STEM教育融入小學科學教學的有效研究

青吐爾·吉艾西

（新疆教育學院實驗小學，新疆 烏魯木齊 830002）

前言

隨著小學教改推進各種創新教學方法融入了課堂當中，在小學科學教學當中融入STEM教育模式已經在很多小學校園得到了推廣，相關的學術研究也較多，其中存在一些普遍性的問題，例如融入方法不科學、缺乏教學標準和評估機制、專業教師隊伍薄弱、缺乏社會聯系性。這些問題得不到解決，對STEM教育融入有效性有明顯的影響。

一、小學科學教學中融入STEM教育的重要性

第一，實現合力。這因為小學科學涉及了生物、化學、物理等學科知識，每一種知識都具有系統性，都會和生活當中的具體事物和現象關聯，通過融入STEM之后，能夠通過科學設計，使得學生運用已經掌握的生物、化學、物理知識去進行一些實踐項目，鍛煉學生的動手能力、創新能力，能夠讓幾個學科彼此貫通，同時又能利用深層次掌握每個學科的知識點[1]。可以說小學科學和STEM具有很強的融合性。以《旋轉的陀螺》為例，這其中涉及了物體對稱性、力學、光學，在具體的陀螺制作當中又要涉及圖紙勾畫以及具體操作，這顯然是一個系統的小工程，那么通過合理設計便會自然而然地融入了STEM教育，讓學生理解因為陀螺頂端在物體對稱前提下，在外力作用下便可以高速旋轉，知道了七色光在快速旋轉下作用于人眼，因為人眼具有的視覺暫留故而看上去七色光變成了灰白色。

第二，改善學生觀察能力，提升學生學習的主動性。興趣是學習的驅動力，STEM教育具有實理結合、學以致用特點，讓學生通過觀察實現模仿，從而邊學邊做，實現師生、生生間良好互動，通過可以STEM給予學生更靈活課堂氛圍，提高其參與度，學會發問以及動手實踐能力，擺脫了傳統課堂的單學科、單目標教學方式，實現了學科融合。換而言之，STEM融入后可以形成項目教學模式，給予學生相應的情境，提高了其觀察能力以及學習興趣。比如在《旋轉的陀螺》當中，學生便是在教師引導下去觀察陀螺旋轉以及原本七色光變成了灰白光，這使得他們的好奇心被調動起來，教師再講解七色光、物體對稱、力學知識以后，使得他們明白了陀螺有關的知識點。之后由學生按照所學知識去自己動手制作陀螺。誠然，最開始教師旋轉陀螺，使得其高速旋轉，七色光快速變化，讓學生體會到了陀螺帶給自己的快樂，這是發動他們觀察力以及參與學習的根本前提。

第三，通過二者融合來培養專業教師隊伍。雖然一直以來STEM教育研究比較火熱，社會上也有相關的教育機構，電視上也有和STEM有關的各類智能產品，例如智能學習機等。但時至今日STEM教學在我國尚缺乏系統規劃和有效經驗的整合，主要是學段設計上缺乏整體性，造成了課程實施的碎片化。故此，通過實體操作可以培養一批敢操作、敢實驗敢突破的教師隊伍。

二、現階段影響小學科學STEM融入效果的因素

第一，融入方法不科學。指的教師在STEM融入當中只是將科學、技術、工程、藝術、數學簡單疊加[2]。例如在《觀察物體》這一內容當中，教師缺乏綜合思維，不能很好引導學生去認識生活中物體具有的形狀、功能、價值。物體的長度和寬度涉及了數學，教師只是讓學生拿尺子量一量比一比，看誰長一些、誰短一些，不同形狀物體的區別等。然后這個長度和寬度對應的工程角度的延伸不足，導致了數學和工程的斷裂。也沒有引導學生利用積木去體驗形狀和工程關系。這樣的STEM融入只是片面的，最終只是讓學生知道物體的長、短、厚、薄、大、小。缺乏對比思維、觀察思維。

第二，缺乏教學標準和評估機制。主要是小學科學融入STEM目標是什么、教學效果指標、評價標準等缺乏，導致一堂科學STEM課程后教師不能對整體教學展開分析梳理，不能有效識別短板，故而難以突破和成長[3]。

