基于STEM教育理念的小學科學教學實施策略

江嘉衛

【摘要】STEM教育是一種多學科融合的項目式教學，是將科學、技術、工程、數學四種學科融合來培養學生綜合實踐能力、創造能力以及合作探究能力的新型教學模式。在新時代的背景下，通過設置融入STEM教育要求的教學目標，建立課內學習分享、課外合作實踐的學習方式，設計以小學科學為核心的多學科聯動STEM項目方案，形成基于STEM教育理念的小學科學教學實施策略，幫助學生適應未來、走向未來。

【關鍵詞】STEM教育;小學科學;實施策略;

一、STEM教育與小學科學融合的意義

《義務教育科學課程標準》（2017年版）中的教學建議提出“倡導跨學科學習方式”。而STEM是科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）和數學（Mathematics）四門學科的簡稱，強調多學科的交叉融合，是以項目學習、問題解決為導向的課程組織方式，與課標提出的要求相符合。

（一）符合小學生的認知發展規律

根據皮亞杰的認知發展階段理論，小學生認知發展水平大多處于具體運算階段，思維仍需與具體的事物相聯系，抽象思維發展還未成熟，對于抽象的小學科學學科概念難以理解、容易遺忘。

將STEM教育理念融入小學科學的教育教學中，能夠有效解決這一問題。教師在小學科學教學中應用 STEM 教育理念，引導學生運用知識、發揮創意，鼓勵學生動手實踐、大膽嘗試，幫助學生將科學理論知識與實際生活相結合，促進學生知識運用能力的提升，從而加深學生對科學知識的理解和運用，提高科學教學效率。

（二）幫助學生對科學知識有更全面系統的認識

小學科學學科是一門融合了生物、地理、物理、化學等學科基礎知識的綜合課程，其中不同學科的知識特點不同，如果只運用傳統教學方式，學生很難充分理解小學科學學科的理論知識。而將STEM教育理念與小學科學教學融合，教師必須豐富其教學方式以滿足STEM教育理念的要求，所以，需要更加全面地對學科內容進行教授，進而提高學科教學質量。

二、基于STEM教育理念的新型小學科學教學的實施策略

（一）設置融入STEM教育理念的教學目標

教師的教學目標是一切教育活動的基礎，指引著教學的基本方向，要建構基于STEM教育理念的小學科學教學模式，首先要設置具備STEM教育特點的教學目標。而由于小學科學課程中本來就已經具備比較完善的教學目標，每節課的教學中不可能融入太多具備STEM教育特點的教學內容，所以，教師應該著眼于整個單元的教學，將科學目標、技術目標、工程目標、數學目標合理分配于本單元的各個課時中，使整個單元各個課時整合為一個STEM項目。

例如，教科版小學科學六年級下冊第一單元《微小世界》的教學中，教師可以整合本單元的內容開展“用自制顯微鏡觀察土壤中的生物”的STEM項目。教師除了根據課程內容設置好本單元的科學目標外，也另外設置了“會使用生活中各類工具改造所需材料”“能制作出合格的生物標本”等技術目標，“能夠根據顯微鏡的原理設計自制顯微鏡圖紙”“能夠根據設計圖紙制作自制顯微鏡”等工程目標，“會使用數學統計的方法研究水中生物”等數學目標。并將技術目標分別設置在第四課時《怎樣放得更大》、第6課時《用顯微鏡觀察身邊的生命世界（二）》中，將工程目標設置在第四課時《怎樣放得更大》中，將數學目標設置在第7課時《用顯微鏡觀察身邊的生命世界（三）》中。

當前面七個學時的學習結束后，學生就能具備完成“用自制顯微鏡觀察水中生物”STEM項目所需的相關知識，從而順利開展實踐活動。

（二）建立課內學習分享、課外合作實踐的學習方式

如何開展基于STEM教育理念的小學科學教學一直是困擾教師的難題，主要原因是小學科學的課程內容和知識結構比較固定，每個課時都有明確的教學任務，教師很難在不影響原本教學進度的基礎上融入與STEM教育相關的創作實踐活動。所以，在開展基于STEM教育理念的小學科學教學前，教師應該明確在小學科學的課堂上可以做什么？而課外又可以做什么？

小學科學的課堂時間有限，除了科學概念學習之外，還有極具學科特點的實驗教學。所以在課內，教師應該以引導學生掌握科學、技術、工程、數學等基礎知識技能和培養學生創新精神為目標，在知識新授環節適當融入科學、技術、工程、數學等相關知識，在知識拓展環節開展頭腦風暴、科普閱讀，為STEM項目實踐做好準備。例如，在教科版小學科學四年級上冊第三單元《運動與摩擦力》的教學中，教師可以在活動一“直接拉動重物”與活動二“用滾木移動重物”中融入設計實驗環境等工程類知識和測量、計算摩擦力大小等數學類知識，而用關于摩擦力在生活中運用的科普視頻代替活動三“用輪子移動滾木”并組織學生大膽暢想，思考如何才能將重物受到的摩擦力降到最低，從而培養學生的創新精神和想象能力。

而在課外的實踐中，教師可以通過建立網絡學習空間、成立STEM項目實施小組、開展STEM項目社團等方式指導學生開展STEM項目實踐活動，并組織學生進行STEM項目的匯報交流。最終形成課內學習分享、課外合作實踐的STEM項目學習方式。

（三）設計以小學科學為中心的多學科聯動STEM項目方案

STEM教育倡導的是跨學科的學習方式，強調多學科的交叉融合。在小學科學中實施STEM教育必然也離不開其它學科的協助，所以，設計以小學科學為中心的多學科聯動STEM項目方案非常有必要。例如，在教科版小學科學六年級上冊第二單元《建高塔》的教學后，學生能夠結合美術學科的藝術設計或者信息技術學科的3D打印等知識開展“建高塔”的STEM項目活動，必然能夠更好發揮出學生的創意，提升學生創作能力。教師在小學科學中實施STEM教育時應該積極尋求其它學科的聯動，利用教育的集體力量，促進學生創新精神和實踐能力的發展。

三、結語

邁入新時代，我國的科學技術不斷發展，正取得舉世矚目的成就，而創新型科技人才的培養是我國成長為科技強國，實現偉大復興的重要保障。在小學階段，小學科學是培養創新型人才的重要途徑，承擔著培養學生科學素養的重要任務。將STEM教育理念融入小學科學教學中，能夠促進小學科學的教學方式的更新，提升小學科學的教學效果，有效地培養學生的綜合實踐能力、創新創造能力、合作探究能力、解決問題能力，為學生成長為創新型人才奠定堅實的基礎。

參考文獻：

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責任編輯 ?林百達