STEM教育與小學科學教學的有效融合

陳盛饒

摘要STEM這一教育理論廣泛地應用于世界范圍，在培養學生創新能力的同時，為學生們提供創新素養的理論依據。如今，教育學者們特別關注核心素養的培養，并向科學領域延展;關注學生們通過小學科學的學習從而形成生態意識、理性思維、勇于探索、批判質疑和解決問題等方面必須要有的品格和關鍵的能力。本文在STEM教育的概念及發展背景上，對STEM教育和小學科學的有效融合在教學措施上作出分析，從而使學生們在小學科學上的能力得到提升。

關鍵詞：STEM教育;小學科學;概念;發展背景;有效融合;教學策略

中圖分類號：G4 文獻標識碼：A

一、STEM教育的概念及發展背景

“STEM”一詞起源于美國，其中“S”“T”“E”“M”四個字母分別指的是“Science”“Technology”“Engineering”“Math”，即“科學”“技術”“工程”“數學”，因此顧名思義，STEM教育即是以這四門學科為基礎的一種跨學科教育模式。人類社會進入21世紀以來，科學和工程成了為國家創造財富的主要動力，在此背景下，人們對科技創新愈來愈重視，因此，對STEM領域人才的需求也與日俱增。美國政府由于看到本國中每年畢業于STEM相關專業的學生數量不斷減少，所以投入了大量的人力、物力及財力來支持STEM教育，以培養更多的STEM領域人才，增強國家在全球化進程中的核心競爭力。所以，美國教育界率先開發并實踐了一系列STEM課程項目，并取得了一定的成果。其后，STEM教育逐漸傳到全球，包括我國。我國教育部于2016年出臺了《教育信息化“十三五”規劃》，其中明確指出：“有效利用信息技術推進‘眾創空間’建設，探索STEM教育、創客教育等新教育模式，使學生具有較強的信息意識與創新意識，養成數字化學習習慣，具備重視信息安全、遵守信息社會倫理道德與法律法規的素養。”此后，在我國的各個教育階段，紛紛開始進行STEM教育實踐。

二、STEM教育和小學科學有效融合的教學策略

（一）加強教學的實踐性

小學科學課本身就是一門具有很強實踐性的課程，所以STEM教育和小學科學的融合也應當要重視實踐性。例如，在《斜面》這節課的教學中，教師可以先給學生提問：斜面有什么作用？然后讓學生們通過親自試驗對比垂直向上拉某物體的力和沿斜面向上拉某物體的力的大小，從而探索出答案：斜面具有省力的作用。接著，教師可以進一步提出更加深入的問題：斜面的坡度與省力的多少有關系嗎？并讓學生再次進行實驗對比，探索斜面的坡度對省力的大小的影響。最后，教師還可以讓學生自主提出更多的問題，如：斜面提升的高度對省力的多少有影響嗎？斜面的長度對省力的多少有影響嗎？這樣的問題能夠充分發揮出學生的主觀能動性，讓學生在實踐中自主探索出答案，非常符合STEM教育的理念。

（二）設計趣味性的教學環節

俗語有云：“興趣是孩子最好的老師。”此言不假。興趣的激發即是學習積極性的激發，所以在應用STEM教育開展小學科學教學時，應當通過給學生設計趣味性的教學環節，來激發學生對科學探究的興趣。例如，在《日食和月食》這節課的教學中，教師可以選一名學生到講臺上舉起一顆小球當月亮，另一名學生到講臺上舉起一顆大球當地球，另外將教室里亮著的一盞燈泡當作太陽，然后讓舉小球的學生圍著舉大球的學生轉，代表月亮圍著地球轉，而當燈光、小球、大球三者在同一直線上時，詢問舉大球的學生是否能夠看到“太陽”;此時舉大球的學生會發現自己看不到太陽，講臺下坐著的其他學生也會發現這一現象，就此教師即可引出“月食”的知識。在這一過程中，學生仿佛只是做了一場游戲，順便學習到了一個知識，整堂課感到非常輕松、快樂，于是他們就會發現學習科學原來是這么一件有意思的事情，而并非自己想象中的枯燥、乏味，進而就會愛上科學。可見，興趣是發揮學生主動性的關鍵要素，只有讓學生帶著對科學的濃厚興趣去進行學習，才能夠使其深刻地體會到學習科學的樂趣，從而提高學習效率。

（三）根據學生的個體差異開展教學

每個學生都是不同的個體，他們有著自己的性格和特長，所以教師在對待他們之時不能一概而論，而應當尊重學生的個性，根據學生的個體差異開展教學。我國古代教育家孔子提出的“因材施教”理論，也是這個道理。特別是將STEM教育融入小學科學教學后，更要充分考慮到學生的個體差異，根據學生理解能力和動手能力的不同來對其設計不同難度的教學內容，以保證每個學生都能夠在學習中獲得最大化的收益。同時，這也有助于提高學生的學習自信心。

（四）設計豐富的STEM活動

1.結合其他學科設計STME活動

STEM教育和小學科學的有效融合，還體現在STEM活動的設計上。結合其他學科設計STME活動是最常見的STEM活動形式。小學科學課雖然是一門獨立開設的課程，但是其知識卻不是獨立的，而是與其他學科之間有著十分密切的聯系。所以，教師可以充分結合其他學科，讓學生基于已有知識，對新知識進行自主探索與深入分析。這既有助于開闊學生的思維，也有助于培養學生的科學素養。例如，在《簡單機械》這節課的教學中，教師可以先完成教材中要求的基本教學任務：讓學生理解“距離支點越遠的物體產生的重力越大”，然后在此基礎上，帶領學生通過進一步分析實驗數據，提出“動力臂×動力=阻力臂×阻力”這一物理公式假設，進而適時引導學生建立該數學模型。在上述過程中，分別結合了物理和數學知識，充分體現出了STEM教育的特色，同時在提出假設和實驗探究的過程中，還培養了學生的思維能力和動手能力，可謂一舉多得。

2.結合科技比賽設計STEM活動

結合科技比賽設計STEM活動是STEM活動的另一常見形式，其主要目的是為了拓寬課堂內容，以進一步培養學生的科學素養與科學研究興趣。近年來，各地面向中小學生舉辦的各類科技比賽越來越多，作為小學科學教師，應當積極鼓勵和帶領學生們參與這樣的比賽，尤其要多參加一些團隊比賽，并借機來設計一些STEM活動，讓學生們一邊發揮團隊力量，通過合作交流完成比賽任務，一邊在活動過程中鍛煉動手能力、培養科學探索精神。

三、結語

綜上所述，STEM教育是一種跨學科教育模式，其將科學、技術、工程以及數學四位一體，是培養STEM領域人才的重要途徑。在小學科學教學中，通過STEM教育的有效融入，可以大大提升教學效率，更好地實現教學目標。在具體的教學實踐中，應當從加強教學的實踐性、設計趣味性的教學環節、根據學生的個體差異開展教學、設計豐富的STEM活動等方面入手，將STEM教育充分融入小學科學教學當中，發揮出STEM教育的特色，體現出STEM教育的先進性。

參考文獻

[1]楊斌元.基于STEM 教育思想——在小學科學教學中的融合運用[J].新課程（上），2018（2）.