STEM 教學(xué)在小學(xué)科學(xué)課程設(shè)計(jì)中的實(shí)踐探索

譚大勇

（貴州省遵義市湄潭縣永興鎮(zhèn)茅壩學(xué)校，貴州 遵義 564101）

從小學(xué)階段利用現(xiàn)有的教材和師資開展STEM 教學(xué)，有助于促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展和進(jìn)步，還可以為國(guó)家發(fā)展儲(chǔ)備優(yōu)秀的人才。本文作者基于對(duì)STEM 教學(xué)的重視，立足人才培養(yǎng)的發(fā)展方式，以實(shí)例分析STEM 教學(xué)的重要性。

一、STEM 理念概述

STEM 教學(xué)是 Science、Technology 、Engineering 和 Mathematics 四門學(xué)科的首字母的縮寫，分別是科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)。這個(gè)詞由21 世紀(jì)美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)引入并廣泛使用，美國(guó)國(guó)家基金會(huì)對(duì)STEM 進(jìn)行理論明確的定義，強(qiáng)調(diào)了STEM教學(xué)是綜合學(xué)科，以學(xué)科之間的關(guān)聯(lián)性為導(dǎo)向，注重對(duì)學(xué)生多元化的培養(yǎng)，以此為方向促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展，屬于有明確規(guī)劃的自我發(fā)展的體現(xiàn)。

二、STEM 教學(xué)在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展情況

STEM 教學(xué)在國(guó)外應(yīng)成熟，尤其是在美國(guó)的發(fā)展已經(jīng)非常良好，不管是理論教學(xué)還是實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的分享都有已經(jīng)取得了非常優(yōu)厚的成果，在理論上也積累了非常豐富的經(jīng)驗(yàn)，但是國(guó)內(nèi)的STEM 教學(xué)引入不久，起步比較晚，在理論研究上和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)上都比較缺乏。但是在新時(shí)代下人們對(duì)STEM 教學(xué)的重視程度不斷增加，關(guān)于STEM 教學(xué)的理論翻譯量也不斷增加，即使在這種情況下，國(guó)內(nèi)關(guān)于STEM 教學(xué)的著作還是非常少，所以對(duì)STEM 教學(xué)的研究，對(duì)于促進(jìn)小學(xué)科學(xué)課程的理論研究有非?，F(xiàn)實(shí)的意義。

三、STEM 教學(xué)在小學(xué)科學(xué)課程中的運(yùn)用

（一）探究性教學(xué)

探究性是通過探究未知現(xiàn)象來對(duì)未知現(xiàn)象做出合理的解釋，并且通過發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，收集相關(guān)數(shù)據(jù)且保存數(shù)據(jù)，分析結(jié)論解釋結(jié)論得到結(jié)果的過程。這個(gè)流程可以成為探索的整個(gè)過程，通過對(duì)學(xué)生自身的探索讓學(xué)生切身了解到探究型教學(xué)的整個(gè)模式，從提出疑問開始，到得出結(jié)論為主，讓學(xué)生深刻意識(shí)到問題本身強(qiáng)化學(xué)生的探究能力和解釋能力。如學(xué)生在學(xué)習(xí)《植物的生長(zhǎng)變化》這一課程的時(shí)候，課程中關(guān)于牽牛花的生長(zhǎng)，牽?；ǖ那o，在一個(gè)晚上可以長(zhǎng)出5~6CM，但是如果種下的草粒，即使過去一個(gè)星期也沒有很明顯的變化，于是引導(dǎo)學(xué)生們對(duì)這個(gè)問題開始思考。植物生長(zhǎng)需要的作物，以及會(huì)受到什么的影響。因此采取控制化肥、水量、日照等因素，采取對(duì)照組對(duì)不同的環(huán)境下的牽?；ㄟM(jìn)行觀察研究，分析不同牽?；ㄖg的長(zhǎng)勢(shì)，分析、請(qǐng)教存在差異的原因，可以查找資料或者是請(qǐng)教老師，通過不同的途徑得出最后的結(jié)論[1]。

（二）驗(yàn)證型教學(xué)

