淺談STEM理念下小學(xué)生科學(xué)探究習(xí)慣的培養(yǎng)

王淑惠

摘要：STEM課程是一種新型教育方式，起源于美國(guó)，不同于傳統(tǒng)的單學(xué)科教育方式，著重培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)四個(gè)方面的綜合素養(yǎng)。作為小學(xué)階段基礎(chǔ)性課程的科學(xué)課程，其目的是提高小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)。STEM課程和小學(xué)科學(xué)課程的融合讓原本探究性很強(qiáng)的科學(xué)課程變得更適于學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展。

關(guān)鍵詞：STEM? 科學(xué)? 探究

STEM理念是一種橫向的教育理念，它強(qiáng)調(diào)學(xué)生掌握一種思考方法，充分利用探究式學(xué)習(xí)方式，鍛煉學(xué)生跨學(xué)科、多學(xué)科的融合能力。科學(xué)課程的教學(xué)目標(biāo)應(yīng)是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)，協(xié)助他們鍛煉妥善處理實(shí)際問(wèn)題、參與公共事務(wù)的能力，為他們的終身發(fā)展打好基礎(chǔ)。作為新時(shí)期一線科學(xué)課任課教師，在自己的科學(xué)課堂中融入STEM理念，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用性科學(xué)能力，提升科學(xué)素養(yǎng)，是我不斷努力的 目標(biāo)。

一、基于STEM理念培養(yǎng)小學(xué)科學(xué)探究的意義

STEM理念作為新興教育觀念走進(jìn)小學(xué)科學(xué)課堂，其重點(diǎn)應(yīng)是加強(qiáng)對(duì)學(xué)生四門(mén)學(xué)科素質(zhì)的教育：S指科學(xué)素質(zhì)，即運(yùn)用科學(xué)知識(shí)理解自然界并參與影響自然界的過(guò)程;T指技術(shù)素質(zhì)，即塑造學(xué)生管理、使用、理解以及評(píng)價(jià)技術(shù)的一種能力;E指工程素質(zhì)，即對(duì)技術(shù)工程設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)過(guò)程的理解;M指數(shù)學(xué)素質(zhì)，即培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)、表達(dá)、解釋和解決多種情境下數(shù)學(xué)問(wèn)題的能力。四種素質(zhì)存在著互相支撐、互相補(bǔ)給、共同發(fā)展的關(guān)系。小學(xué)科學(xué)任課教師應(yīng)充分掌握四者之間的關(guān)系，鼓勵(lì)學(xué)生在科學(xué)探究活動(dòng)中展開(kāi)思考，通過(guò)思維創(chuàng)新、技術(shù)手段迭代，實(shí)現(xiàn)更深層次的思維碰撞，真正提高學(xué)生各個(gè)方面的操作技能以及認(rèn)識(shí)。科學(xué)本就源于生活，源于身邊的某一現(xiàn)象，如：“被子能夠幫助身體制造熱能嗎？”“如何設(shè)計(jì)制作一個(gè)保溫杯？”這兩個(gè)貌似不相同的問(wèn)題實(shí)質(zhì)上都是熱學(xué)中能量傳遞的問(wèn)題，當(dāng)教學(xué)活動(dòng)圍繞這個(gè)實(shí)質(zhì)進(jìn)行時(shí)才有了一條隱形的線索，將科學(xué)問(wèn)題“被子能保溫”與技術(shù)手段以及工程問(wèn)題“充分利用熱的不良導(dǎo)體設(shè)計(jì)制作一個(gè)保溫杯”有效地結(jié)合起來(lái)。STEM教育理念要求學(xué)生把探究取得的零碎知識(shí)與機(jī)械設(shè)備過(guò)程進(jìn)行整合，鼓勵(lì)學(xué)生留心觀察生活現(xiàn)象，在主動(dòng)探究的過(guò)程中，提高科學(xué)素養(yǎng)。

