuàng)造性。通過教育，有效集成，提高當(dāng)前的教學(xué)水平，實(shí)現(xiàn)素質(zhì)教育的終極目標(biāo)。

二、STEM教育背景下，科學(xué)課程改革的措施

1.從科學(xué)實(shí)驗(yàn)入手，整合四科知識(shí)，增強(qiáng)探究性

從簡(jiǎn)單的生活實(shí)驗(yàn)，分析周圍的植物和動(dòng)物、空氣、水和各種材料，為學(xué)生提供一個(gè)廣闊的思考空間。教師可以基于科學(xué)實(shí)驗(yàn)、相關(guān)的數(shù)學(xué)知識(shí)、工程和技術(shù)進(jìn)入教學(xué)資源，幫助學(xué)生建立系統(tǒng)性研究的想法。例如，在“過濾污水”，在這項(xiàng)研究中，首先，教師要對(duì)“污水”主題進(jìn)行明確，對(duì)主題需要進(jìn)行簡(jiǎn)單的敘述，采用天然池塘水、生活日常用品，如活性炭為測(cè)試材料，然后讓學(xué)生自我控制實(shí)驗(yàn)。凈水處理器，使用塑料瓶，棉衣服、紙巾等不同材料，活性炭包、濾布，比較各種材料的凈化效果，最后，老師讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)，對(duì)廢水處理產(chǎn)生深刻的印象，加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)意識(shí)，達(dá)到更好的教學(xué)效果。

2.以科學(xué)故事為基，培養(yǎng)學(xué)生綜合學(xué)科知識(shí)思考問題的能力

小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)要求培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神，樹立科學(xué)的理想。利用科學(xué)教科書中的科學(xué)家們具體的例子，引導(dǎo)學(xué)生開展科學(xué)實(shí)驗(yàn)探索。然而，在教學(xué)活動(dòng)中，教師過于注重科學(xué)知識(shí)的解釋，加強(qiáng)學(xué)生的考試技巧，來解釋歷史上的科學(xué)家和科學(xué)知識(shí)的故事并不多，無法吸引學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，降低了教學(xué)水平。教師應(yīng)實(shí)施素質(zhì)教育，為學(xué)生解釋科學(xué)研究的重要性，讓學(xué)生獲得靈感。例如，在“動(dòng)物和植物繁殖”在教學(xué)過程中，教師在講述達(dá)爾文時(shí)，可講達(dá)爾文發(fā)現(xiàn)“進(jìn)化”，讓學(xué)生了解科學(xué)的秘密。另外一個(gè)例子，法拉第電和磁的混合知識(shí)，電磁學(xué)的建立，為人們的生活提供了極大的便利。

3.集成加強(qiáng)數(shù)學(xué)知識(shí)的使用

數(shù)學(xué)知識(shí)是進(jìn)行科學(xué)研究的基礎(chǔ)知識(shí)，在科學(xué)教學(xué)中應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)，加強(qiáng)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)的能力。在教學(xué)中，學(xué)生使用認(rèn)知未知的知識(shí)，經(jīng)常進(jìn)行按照公式，盲目模仿，反過來，有一個(gè)錯(cuò)誤，科學(xué)教師應(yīng)該針對(duì)學(xué)生的弱點(diǎn)補(bǔ)救，讓學(xué)生經(jīng)歷數(shù)學(xué)知識(shí)的應(yīng)用。例如，教師為學(xué)生解釋不同類型的對(duì)象和操作模式，如恒星之間的影響，如潮汐。在解釋中，老師可以通過不同的行星體積數(shù)值對(duì)比，使學(xué)生意識(shí)到恒星的大小區(qū)別。簡(jiǎn)單的計(jì)算，可以檢查學(xué)生的數(shù)學(xué)能力，可以豐富科學(xué)的教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生進(jìn)行更加深入的思考。另外一個(gè)例子，在“能源”這一章，老師根據(jù)實(shí)際生活能耗計(jì)算的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生理解節(jié)電的必要性。這兩個(gè)例子是一個(gè)簡(jiǎn)單的集成，教師還可以讓學(xué)生的大腦對(duì)知識(shí)進(jìn)行探索，推出未知的知識(shí)。

4.課堂聯(lián)系實(shí)際，拉近科學(xué)課程與現(xiàn)實(shí)的距離

小學(xué)科學(xué)教材中很多事情都在現(xiàn)實(shí)生活中，但其內(nèi)容是指導(dǎo)部分，和課本知識(shí)的使用有一個(gè)缺口，降低了學(xué)生的實(shí)踐意識(shí)和科學(xué)知識(shí)水平。因此，教師應(yīng)該采取科學(xué)課程知識(shí)內(nèi)容和生活結(jié)合，使學(xué)生深入理解這些基本知識(shí)的價(jià)值。例如，在“氣體的力量”的話題，老師可以給輪胎、氣墊等生活實(shí)例，讓學(xué)生體驗(yàn)氣體的力量，實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生使用自行車打氣筒，教師把現(xiàn)實(shí)生活聯(lián)系科學(xué)，為學(xué)生提供理解現(xiàn)實(shí)問題的理論，不斷刺激個(gè)人智慧，增加創(chuàng)造力。

三、結(jié)語(yǔ)

結(jié)合上述內(nèi)容，stem項(xiàng)目學(xué)習(xí)在小學(xué)科學(xué)課堂的推行，滿足了當(dāng)今的需要人才的時(shí)代要求，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教育的學(xué)生實(shí)踐能力較低、缺乏創(chuàng)新能力，合作意識(shí)和社會(huì)適應(yīng)能力弱。stem學(xué)習(xí)在小學(xué)科學(xué)課堂不僅有利于學(xué)生的思想解放，讓學(xué)生獨(dú)立思考，還可以解放學(xué)生的手，讓學(xué)生通過親身實(shí)踐體驗(yàn)學(xué)習(xí)的樂趣，從實(shí)踐獲取知識(shí)。可見，這種stem項(xiàng)目學(xué)習(xí)模式很有前景，但目前在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用還不是很普遍，所以教師需要繼續(xù)研究和實(shí)踐，總結(jié)更多的項(xiàng)目學(xué)習(xí)模式的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。endprint