第三，學校缺乏專業STEM教研組。首先，學校在STEM教育上存在走形式，即上邊怎么要求自己怎么做，但是缺乏自省自悟，完全屬于被動工作，組建的教研組發揮不了研討、總結功能。其次，所有教師缺乏STEM教育經驗，組成的教研組在具體研討階段言之無物、氣氛尷尬。再次，缺乏具體激勵驅動。

第四，缺乏社會聯系性。所謂社會聯系性指的是小學科學學習內容和社會對接不良，或者教師在講課過程里不能對接社會實際，這導致STEM教育被融入以后同樣高高在上，缺乏生活氣息，只是為了彰顯教學具有創新性，徒有外衣缺乏實際。

三、提升小學科學教學STEM融入水平的策略

通過前文分析可以發現造成小學科學STEM融入不良主要是因為學校、教師兩個主要因素。故此對應的提高小學科學STEM融入質量的策略也需要從二者入手：

第一，建立科學的融入方法。首先，教師需要在課前就需要對課程內容進行詳細考慮，找到其和STEM具有關聯之處。例如《植物和我們的生活》當中，教師需要考慮植物、生活、科學、工程、藝術、技術之間的聯系。這樣就能夠從植物對生活家居的裝飾（技術層面）、空氣的改善（科學角度）、植物和人體健康等角度切入，來使得學生系統了解植物。而且還會在這樣的思想指導下，能夠帶領學生去觀察不同植物，鍛煉學生的觀察力，不斷地讓學生總結出植物的新功能新領域。其次，要積極地構建良好的教案，要明確教學目標、教學重點、教學難點、教學互動、教學評價指標。然后能夠在STEM教育思維下，去設計課件，發揮課件統領作用，能夠確保學生按照課件的順序掌握知識，并積極地參與互動。

第二，建立健全教學標準、明確評估機制。首先，教學標準的制定除了結合新課標提出的小學科學的課程標準之外，還需要做到結合具體課程來設定標準。例如《各種各樣的交通工具》當中目標就是讓學生可以認識存在于身邊的公交車、轎車、火車、飛機等交通工具，對它們的特點可以總結歸納，明確其中涉及的一些物理知識。故此教學標準既要有國家規定的部分也要有教師自己創新的部分。其次，在教學評估方面需要對接STEM教育，來形成較為全面的指標，第一層指標包括：課堂環境、課程結構、教學內容、學生表現，然后每一指標下有二層指標，即：課堂環境——課堂布局、STEM準備、引導、管理；課程結構——目標、內容、資源、評價、總結；教學內容——教學價值、跨學科性、重點難點突出、互動；學生表現——理解力、參與度、動手能力、交互水平等。通過這樣的評估模型教師能夠對小學科學教學質量、方向等形成總結，找到學生和自身的不足，在下一環節做到彌補[4]。

第三，建設專業教研組。首先，學校要給予激勵，給STEM教育融入提供資金和學習平臺，保證教師參與教研研討的熱情；其次，要將STEM和科學學科融合分成不同的主題，在主題引導下去開展討論和學習，避免了過去的不知所云，言之無物的情況；再次，積極地落實STEM教育，避免形式化，需要建立嚴格的績效考核體系，迫使教師去突破。

第四，積極地聯系社會。首先，教師需要將每一節課都要和社會情況聯系，然后融入STEM教育思維，去對相應課程內容在生活當中具有的科學性、技術性、工程型、藝術性展開分析和學習。其次，因為項目教學是最典型的STEM教育模式之一，故此在項目當中融入社會情境是有必要的。例如《各種各樣的交通工具》就可以很好對接生活情境，使得學生去認識各類交通工具，對交通工具特點展開分析。火車的輪子和汽車輪子不同，其具有的特點是摩擦力小，運輸量大，安全性高。正是通過這樣的總結分析，使得學生掌握了交通工具的技術性、科學性甚至于其具有的內部構造的工程性。

總結

小學科學當中融入STEM教育是培養綜合型人才的關鍵，從小學階段使得小學生能夠通過科學、技術、工程、藝術以及數學角度去分析事物，使得其能夠跨科掌握知識實現知識彼此關聯性，對于其形成創新精神、提高創新能力有著積極幫助。這其中學校和教師需要對其重視，并能夠通過切實途徑去確保STEM的融入，這個是根本前提。