STEM理論下小學(xué)科學(xué)課程建構(gòu)發(fā)展研究

朱秀秀

【摘 要】STEM教育倡導(dǎo)融科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)于一體，主張跨學(xué)科學(xué)習(xí)。小學(xué)科學(xué)具有較強(qiáng)的綜合性，涵蓋了地理、物理、化學(xué)等多種學(xué)科知識(shí)，適合引入STEM理論進(jìn)行教學(xué)。本文先對STEM理論進(jìn)行了概述，重點(diǎn)研究了STEM理論下小學(xué)科學(xué)課程建構(gòu)發(fā)展策略，希冀能為進(jìn)一步提升小學(xué)科學(xué)教學(xué)有效性建言。

【關(guān)鍵詞】STEM理論;小學(xué)科學(xué);課程建構(gòu)

STEM理論結(jié)合了技術(shù)（Technology）、科學(xué)（Science）、工程（Engineering）與數(shù)學(xué)（Mathmatics）等多門學(xué)科知識(shí)，其倡導(dǎo)以項(xiàng)目學(xué)習(xí)、問題解決為導(dǎo)向來組織課程，培養(yǎng)學(xué)生跨學(xué)科解決問題的能力[1]。小學(xué)科學(xué)涵蓋了地理、物理、化學(xué)等多種學(xué)科知識(shí)，具有較強(qiáng)的綜合性，與STEM理論具有較高的契合度。為更好地提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，小學(xué)學(xué)校應(yīng)基于STEM理論下對小學(xué)科學(xué)課程進(jìn)行新的建構(gòu)發(fā)展，以確保小學(xué)科學(xué)教育目標(biāo)順利實(shí)現(xiàn)。

一、STEM理論概述

20世紀(jì)80年代，美國提出了STEM理論。STEM并非是技術(shù)、科學(xué)、工程與數(shù)學(xué)四門學(xué)科的單一性的疊加，而是彼此自然地交叉融合并形成一個(gè)新的整體。技術(shù)是為了社會(huì)發(fā)展需要，人們在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展歷程中創(chuàng)造的方法和技能的總稱;科學(xué)是人們在實(shí)踐中，經(jīng)過理論與事實(shí)論證而發(fā)現(xiàn)客觀世界各類事物的屬性特點(diǎn)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律;工程是科學(xué)和數(shù)學(xué)的某種應(yīng)用，人們在自然科學(xué)理論指導(dǎo)下，通過結(jié)構(gòu)、機(jī)器、產(chǎn)品、系統(tǒng)和過程，充分利用自然界的物質(zhì)和能源特性，高效、高質(zhì)地做出對人類有用的東西;數(shù)學(xué)是研究數(shù)量、結(jié)構(gòu)、變化、空間以及信息等內(nèi)容的自然學(xué)科，也是形式科學(xué)的一種，作為學(xué)習(xí)和研究現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)必不可少的基本工具，其通過分析現(xiàn)實(shí)世界空間表現(xiàn)方式與數(shù)量關(guān)系，來為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供服務(wù)。盡管STEM理論源自美國，但其有別于傳統(tǒng)的單學(xué)科、重書本知識(shí)的教育方式，能促進(jìn)學(xué)生實(shí)現(xiàn)全面、綜合的發(fā)展，因此從根本上符合社會(huì)對人才的普遍需求，在全球受到了推崇。我國在2015年11月，將STEM教育納入下一個(gè)五年規(guī)劃中，關(guān)于STEM理論相關(guān)的教育研究也逐漸增多。如王然認(rèn)為應(yīng)將STEM教育理念融入科學(xué)課程教學(xué)設(shè)計(jì)中，以培養(yǎng)學(xué)生的跨學(xué)科思維、復(fù)合思維及創(chuàng)造性思維能力[2];劉韜容，肖化認(rèn)為，可從教學(xué)情境、課程教學(xué)和課程評價(jià)三方面，推動(dòng)STEM教育與小學(xué)科學(xué)課程的有機(jī)融合[3]。

二、STEM理論下小學(xué)科學(xué)課程建構(gòu)發(fā)展策略

（一）基于STEM理論優(yōu)化課程設(shè)計(jì)

