stem理念下的小學科學課教學設計的研究

張寶 宋海霞

摘 要：2017版《義務教育小學科學課程標準》中明確提出stem理念，stem理念下的小學科學課教學設計途徑，將stem理念滲透在日常的教學中。

關鍵詞：stem理念下；小學科學課；教學設計研究

Stem教育在國際上已備受關注，但在中國發展較為滯后，處于初級階段。2016年中國教育部出臺的《教育信息化“十三五”規劃》首次提出stem教育模式。2017版的《小學科學課程標準》在教學建議中提出：“倡導跨學科學習方式”。即使在中國的發達地區，stem教育也并沒有進入常態的課程與教學中。目前stem教育還僅局限于少量的創客教育和非正式教育中。而在學校科學課程層面，教師對stem教育的了解少之又少，甚至很多教師都沒有聽說過stem或steam教育，更不要說去開展了。

2017版的《義務教育小學科學課程標準》中明確提出：“倡導跨學科學習方式。科學（science）、技術（technology）、工程（engine）與數學（math），即STEM，是一種以項目學習、問題解決為導向的課程組織方式，它將科學、技術、工程、數學有機地融為一體，有利于學生創新能力的培養。科學教師可以嘗試運用于自己的教學實踐。”但由于種種原因，學校在課程設置、教材開發、資源建設、師資培訓以及學習空間建設等方面都很欠缺，我們很有必要將stem教育理念融入科學教學中，以提高學生的綜合科學素質。

筆者經過一年的研究，將stem理念下的小學科學課教學設計途徑總結如下：

一、研究國際上已有的stem優秀課例，可以挑選一些適合學校開展的課例加以利用

例如：現在流行的3D打印，計算機編程，樂高機器人項目等。但對于農村學校來說，由于經濟條件、學校場地和教學器材等的限制無法開展項目。但是我們可以挑選直接引用像《制作微型雪橇》這樣的stem優秀課例，這些課例運用stem跨學科學習理念，設計制作雪橇的活動，探索紙板、木板等不同材料對雪橇性能的影響。

二、根據學校當地的實際情況對現有課例進行改造，改造成可以實際操作的stem課例，嘗試利用科學課時間開展stem案例的實踐研究

比如科教版的四年級課文《做一個指南針》《食品包裝上的信息》五年級的《做個太陽能熱水器》等。特別是六年級《橋》的教學設計：我們可以引導學生利用身邊的吸管、報紙、紙板、膠帶等便宜又好找的材料，讓學生根據所學知識，設計造橋方案，合作制造紙橋梁，然后進行測量記錄和承重計算，最后進行大比拼和互相點評。在這樣的課例中，工程問題被重申，學生一起判斷解決各個工程環節時需要什么，他們勾勒出計劃之后，就可以通過工程過程來有邏輯地解決問題。

我們研究發現stem課堂的特點：教師提出一個真實的問題，讓學生組成探究小組開展研究，學生在研究過程中學習老師提供的知識儲備，并嘗試進行數據搜集、分析，然后設計、測試并且改進一個技術方案，與同伴一起交流設計，并付諸行動，最后研究出成果。在stem的學習情境中提升學生的設計能力與問題解決能力。

三、根據學生的認知水平和學校現有的資源自己設計新的stem課例

2017版的《小學科學課程標準》指出：“學具的設計，應為學生提供手腦并用、解決問題的機會。學生身邊易獲取、成本低的材料是科學探究的首選學具，它是對正規生產的學具的必要補充，鼓勵教師收集和自制學具，為學生的探究活動提供物質條件。”例如：農村地區，經濟落后，但自然資源豐富，各種材料可以充分被利用，如因地制宜開展植物種植，動物觀察等stem活動非常容易，特別是像開展材料、結構、植物解剖等活動。如：利用農村易獲取的材料蘿卜和竹簽建高塔，研究結構學，學生利用科學知識，進行工程設計，技術規劃和數學立體建模搭建高塔。這樣有趣的活動可以激發學生探索科學的興趣、培養學生的創新能力和團隊精神。

四、將stem理念滲透在平時的教學中，從而全面提高每一位學生的科學素質

在現行的科學教學時，特別是在小學低年級的教學中，由于學生的認知水平、動手能力的限制，許多課例不可能完全將stem理念運用于每一個課例之中。但我們可以將跨學科理念融合于教學中。stem教育具有情境性特征，它不是教授學生孤立、抽象地學習知識，而強調把知識抽提并作用于豐富的生活，讓學生獲得將知識進行情境化應用的能力，同時能夠理解和辨識不同情境，根據知識所處背景辨識問題本質，并靈活解決問題。

五、利用stem理念開展科學社團活動、科學興趣小組活動等以提高學生的綜合素養

以stem理念開展的科學活動，整合了學生所學的各類知識，打破了學科界限，充分挖掘學生的個性潛能，為學生提供了多元發展的路徑和空間，開闊了學生眼界，陶冶了學生情操，發展了學生特長。例如：學校開展科學節，讓學生展示他們的科學發明，科學作品等，有效補充課堂教學的不足。

stem理念的小學科學課堂，強調真實的學習情境，強調學生的實踐活動、團隊合作，強調學習結果的開放及對創新的鼓勵，最終達到知識的融合與能力的提升。除了科學素養、技術素養、數學素養、藝術素養及工程素養的提升外，學生還將獲得適應能力、社會交流能力、自我管理能力等社會情緒能力的發展。Stem理念下的小學科學課教學設計將大有可為！

參考文獻：

葉兆寧.美國優秀stem課例評析及其本土化[J].中國科技教育，2016（1）.