STEM教學活動的有效設計

卜璽

目前素質教育已成為小學教學的重點，小學科學作為培養學生創新與實踐能力的重要學科，也受到了更多的重視與關注。以往的教學受制于填鴨式的教學模式，學科間的知識缺少滲透，教學效果并不理想。而將STEM創新化教學理念引入小學科學課的教學，使學科之間交叉滲透，突出科學教育理念，能真正提升學生的創新與實踐能力，實現教學實踐的優化。

STEM教育理念最初起源于20世紀80年代的美國，是由美國國家科學委員會提出的。其主要內涵指的是，一種以多元化、開放化且立體化的探究實踐，觀察并研究客觀世界的教學理念，強調科學、技術、工程與數學四門學科之間的交叉滲透，重視學生觀察與解決問題的整體思維能力與創新實踐能力。

一、小組實驗，深度探究

STEM教育理念對學生實踐能力較為重視，而學生實踐能力的培養與提升恰恰是小學科學課程教學的需求與必要環節。小學生抽象思維有限，面對抽象而又復雜煩瑣的科學理論往往難以理解并有效吸收。采取小組實驗的形式，在實踐的同時，讓學生進行深度探究，可有效促進教學效果的提升。

例如，在教學《研究土壤》一課時，教師可以將學生劃分為不同的小組，小組協作進行實驗結果的分析與檢驗，找出問題的解決辦法：“現在大家可以自行分成4人一組，我們開始以小組為單位，嘗試研究土壤中含有的物質，最后我們說出自己小組的實驗結果并進行評比。”有的小組選擇用衛生紙包裹住土壤進行擠壓：“教師，我們小組發現土壤中含有水，因為包裹的衛生紙出現了潮濕的現象。”有的小組將土壤進行燃燒：“教師，我們小組燃燒土壤后發現原本的泥土變得干巴了，土壤中一定含有水吧。”有的小組則將土壤放進有水的杯子：“教師，你看，燒杯中有很多小氣泡呼呼地冒出來，我們小組覺得土壤中含有空氣。”最后教師做出評價與總結：“最后一個小組表現最好，得出的結果最全面。其他小組要繼續努力，你們也很棒！土壤是由空氣、水、腐殖質等構成的一種混合物哦。”

采用小組實驗的方式增加學生的實踐環節，讓學生在STEM教育理念的倡導之下，一邊動腦筋思考問題一邊用雙手解決問題，實現從心動到行動的良好轉換，從而能夠在一步步操作中逐漸探索并認知世界，在不斷地模仿、重復訓練中，一次次深化對理論知識的理解與記憶。

二、學科融合，關聯整合

小學科學作為一門綜合性學科，它融合了包括科學、技術、工程、數學等在內的不同方面的多元化知識。促進學科融合，將學科知識進行關聯整合，不僅符合STEM教育理念中對于學科交叉滲透的要求，更有助于學生對多元化知識的融會貫通。

例如，在教學《奇妙的光》一課時，教師可以引導學生整合學科之間的聯系，獲取所需要關聯的知識：“現在我們要去探究光的特征與作用，大家可以利用不同學科知識進行思考，誰有好的想法呢？”有的學生回答道：“教師，在學習語文漢字的時候，語文教師教給我們‘光在形上是‘人頭上有火，光能夠帶給人光亮。學習組詞‘光滑，我們知道裸露的東西容易反光。現在我們學習光的特征與作用，我覺得光是明亮的象征，而且不透明的東西是反光的，所以它也是不透光的。”有的學生說道：“教師，我在課外讀物上看到一些物理現象，光透過放大鏡可以燃燒地上的小紙屑。我覺得光是可以透過玻璃這種透明的東西的。”

STEM教育理念對學科知識之間的交叉滲透與關聯極度倡導。在小學科學中促進學科之間知識的整合，讓學生進行知識碰撞，不僅符合教學理念的要求，更有助于學生的思維變得更加多元化、整體化，促進他們在這種充滿整合性的教學體驗中，深化對學科知識與問題的認知，提高綜合素養。

