STEM教育視域下科學課堂建構與探討

崔超

[摘要]隨著現代素質教育理念的倡導以及教育體制改革進程的推進，STEM教育體系越來越受重視。在小學科學教學中，教師要基于STEM教育思想，對學生的感知能力、歸納能力、思維能力等進行培養，從多個角度對科學教育模式進行探討，提升學生的科學核心素養，促進科學教育事業的發展與進步

[關鍵詞]小學科學;STEM教育體系;建構

[中圖分類號] G623.6 [文獻標識碼]A [文章編號] 1007-9068（2020）36-0057-02

STEM教育體系是集科學、技術、工程、藝術以及數學為一體的多學科教育模式。STEM教育體系與我國一直倡導的素質教育理念不謀而合，旨在從多個角度培養學生的科學能力。對STEM教育體系內的單一學科，以科學課程為例，STEM教育體系強調就學生的科學探究能力、科學實驗意識、科學感知能力等多方面進行培養。因此，在科學教學過程中，融入STEM教育思想，既符合當代人才培養的發展方向，又滿足現代科學教育理念的具體要求。

下面，筆者結合相關教學案例進行深一步的分析和說明。

一、基于感知素養，培養學生的科學觀察能力

在科學學習中，觀察能力是學生能夠對科學事物正確理解的前提和基礎。小學生具有較強的求知欲和好奇心，激發其對科學知識的學習興趣往往較為容易。但是，在科學教學過程中，學生之所以學習知識較為困難，并非受學習興趣不高的影響，更多地應歸咎于其觀察能力不足。在此基礎上，培養學生的感知素養，幫助學生掌握正確的科學觀察方法，是提高學生科學學習質量的關鍵。對此，教師可從以下幾點著手培養。

1.明確科學觀察目的，加強課堂教學引導

在培養學生的觀察能力時，教師首先要幫助學生明確觀察的目的，引導學生帶著目的進行觀察。對學生的科學觀察過程進行調查發現，大多數學生雖具備科學觀察的興趣，能夠在主觀意愿的驅動下自覺參與科學學習，但由于并未掌握系統的觀察技巧，且在觀察過程中容易受到多重外界因素的影響，因此較易出現觀察目的不明確、觀察效率低下等問題。教師需在學生觀察時給予他們適當的引導和幫助，使學生在明確的觀察方向指引下，以十分專注的姿態投入科學觀察之中。例如，教學《認識器官》一課時，由于該課觀察內容多為動物圖片，因此除了盡量減少圖片的干擾因素外，教師還應教會學生將觀察內容定位于動物本身，這樣一方面規避草、樹枝等圖片內容對學生觀察的影響，另一方面使學生明確觀察目標，注意力得到進一步集中。

2.明確科學觀察順序，培養學生的觀察技巧

在科學觀察過程中，不同的觀察對象要求采用不同的觀察方法，不同的觀察次序會導致不同的觀察結果。因此，教師應針對不同的事物，教會學生采用合適的觀察方法和合理的觀察順序。對大多數的科學現象，可采用由近及遠、由整體到局部的觀察順序。例如，教學《樹葉變黃了》一課時，教師要教會學生先于整體層面觀察樹葉的形態和顏色，再于局部層面觀察樹葉的變化過程。這樣可加深學生對樹葉變黃這一科學現象的理解和把握，使學生養成正確的觀察習慣，幫助其形成科學的觀察素養。

3.明確科學觀察內容，培養學生的辯證意識

對科學事物來說，在不同觀察角度下，其呈現的科學性狀也會有所不同。因此，在實際觀察過程中，教師要引導學生形成一定的辯證觀察意識，從視覺、聽覺、味覺、嗅覺等多個方面進行多角度觀察。這樣可規避片面觀察導致事物的不真實性，使學生形成科學的觀察意識，促進學生觀察能力的提高。例如，教學《感官總動員》一課時，判斷西瓜是否成熟是老生常談的一個話題，教師可引導學生采用觀察西瓜紋路、聽敲擊西瓜的聲音等多種方式進行觀察，提高學生的觀察技巧，使學生學會觀察。