二、基于STEM理念培養(yǎng)小學(xué)科學(xué)探究的策略

（一）運(yùn)用翻轉(zhuǎn)課堂的形式激發(fā)學(xué)生科學(xué)探究的興趣

科學(xué)是一門(mén)以探究活動(dòng)為主要教學(xué)方式的學(xué)科，假如在自己的科學(xué)課堂上繼續(xù)開(kāi)展填鴨式的教學(xué)活動(dòng)，無(wú)法激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，那么及時(shí)融入STEM教育理念，能調(diào)動(dòng)學(xué)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生投入到科學(xué)探究活動(dòng)中，緊密聯(lián)系現(xiàn)實(shí)生活，解決實(shí)際問(wèn)題。翻轉(zhuǎn)課堂的融入，取代了呆板的填鴨式教學(xué)方法，鼓勵(lì)學(xué)生利用興趣小組、互聯(lián)網(wǎng)檔案資料、課外專(zhuān)業(yè)書(shū)籍等多種形式，積極主動(dòng)地投身到科學(xué)探究活動(dòng)中，像物理學(xué)家一樣去研究、像設(shè)計(jì)者一樣去思維、像工程師一樣去動(dòng)手，經(jīng)歷完整的科學(xué)探究過(guò)程，形成整體性思維，為提升實(shí)踐性科學(xué)素養(yǎng)打好基礎(chǔ)。

教科版小學(xué)五年級(jí)上冊(cè)第二單元《光》的主要教學(xué)目標(biāo)是組織學(xué)生們察看光磁波的傳播特征，知曉其在生產(chǎn)以及生活中的運(yùn)用;設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，組織學(xué)生探究光源的特征，知曉太陽(yáng)這個(gè)最大的光源以及熱源。“做個(gè)太陽(yáng)能熱水器”是本模塊第七課的探究活動(dòng)，在學(xué)生們已經(jīng)掌握了有關(guān)光的一些基本特點(diǎn)，了解了光和熱的關(guān)系后，在制作太陽(yáng)能熱水器前，給學(xué)生布置家庭作業(yè)，要求學(xué)生充分利用課余時(shí)間收集有關(guān)太陽(yáng)能熱水器的資料，在科學(xué)課堂上，通過(guò)組織學(xué)生討論、組員設(shè)計(jì)方案、繪制手抄報(bào)等多種方式，為制作太陽(yáng)能熱水器做好鋪墊。然后，組織學(xué)生觀看我錄制的《制作太陽(yáng)能熱水器》的慕課，為學(xué)生從課前原材料的選用、材質(zhì)的設(shè)計(jì)方面提供參考。學(xué)生們?cè)谥谱鬟^(guò)程中，經(jīng)歷了失敗，失敗了再?lài)L試，他們更加認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)，從注水口的尺寸大小到鋼管傾斜角度的測(cè)量，在整個(gè)探究過(guò)程中，巧妙地把科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)四個(gè)學(xué)科的知識(shí)融合到了一起。

（二）運(yùn)用組員合作的方式提升學(xué)生科學(xué)探究的效率

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)方法論指出，教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生在自己已有的知識(shí)技術(shù)水平、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及歷史背景的基礎(chǔ)之上建構(gòu)新的知識(shí)指標(biāo)體系。學(xué)生頭腦中的前概念致使他們對(duì)知識(shí)理解的能力不同，組內(nèi)合作式的學(xué)習(xí)方法，可以在很大程度上協(xié)助學(xué)生通過(guò)組內(nèi)間的互動(dòng)交流，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，繼而促進(jìn)新的知識(shí)指標(biāo)體系的建構(gòu)。

組員合作式的教學(xué)方法以及STEM課程內(nèi)容的融入，能促使學(xué)生在科學(xué)探究活動(dòng)中充分展現(xiàn)其在科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)方面的優(yōu)勢(shì)。對(duì)于組員合作教學(xué)模式的運(yùn)用，筆者認(rèn)為應(yīng)該遵循“各取所長(zhǎng)、協(xié)調(diào)管理”的準(zhǔn)則對(duì)學(xué)生展開(kāi)分組。首先，注意組內(nèi)人數(shù)，2～4人比較合理;其次，遵照“各取所長(zhǎng)、協(xié)調(diào)管理、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)”的原則，依照學(xué)生的個(gè)性特點(diǎn)、學(xué)習(xí)專(zhuān)長(zhǎng)、動(dòng)手操作能力等各個(gè)方面的差異展開(kāi)分組，促使不同特征、不同層次的學(xué)生進(jìn)行組合，為班級(jí)內(nèi)各個(gè)組員之間的平等競(jìng)爭(zhēng)打好基礎(chǔ);最后，讓組內(nèi)成員流動(dòng)起來(lái)，可以各小組間互相流動(dòng)，評(píng)選流動(dòng)先進(jìn)個(gè)人，根據(jù)課程學(xué)習(xí)和任務(wù)需要，組間、組內(nèi)自由組合在交流中提高學(xué)習(xí)興趣，給每一個(gè)學(xué)生提供展現(xiàn)自己的機(jī)會(huì)。

