讓科學教學與STEM教育完美融合

孫衛(wèi)紅

STEM是一門集科學、技術、工程、數(shù)學學科于一體的融合性課程，STEM教育意在培養(yǎng)學生的STEM素養(yǎng)，即科學素養(yǎng)、技術素養(yǎng)、工程素養(yǎng)與數(shù)學素養(yǎng)，它具有極強的跨界性與綜合性。小學科學是一門指向學生科學素養(yǎng)啟蒙的學科課程，旨在培養(yǎng)學生基本的科學知識、科學方法、科學能力、科學習慣、科學精神等科學素養(yǎng)。STEM與科學在差異之中存在共同之處，兩者均以培養(yǎng)學生素養(yǎng)為宗旨，為學生的發(fā)展奠基，都以問題解決為驅動，以自主探究為核心。因此，科學課程可以作為STEM教育的實施載體，將STEM教育理念滲透于科學教學之中。當科學遇上STEM，又會擦出怎樣的火花呢？兩者怎樣才能達到有機的融合呢？我在小學科學課堂中致力于STEM教育理念的滲透研究，以期科學教學與STEM教育實現(xiàn)完美融合，現(xiàn)以《齒輪的奧秘》一課教學為例，談談科學教學中滲透STEM教育的策略。

一、選擇適切性主題，確立研究任務

“正是問題激發(fā)人們?nèi)ビ^察、學習和實踐”，問題是科學的心臟，有了問題才會思考，有了思考才能找到解決問題的方法，無論是科學探究還是STEM活動，都離不開問題，兩種活動都以問題為引擎，用問題驅使學生去探究。科學世界如浩瀚的大海，科學內(nèi)容涉及生命世界、物質(zhì)世界、地球與宇宙等領域，科學問題多如牛毛、數(shù)不勝數(shù)，學生身邊的每一件事物或現(xiàn)象無一不蘊藏著豐富的科學知識和神秘的科學道理，幾乎都可以成為學生開展科學探究的載體。但是，并非所有科學問題都適合SATEM教育活動，不是都能作為SATEM教育活動主題的，因為SATEM教育并不等同于科學教育，它具有高度的跨學科性、實踐性與技術性等特征。

適合進行STEM教育的探究主題應當是一個可操作的綜合體，能夠為學生開啟科學之窗、技術之門，搭建工程之橋、數(shù)學之路。因此，要在科學課堂中開展STEM教育，我們必須精心設計探究主題，選擇適切性問題，確立明確的研究任務，以利于科學教學活動的開展，以凸顯STEM教育的理念。《齒輪的奧秘》屬于機械部分的內(nèi)容，該課的教學目標主要是了解齒輪的作用，認識鏈條傳動和齒輪傳動兩種傳動方式，學會設計和組裝齒輪組。該課屬于機械類，便于學生實踐操作，有利于融入工程、技術、數(shù)學等教學內(nèi)容，是STEM教育開展的良好契機，我在選定該內(nèi)容作為實施STEM教育的主題后，將教材進行適當調(diào)整重組，把教學重心轉移到齒輪傳動。在教學初始，我以學生身邊的“修正帶”為抓手，引導學生觀察、猜想修正帶的內(nèi)部結構，對修正帶進行親手解剖，探究修正帶的工作原理，在借助“修正帶”的探究導入后，我提出了設計制作一個“鐘表模型”的任務，引領學生探究鐘表結構，設計繪制鐘表圖稿，動手制作鐘表模型。

二、組織融合性探究，培育多元智能

加德納的多元智力理論認為：人的智力不是單個的，而是一組能力的綜合體，科學教育應以培養(yǎng)學生的多元智能為方向，而不能僅停留在科學知識的傳授。那種千篇一律的教學方法不能適應全體學生的發(fā)展，具有跨學科特點的STEM教育讓多元智能的培養(yǎng)成為可能。科學教學中滲透STEM教育，不僅使得多學科知識得以綜合運用，而且有助于培養(yǎng)學生的多元思維和能力，不失為培育多元智能的有效路徑。

基于STEM教育的科學教學，既要讓學生動手，又要讓學生動腦;既要關注科學思維，又要兼顧學生的數(shù)學思維、技術思維、工程思維。因此，我們在課堂中不僅要讓學生自主探究，更要注重探究活動的豐富性，組織融合性探究，為學生提供多類型、多層次的科學探究活動，引領學生展開跨界思維。例如，在教學《齒輪的奧秘》一課時，我在探究活動教學中設計了觀察齒輪、組裝齒輪組、改裝齒輪組、制作鐘表模型等活動，整個活動以科學探究為主線，同時融入了數(shù)學、技術、工程等學科元素，如在組裝齒輪活動中，我讓學生觀察并數(shù)出齒輪的齒數(shù)，比較齒輪的大小，通過數(shù)每個齒輪轉動的圈數(shù)，歸納總結出齒輪轉速快慢的規(guī)律。我還讓學生逐次增加齒輪個數(shù)，從2個一直增加到5個，深入探究齒輪的作用。在設計齒輪制作鐘表模型活動時，引導學生開展技術思維，要求學生從材料的節(jié)省、成本的控制、轉動的流暢等方面進行考慮，不斷優(yōu)化提高學生的技術素養(yǎng)。在模型的制作過程中，我引導學生開展工程活動，動手調(diào)節(jié)螺絲的松緊、齒輪的距離，先內(nèi)部組裝后外部優(yōu)化，終于制作出完整的鐘表模型。我借助鐘表模型的制作任務，帶領學生展開多元思維，運用多學科知識去探究齒輪的奧秘，在自主構思操作中解決實際問題。

三、開展拓展性活動，開放探究時空

生活的科學無處不在，時時可以進行科學探究，處處可以開展STEM活動。學海無涯，學無止境，科學探究沒有終點，STEM教育就無盡頭。STEM教育不能局限于科學課堂，生活才是STEM教育最大的舞臺，我們要開放科學探究時空，讓學生走出狹小的課堂，走進廣闊的生活天地，利用充裕的課余時間將探究進行到底。為此，我在科學教學中，總要設計一些拓展性項目，給學生安排一些富有挑戰(zhàn)性的探究任務，讓他們到生活中展開后續(xù)研究，以豐澤他們的STEM素養(yǎng)。

例如，在教學《齒輪的奧秘》一課中，我在學生制作完成了鐘表模型后，組織學生進行了作品展示交流，但探究并沒有就此停滯。我在課堂結束之前，帶領學生欣賞齒輪在生活中的廣泛應用，啟迪學生進行創(chuàng)意設計，并給學生布置了新的研究任務，請他們應用齒輪的作用和規(guī)律，在課后制作出一個新穎獨特的生活物品。拓展性活動開啟了新的STEM教育契機，不但豐富了學生的課余生活，而且延展了科學探究的時空，促進了學生創(chuàng)新能力的發(fā)展。

STEM教育賦予科學教學新的活力，讓我們在小學科學教學中選擇適切性主題，組織融合性探究，開展拓展性活動，讓科學課堂洋溢STEM教育的芬芳。

【作者單位：海安市南莫鎮(zhèn)中心小學? 江蘇】