基于STEM的科學課堂教學探析

管凝

摘 要：科學是學生初步接觸科學知識和了解科學知識，喚起科學意識的重要學科。將STEM教育理念與模式融入到科學教學中，能夠提高學生的綜合探究能力，培養學生的合作精神，增強學生發現與解決問題的能力。教師應科學使用STEM優秀課例，基于實際設計STEM課例，利用STEM理念組織實踐活動，培養學生的科學素養。

關鍵詞：STEM;科學教學;課例;實踐活動;科學素養

中圖分類號：G623.6 文獻標志碼：A文章編號：1008-3561（2020）36-0100-02

STEM教育融合了科學、工程、技術、數學等多個學科，倡導以學生為中心的教育原則，能夠推動學生面向未來的科學與工程素養的發展，增強學生跨學科解決問題的能力。如何在科學課堂教學中引入STEM教育理念和教育模式，成為教師需要著重思考的問題。為此，本文對基于STEM的科學課堂教學進行探析。

一、STEM教育與科學課程特征分析

1.STEM教育的特征

STEM教育的重要價值是引導學生形成嚴謹認真的科學思維，激發學生對數理化知識的學習興趣。STEM教育課程要求教師把學科知識與現實生活聯系起來，實現綜合性應用，還提倡將工程、科學、數學、技術這幾個要素進行跨學科整合，給學生提供更加廣闊的自主發展和成長空間，幫助學生高效率和高質量完成各項學習任務。

2.科學課程的特征

科學是一門將探究作為主要內容的學科，關注的是學生科學知識、方法、態度等的全面發展，要求最大化滿足不同經驗背景學生的科學學習需要，讓每個學生都能夠得到公平的學習機會，為學生挖掘科學潛能和完善科學素質奠定基礎，培育學生勇于探索研究的科學精神，指導學生形成主動思考的良好習慣，并讓學生具備初步科學實踐能力，為今后深層次的學習打下基礎。

3.科學課程和STEM教育的共性以及融合應用的價值

新課標要求在科學課程中培養學生的技術工程能力以及綜合實踐能力，這與STEM教育理念有很高的契合度。根據新課標要求，依托現行教材，多層次和多角度挖掘課程資源，結合STEM課程設計理念與目標進行實踐和探索，在有限課時安排中培育學生綜合應用能力、動手操作能力，提高學生科學素養，成為科學課程創新發展的重要方向。基于科學課程和STEM教育的共性特征，在促進二者整合推進的過程中，需要把學習科學、應用科學和生活當中處處都有科學的探究學習模式當作最終目標與方向。從教育價值的角度進行分析，STEM教育和科學課程教學的融合有以下幾個突出優勢。一是有助于培養學生知識應用能力和創造能力。當前，科學課程教學中的科學探究內容相對缺乏，制約了學生思維能力和創新創造力的發展，阻礙了學生未來的成長與進步。STEM教育的融入則可以有效彌補以往科學教學中的不足，讓學生有更廣闊的平臺參與探究性學習活動，并鍛煉思維、發揮創造潛能。二是有利于推動體驗式教學的發展。STEM教育特別關注過程培養，主要目的是讓學生在科學探究中發現和解決問題，注重讓學生從中獲得體驗和成長，以免用片面的對錯判斷扼殺與消磨學生的體驗以及對科學學習樂趣的感受。

二、基于STEM的小學科學課堂教學實踐策略

1.科學使用STEM優秀課例，補充科學課堂內容

基于STEM理念和教育模式指導，對科學課程教學進行創新，是目前改革科學教學的一個重要方案。教師要堅持循序漸進的原則，先從國際上已有的STEM優秀課例中選擇一部分適合科學課程的課例，并對其進行合理化改造與利用，彌補目前科學課堂中STEM教育內容缺乏的不足。這樣，不僅可以加快STEM教育在科學教學中的滲透，而且能夠進一步豐富科學學習成果，拓展教學內容。例如，教師可以在科學課堂上引入“制作微型雪橇”的STEM優秀課例，讓學生品味科學和跨學科操作的樂趣。這個課例運用的是STEM教育中的跨學科理念，強調在跨學科思想的支持下組織學生設計并制作雪橇，探究紙板、木板等多種不同材料給雪橇性能帶來的影響。當然，教師還可以對如今已有的科學課例進行一定改造，將其變成實操性更強的STEM課例，激發學生科學參與熱情。例如，在教學“橋”時，教師就可以指導學生運用身邊隨處可見的報紙、紙板、膠帶、吸管等材料，用小組合作的方法制造紙橋梁，對橋梁的承重情況進行比較和分析。

2.基于實際設計STEM課例，實現創新教學

新課標明確強調教師應重視學具的設計和制作，給學生提供手腦并用與解決問題的機會。在選取學具時，要把學生身邊容易獲取的低成本材料作為科學探究活動的首選學具，形成對正規學具的補充，并通過教師和學生共同收集與自制學具的方法，為科學探究活動提供物質保障。教師可以帶領學生運用身邊各種各樣的資源自主設計全新的STEM課例，讓學生的創造能力和思維能力在實踐探索中得到良好發展。整個操作制作的過程不僅彰顯了STEM教育的綜合實踐特色，而且能夠讓學生獲得更多的科學探究機會，培養學生的科學興趣、創新能力、團結協作精神。例如，教師可利用學校周圍的環境條件，帶領學生因地制宜地開展植物種植、動物觀察等STEM活動。教師可讓學生用蘿卜與竹簽搭建高塔，讓學生對結構進行研究，鼓勵學生用科學知識進行工程設計，用技術方法進行規劃，使用數學立體建模方法完成高塔搭建。

3.利用STEM理念組織實踐活動，培養學生綜合素養

基于STEM理念開展科學實踐活動，可以有效整合不同類別的知識，突破學科之間的界限，讓學生的潛能得到最大化的挖掘和發揮，也讓學生擁有更加廣闊的成長和進步空間。在科學課程實踐中，教師可以在STEM理念的引導下積極組織科學社團實踐活動、科學興趣小組實踐活動等，讓學生在綜合活動情境中鍛煉科學、技術、數學、工程等方面的素養，增加學生的溝通交流機會，為學生今后適應社會打下基礎。例如，學校可以專門組織科學節活動，鼓勵學生展現自己的科學發明與科學作品，對科學課堂教學進行補充和拓展。教師也可以引導學生自主組建科學興趣小組，在課下開展科學探究活動，并把各種各樣的科學成果帶到課堂和其他同學交流，在溝通過程中總結歸納更多的科學實踐方法。

三、結語

總之，基于STEM的科學課堂教學著眼于學生的主體性發展和主觀能動性的發揮，可以為學生提供自主發展的平臺，也可以促進學生綜合素質的發展。教師要找到STEM教育和科學課程的融合點，給學生搭建溝通表達、自主學習以及合作發展的平臺，讓學生的科學素養和綜合素質同步發展。

參考文獻：

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