4.明確科學觀察重點，培養學生的感知能力

在學習科學時，很多教師會教學生對事物的某一點進行重點觀察，其日的在于挖掘事物的根本特征，幫助學生直接對事物進行觀察。在學生觀察過程中，教師應提前為學生設計觀察主題，在幫助學生消除其他不利因素影響的同時，增強學生觀察的意識，提高學生的觀察效率。例如，教學“白天看不到星星”這一科學問題時，由于課程涉及星星模擬實驗，因此教師應于開課前明確探究的主題，使學生將注意力放置于所研究的問題之上，引導學生探索出“陽光太亮了”的結論。

5.明確科學觀察價值，培養學生的觀察習慣

對科學學習來說，觀察興趣和良好的觀察習慣缺一不可。而對于本身具備較高觀察興趣的學生來說，使其長期保持端正的觀察態度和良好的觀察習慣，是提高其觀察能力的關鍵。在此基礎上，教師要更加注重發揮自身的引導作用，在學生觀察時及時給予指導和啟發，在幫助學生解決實際觀察困難的同時，使學生形成健康的觀察意識，培養學生的觀察素養，促進學生觀察能力的提高。

二、基于思維素養，培養學生的科學思考能力

在觀察之余，系統的科學思維是確保學生形成正確科學認知的核心要素。對此，針對學生普遍存在的思維方法單一的問題，教師要及時幫助學生正確認識歸納、演繹、類比等科學思考技巧的具體原理，引導學生建立系統的科學思維模式，促進學生科學思考能力的提高。具體可從以下幾方面進行研究：

1.挖掘事物科學特征，培養學生的歸納意識

在科學研究過程中，歸納法不失為一種非常有效的研究手段。教師可引導學生在觀察事物后，將不同事物的特征進行聯系、整理，幫助學生在不斷構建完整事物認知體系的基礎上，形成系統的科學歸納意識。例如，教學《石頭》一課時，教師先讓學生研究不同石頭的大小、顏色和斑紋，引導學生在結果整理中挖掘不同石頭特征的內在聯系，深化他們對特定事物的理解認知。

2.挖掘事物變化過程，培養學生的演繹意識

除歸納法外，演繹法也是科學研究中比較常見的一種研究手段。演繹法與實驗法大同小異，旨在分析事物變化的具體過程。因此，在科學教學中，教師應引導學生基于科學事實，采用不同方法進行過程演繹，培養學生的科學態度，使學生形成科學演繹意識，提高學生的科學素養。例如，教學“力能改變物體運動狀態”的相關知識時，由于課程涉及“小車運動”實驗，因此教師要求學生積極參與科學實驗，引導學生在實驗演繹過程中驗證“力導致小車運動”的科學事實，深化學生對該課知識的理解。

3.挖掘事物相同特征，培養學生的類比意識

在探究陌生事物時，類比法是一種較為常見的研究手段。對此，教師應根據國家創新實踐型人才培養理念的具體要求，在科學教學中激發學生的類比意識，鼓勵學生在已有知識的基礎上對陌生事物進行探究。這樣可提高學生的創新意識，培養學生的探究欲和求知欲，促進學生形成終身學習的科學態度。

三、基于實驗素養，培養學生的科學實驗能力

在小學科學教學中，實驗教學法始終是最為有效的教學手段之一，而在學生的實驗過程中，科學記錄能力往往是確保學生科學探究結果正確的關鍵素養。對此，教師要引導學生學會運用畫圖、表格等多種方式記錄實驗，這樣既可提高學生的實驗總結能力，又能使學生掌握科學的探究模式，促進學生科學技能的提高。

綜上所述，教師要基于STEM教育體系，結合學生科學學習的特點，詳細分析科學教育工作的創新路徑，不斷從學生的觀察素養、思維素養、實驗素養等多個角度，對學生的科學能力進行培養，提高學生的科學素養，促進科學教育工作的全面發展。

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（特約編輯 木清）