（三）運(yùn)用生本教育理念提高學(xué)生科學(xué)探究的 地位

生本教育理念以高度尊重學(xué)生和全面依靠學(xué)生為宗旨，任課教師充分發(fā)揮學(xué)生在科學(xué)課堂上的主體地位。新時(shí)代的小學(xué)科學(xué)老師應(yīng)當(dāng)從根本上打造以學(xué)生為主體、以老師為主導(dǎo)的新型科學(xué)課堂，讓學(xué)生成為探究的主體，提升學(xué)生科學(xué)探究的主動(dòng)性，真正實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)的知識(shí)本位向提高學(xué)生藝術(shù)修養(yǎng) 轉(zhuǎn)化。

科教版小學(xué)科學(xué)新教材五年級(jí)上冊(cè)第四單元《運(yùn)動(dòng)和力》的主要教學(xué)目標(biāo)是帶領(lǐng)學(xué)生研究機(jī)械設(shè)備的運(yùn)動(dòng)，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)并掌握各種不同的力。《我們的小纜車(chē)》是本模塊的起始課，要求學(xué)生能自己裝配一輛荷載小車(chē)，通過(guò)探究活動(dòng)了解力的大小與小車(chē)運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，圍繞STEM教育理念，逐步引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷“看到問(wèn)題、給出假設(shè)—實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、破解方式—充分利用跨學(xué)科知識(shí)，動(dòng)手實(shí)驗(yàn)—得出結(jié)論、總結(jié)歸納”的探究過(guò)程。課堂教學(xué)一開(kāi)始，我給同學(xué)們提供了一輛簡(jiǎn)易小車(chē)、一根棉線、幾個(gè)墊圈，鼓勵(lì)學(xué)生按照提供的原材料裝配一輛能運(yùn)動(dòng)的小車(chē)，組內(nèi)成員立即行動(dòng)起來(lái)：有畫(huà)圖紙的;有計(jì)算小車(chē)最佳運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)度的;有測(cè)驗(yàn)讓小車(chē)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)拉力大小 的……學(xué)生們分工明確，各個(gè)盡己所能，小車(chē)運(yùn)動(dòng)起來(lái)的一瞬間，大家歡呼雀躍。在接下來(lái)研究拉力大小與小車(chē)運(yùn)動(dòng)速度的關(guān)系時(shí)，學(xué)生們的探究欲望更 強(qiáng)了。

（四）運(yùn)用因材施教的理念提升學(xué)生科學(xué)探究的能力

世界上沒(méi)有兩片完全相同的樹(shù)葉，每一個(gè)學(xué)生的能力水平、性格特點(diǎn)都各有不同，任課教師應(yīng)充分了解學(xué)生，努力為他們創(chuàng)設(shè)更為合適的活動(dòng)環(huán)節(jié)，制定針對(duì)性更強(qiáng)的教學(xué)目標(biāo)，從學(xué)生的實(shí)際情形入手，有目的地展開(kāi)個(gè)性化教育，保證每一個(gè)探究過(guò)程均可以讓學(xué)生取長(zhǎng)補(bǔ)短，獲得最佳的發(fā)展效果。

焦書(shū)強(qiáng)是五年級(jí)的一名學(xué)生，平日里喜愛(ài)一個(gè)人在座位上做手工，不喜歡和同學(xué)們交流，科學(xué)課堂上也不愿意參加小組活動(dòng)，有輕度的自閉癥傾向。在科學(xué)課上，我特別關(guān)注他的一舉一動(dòng)，主動(dòng)和他交流實(shí)驗(yàn)想法，發(fā)現(xiàn)他對(duì)實(shí)驗(yàn)有自己的見(jiàn)解，鼓勵(lì)他參與小組實(shí)驗(yàn)，完成實(shí)驗(yàn)中的動(dòng)手操作環(huán)節(jié)，充分發(fā)揮他動(dòng)手能力強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，主動(dòng)承擔(dān)小組中“操作員”的角色，一次次圓滿(mǎn)完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)后，他獲得了組員的一致贊揚(yáng)。一個(gè)學(xué)期下來(lái)，焦書(shū)強(qiáng)的交流能力提升了很多，從一開(kāi)始的低頭不語(yǔ)，變?yōu)槿缃竦闹鲃?dòng)匯報(bào)。STEM課程和科學(xué)課程的融合，讓我有了更多的機(jī)會(huì)去關(guān)注每一個(gè)學(xué)生的個(gè)性特征，尋找更適于每一個(gè)學(xué)生個(gè)性發(fā)展的路徑，樹(shù)立學(xué)生的自信，引導(dǎo)他們走向成功。

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