三、聯系生活，解決問題

學習知識最終的落腳點在于問題的高效、優質解決，在于學以致用。以STEM教育理念引領小學科學的教學，就要讓學生貼近生活，去感悟生活中常見的科學想象，發現科學知識。任何一門學科都是基于生活并服務于生活本身的，小學科學也是如此。

例如，在教學《天空中的星體》一課時，教師讓學生聯系生活解決問題：“我們已經實地觀察過星空了，現在大家觀察天花板上手電筒的光，聯系生活告訴教師，為什么拉開窗簾，天花板上‘星星的亮度會變弱，甚至看不見呀？”有的同學回答道：“教師，在生活中，我們白天也看不到星星，拉開窗簾就像白天的太陽一樣，在白天看不到星星的光，是因為太陽的光很強烈。”“那么，為什么教師挪動‘月亮的位置，‘星星的光也會發生變化呢？”有的學生回答：“在生活中，我們看星空的時候，圓月的時候要比月牙兒的時候看見的星星數量要少，亮度要低，那是因為‘月亮太亮啦，這跟這個原理是一樣的！”“那大家如果有一天想去看很多星星的話，要去哪里看呀？”學生思考后回答：“當然要去空曠的地方啦！影響的光很少，這樣星星又多又亮！以后出去旅游，我就可以用上這些知識了！”

教師引導學生發現生活中的科學奧秘并學以致用，學生能夠充滿熱情與激情地參與到教學活動中，在觀察中實現課內所學知識與課外實踐需求的完美整合。這不僅能夠帶動學生參與生活實踐，促進生活中科學奧秘的發現與科學問題的解決，還能夠進一步激發學生的創造潛能，達到在娛樂中學習的目的。

四、參與實踐，升華意識

實踐是檢驗真理的唯一標準，在教學活動中具有至關重要的意義。實踐帶給學生的親身體驗與感悟，往往比課堂中枯燥無味的理論知識更加具有教學意義。實踐是學生升華意識的關鍵環節，是促進學生思考與解決問題的重要手段。

例如，在教學《固體與液體》一課時，教師可以組織學生外出實踐，獲取知識：“現在大家一起來尋找一下生活中的固體和液體吧！最后教師會對大家尋找到的東西進行評價并進一步提出小問題哦。”學生在生活中探尋存在的固體和液體，在尋找中領悟著固體和液體的特征：“教師，我發現固體要比液體更好找。您看，固體一般是有一定的重量、體積，還有形狀的，而且不會流動。”“教師，我發現我在水龍頭處發現水的時候，用不同的瓶子帶走水，水的形狀也是不一樣的，所以液體的形狀應該是根據容器的不同而有所變化吧。”“教師，我發現一些物質，例如，說，這塊黏乎乎的泥土，感覺它既像液體又不像液體，但是說它是固體的話，又感覺有些牽強，它到底屬于什么呢？”最后教師對學生探尋中出現的問題予以解決并讓學生思考牙膏是什么物質：“大家對固體和液體特征的認識變得更加豐富了，值得表揚。像石子、水瓶這種東西都屬于固體，而飲料、礦泉水都屬于液體，然而像牙膏、黏乎乎的泥土這種則屬于混合物哦。”通過這次實踐，學生對實踐的理解與知識的感悟認知升華了許多。

STEM教育理念對實踐教學的關注，引導小學科學教學走向更好的教學方向，也為小學科學本身的實踐活動增加了理論指導。讓學生參與實踐，在各種實踐活動中激發自身潛在的探索欲望與探索潛能，從而升華自己的意識，促進問題的主動化、高效化解決。

總而言之，小學科學作為一門融合多樣化知識與能力的綜合性學科，其教學應該秉承多元化、立體化、開放化的STEM教學理念，實現學生創新水平與創新能力、科學綜合素養與科學綜合能力的提升。