驗(yàn)證型教學(xué)是學(xué)生利用已經(jīng)得到的結(jié)論，以這個(gè)結(jié)論的規(guī)律和方式驗(yàn)證結(jié)論，整個(gè)過程為明確驗(yàn)證問題，設(shè)計(jì)解決問題的方案、完善設(shè)計(jì)方案并且施行方案，分析方案數(shù)據(jù)，反思驗(yàn)證結(jié)果和試驗(yàn)過程。驗(yàn)證型教學(xué)的模式是在已知結(jié)論的基礎(chǔ)上，再次進(jìn)行推理和驗(yàn)證，提升學(xué)生在這個(gè)過程的邏輯、理論能力，讓學(xué)生明確對(duì)已知定律的推理過程，再次推翻已知知識(shí)，采取試驗(yàn)方式驗(yàn)證已知問題結(jié)論，運(yùn)用這個(gè)流程可以讓學(xué)生學(xué)會(huì)這個(gè)推導(dǎo)過程，并且打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。如學(xué)習(xí)《電磁鐵的磁力》這一章節(jié)的時(shí)候，電磁鐵和正常磁鐵一樣，具有吸引力。但是電磁鐵為什么有磁力，針對(duì)這個(gè)疑問，對(duì)電磁鐵進(jìn)行拆除、分解，安裝，在這個(gè)過程中發(fā)現(xiàn)如果電磁體不通電的話，就不會(huì)產(chǎn)生磁力。于是嘗試確定在有電的情況下電磁體的磁力大小，通電之后發(fā)現(xiàn)電磁體的磁力超過一般磁鐵，而且電磁上接觸電磁正負(fù)極方向不一樣，根據(jù)接觸方向不一樣，電磁鐵的磁極也會(huì)發(fā)生變化。因此學(xué)生發(fā)現(xiàn)了電磁體磁力的來源、大小。

（三）創(chuàng)造性教學(xué)方式

創(chuàng)造型教學(xué)方式，是學(xué)生將學(xué)習(xí)到的STEM 知識(shí)融合到一體，綜合用來對(duì)物品進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，或者是創(chuàng)新的物體。創(chuàng)造性教學(xué)要融入情境教學(xué)，創(chuàng)新理念、分組協(xié)作、產(chǎn)品制造且驗(yàn)證、物品改進(jìn)和反思的一系列過程。整個(gè)過程可以提升學(xué)生的創(chuàng)新能力，為學(xué)生的創(chuàng)造力提供了一個(gè)良好的發(fā)揮場(chǎng)所，學(xué)生可以盡情開動(dòng)大腦，發(fā)揮學(xué)生的想象力。如學(xué)習(xí)《保溫杯的設(shè)計(jì)制作》中，學(xué)生利用自己學(xué)習(xí)過的知識(shí)，從想象開始制作保溫杯，要想讓制作的保溫杯保溫，需要細(xì)化細(xì)節(jié)部分，利用真空隔熱的理念來滿足保溫杯的保溫性能，防止熱量流失造成不保溫的效果[2]。學(xué)生在自行設(shè)計(jì)的時(shí)候，可以選擇多種方式來保溫隔熱，也可以選擇使用設(shè)計(jì)新的方式，如利用太陽的折射或是反射來對(duì)保溫杯加熱，還可以設(shè)計(jì)加熱設(shè)備，利用酒精或者是電能等，讓保溫杯具有保溫效果。

（四）動(dòng)手型教學(xué)模式

動(dòng)手型也可以稱為制造型教學(xué)，讓學(xué)生把學(xué)習(xí)到的理論知識(shí)，對(duì)已經(jīng)有的產(chǎn)品進(jìn)行生產(chǎn)和改造，以此來達(dá)到STEM 教學(xué)。如《生態(tài)》課程學(xué)習(xí)的過程中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生，引入到生態(tài)圈中，培訓(xùn)學(xué)生掌握設(shè)備，模仿制作，講解其過程，改進(jìn)產(chǎn)品等。帶領(lǐng)學(xué)生制定生態(tài)瓶，對(duì)生態(tài)瓶詳細(xì)觀察的同時(shí)還要協(xié)調(diào)生態(tài)瓶的內(nèi)部環(huán)節(jié)，通過教師的引導(dǎo)，教會(huì)學(xué)生學(xué)習(xí)生態(tài)知識(shí)，同時(shí)體會(huì)到生態(tài)的脆弱性和寶貴性。

STEM 教學(xué)新型的教學(xué)方式，在新時(shí)代迅速得到廣泛的認(rèn)同感，由于其融合科學(xué)、技術(shù)等為一體的新型教學(xué)方式，可以為國(guó)家教育培養(yǎng)出具有高素質(zhì)的人才，同時(shí)還具有非常好的優(yōu)勢(shì)，如培養(yǎng)STEM 人才，滿足國(guó)家發(fā)展對(duì)復(fù)合型人才的需求等。