STEM理論強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的開拓和創(chuàng)造能力，在對小學(xué)科學(xué)課程進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，要綜合考慮教育目標(biāo)、教學(xué)、學(xué)生、教師等多種因素，以提升課程設(shè)計(jì)的科學(xué)性、合理性?；赟TEM理論的科學(xué)課程要重視PBL項(xiàng)目式教學(xué)，讓主題變得新穎、有趣，并設(shè)置成若干小項(xiàng)目，分別組織學(xué)生進(jìn)行探究學(xué)習(xí)。這樣能使學(xué)生快速進(jìn)入角色，明確各自的分工，根據(jù)問題導(dǎo)向找到有效解決方法。STEM理論不是讓學(xué)生去做，而是更強(qiáng)調(diào)讓學(xué)生想做，在做的過程中得到鍛煉和提升。在優(yōu)化小學(xué)科學(xué)課程教學(xué)目標(biāo)時(shí)，要明確課程教育目的，根據(jù)學(xué)生的知識(shí)掌握能力、心理成長特點(diǎn)、動(dòng)手能力等各種因素，設(shè)計(jì)更加符合小學(xué)生的小學(xué)科學(xué)課程教學(xué)目標(biāo)。項(xiàng)目與活動(dòng)的設(shè)計(jì)應(yīng)以知識(shí)點(diǎn)作為活動(dòng)的主線，通過知識(shí)點(diǎn)來幫助學(xué)生建構(gòu)正確的科學(xué)知識(shí)體系。課程評價(jià)應(yīng)做到多元化，從不同角度，運(yùn)用不同模式、不同標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評價(jià)，評價(jià)的對象既要包括課堂教師教、學(xué)生學(xué)的效果，也要對教師和課程中的資源分配情況進(jìn)行評價(jià)。

（二）增加課程內(nèi)容趣味性

相關(guān)研究表明，小學(xué)階段學(xué)生的注意力維持穩(wěn)定的時(shí)間約為20-25分鐘，因此，在對小學(xué)科學(xué)課程進(jìn)行完善時(shí)，應(yīng)在教育及認(rèn)知發(fā)展規(guī)律導(dǎo)向下，根據(jù)小學(xué)生的身心特點(diǎn)與興趣愛好，最大可能地提高課程的趣味性和豐富性，理論部分要言簡意賅，這樣才能以趣激學(xué)，吸引學(xué)生積極主動(dòng)地參與課程學(xué)習(xí)。工程設(shè)計(jì)是工程的核心，也是將STEM教育融入小學(xué)科學(xué)課程的突破口。例如，在學(xué)習(xí)“光”的內(nèi)容時(shí)，教材原有的內(nèi)容是先對相關(guān)科學(xué)知識(shí)進(jìn)行介紹，然后再通過制作和評價(jià)太陽能熱水器來進(jìn)行實(shí)踐。盡管其做到了理論和實(shí)踐一體化，卻未有真實(shí)的任務(wù)或項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)，中規(guī)中矩的教學(xué)內(nèi)容難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。解決此問題，可先借助圖片、視頻等現(xiàn)代化教學(xué)方式，來構(gòu)建一個(gè)真實(shí)的工程問題情境：在能源緊缺、環(huán)境污染背景下，作為新能源中的一種，太陽能具有非?？捎^的應(yīng)用前景，開發(fā)利用太陽能可以應(yīng)對能源危機(jī)、保護(hù)自然環(huán)境。在此基礎(chǔ)上，引出太陽能熱水器設(shè)計(jì)與制作任務(wù)與要求。學(xué)生在工程問題解決的教學(xué)模式下，了解背景知識(shí)，思考位置和朝向、支架傾斜度、材料等對太陽能熱水器集熱效能的影響，進(jìn)而在教師的指導(dǎo)下，設(shè)計(jì)出一款太陽能熱水器。最后，采用多元化課程評價(jià)方式，應(yīng)用最具STEM特色的項(xiàng)目評價(jià)量表，來對學(xué)生的項(xiàng)目學(xué)習(xí)結(jié)果進(jìn)行評價(jià)。這種趣味性強(qiáng)的課程，不僅有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)造能力，使學(xué)生掌握工程設(shè)計(jì)在落實(shí)科學(xué)和工程知識(shí)學(xué)習(xí)、技術(shù)和數(shù)學(xué)中的應(yīng)用。

三、結(jié)語

綜上所述，傳統(tǒng)的小學(xué)科學(xué)課程，重視學(xué)生的認(rèn)知學(xué)習(xí)，而忽視對學(xué)生知識(shí)應(yīng)用能力和創(chuàng)新創(chuàng)造精神的培養(yǎng)。STEAM理論是一種重實(shí)踐的超學(xué)科教育理念，在其指導(dǎo)下對小學(xué)科學(xué)課程進(jìn)行重新建構(gòu)和優(yōu)化發(fā)展，將能更好地提高小學(xué)科學(xué)的教學(xué)有效性，全面提高小學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，增強(qiáng)其未來發(fā)展能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫燕.STEM教育在小學(xué)科學(xué)課程中的融合[J].教育科學(xué)論壇，2018（32）.

[2]王然.基于STEM理念的小學(xué)科學(xué)課程研究與設(shè)計(jì)[J].科學(xué)大眾（科學(xué)教育），2020（02）.

[3]劉韜容，肖化.STEM教育融入小學(xué)科學(xué)課程的改革路徑與實(shí)踐探索[J].基礎(chǔ)教育參考，2019（17）.