基于STEM教育理念的小學科學教學設計思考

劉敏潔

【摘 要】隨著我國基礎性教育改革步伐的加快，小學科學教育教學改革不斷深入，并且取得了十分明顯的改革成效，其在提升學生科學水平，增強學生科學探究能力方面發(fā)揮著重要作用。但是由于在教學改革前教師長時間受到應試教育理念的影響，在小學科學教學中仍然存在一些問題尚待解決。為了從根本上提升小學科學教學質量，教師要有效結合STEM教育理念，科學設計和優(yōu)化小學科學教學方案。

【關鍵詞】STEM教育理念;小學科學;教學設計;具體分析

在小學教育階段，科學是重要的、基礎性的學科，它的教學質量和教學設計水平直接影響著學生科學意識的強弱和科學探究能力的高低。STEM教育理念是一種新型教育理念，符合新課程改革的要求，具有較強的綜合性、實踐性和探索性。為此，小學科學教師要以STEM教育理念為指導，積極開展相關教學活動，將理論與實踐有效結合，從整體上提升小學生的科學學習質量。

一、將STEM教育理念應用于小學科學教學設計中的重要意義

（一）有利于提升學生解決問題的能力

STEM教育將小學生置于項目主題的學習中，它要求學生在工程設計、產品設計、問題解決等方面進行跨學科式的學習，利用各個學科知識分析項目，讓學生在討論問題、分析問題和設計模型中發(fā)現(xiàn)問題，并且制定科學措施有效解決問題。為學生創(chuàng)造多個學科相融合和多個學科綜合運用的環(huán)境，增加學生接觸技術的機會，進而從整體上提升學生的實踐能力，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識。

（二）有利于提升學生的團隊協(xié)作能力

STEM教育是以項目主題為基礎開展的教學活動，而這些項目主題與學生的生活息息相關。學生在完成項目的過程中需要與同學進行積極交流，需要教師的正確指導。這不僅需要學生之間的密切合作，而且需要教師與學生之間密切配合，通過與同學的交流和教師的正確指導，學生將會有效解決實際問題。從中我們可以看出，在小學科學教學中合理應用STEM教育理念，有利于提升學生團隊協(xié)作能力。

（三）有利于培養(yǎng)學生學習科學知識的興趣

STEM教育具有較強的趣味性，它有利于培養(yǎng)學生學習科學的興趣。在實施STEM教育過程中，小學科學教師需要在與生活相關的有趣問題中積極融入多個學科知識，進而提升學生的參與性。在STEM教育教學過程中，重視對學生分享與參與能力的培養(yǎng)，讓學生主動分享創(chuàng)造成功帶來的喜悅。小學生活潑、好動，因此對產品制作和設計會產生濃厚的興趣。比如，在設計制作小賽車時，學生會設計各種各樣的小賽車，在整個學習過程中學生將會表現(xiàn)出十分強烈的學習欲望，科學教學效果也會顯著提高。

二、基于STEM教育理念的小學科學教學設計策略

（一）選擇適當?shù)目茖W教學內容

在使用STEM教育理念過程中，項目的選擇是發(fā)揮著關鍵作用，它直接決定了課程教學質量。學校要根據(jù)自身的辦學特點、發(fā)展理念等選擇相應的項目載體，充分發(fā)揮校外教育資源的優(yōu)勢，從多個角度開展系統(tǒng)的、深入的研究。小學科學教師在實際教學中要為學生設置與其生活相關的問題，將學生分為多個小組并積極組織開展教學活動，進行相關實驗分析、操作和設計。為學生提供更多實踐的機會，提高學生學習科學知識的積極性，培養(yǎng)學生動手操作能力和實踐能力，讓學生在學習科學知識過程中掌握相應的科學技能。

比如，學習“校園的樹木”這部分內容時，為了激發(fā)學生的學習熱情，小學科學教師可以向學生提問：“同學們，我們校園中都包含哪些樹木呢？它們的分別都是什么樣子的呢？”學生聽到這種與生活相關的問題時將會更加積極地參與到課程學習中，并主動回答教師提出的問題。教師講解完科學知識點時，可以將學生分成幾個學習小組，為不同學習小組布置不同的問題，鼓勵他們積極交流和討論，而學生在討論中將會更加深入理解和有效鞏固剛剛學習的知識，對校園的樹木也會有更加深入的理解。

（二）優(yōu)化和改善教學方法

STEM教育理念不僅主張學生自主學習課本上的抽象知識，而且重視學生自主學習科學知識的整個過程，鼓勵學生自己動手、自己動腦，為學生提供更多親自動手的機會，使學生學以致用，利用學習到的科學知識有效解決現(xiàn)實生活中遇到的科學問題。為此，基于STEM教育理念下，小學科學教師要積極優(yōu)化和完善傳統(tǒng)的教學方式，讓學生從原有的被動的知識接受者轉變?yōu)橹鲃訉W習者、參與者。通過鼓勵學生自主選擇、設計、分析、討論、制作、評價、反思項目來激發(fā)學生學習科學知識的興趣，培養(yǎng)學生的科學精神，使學生養(yǎng)成良好的科學思維，掌握科學的學習方法。

例如，學習“動物有哪些相同的特點”這部分內容時，在課堂教學前小學科學教師要求學生在課余時間觀察自己周圍的動物，并了解這些動物都有哪些共同的特點。在課堂教學中，要求學生解答教師課前布置的問題。這種體驗式和參與式的學習方式有利于學生全面、深入掌握科學知識，能夠培養(yǎng)學生的自主學習能力，也會對學生今后學習、生活和工作產生長遠而深刻的影響。

（三）利用教學場地和教學器材拓寬學生的學習陣地

STEM教育理念是促進學生全方面發(fā)展的重要教育理念，而硬件資源和軟件資源在該教育理念的實施中發(fā)揮著不可替代的作用。與不同的小學科學教學不同，基于STEM教育理念的小學科學教學需要建立各種STEM主題，在具體實施中需要用到多種器材，但是大部分都不是科學室常用的實驗器材。為此，器材和工具的齊全配備是實施STEM項目的重要基礎和保障。在我國小學科學教學中存在著嚴重的設施不足問題，要想在小學科學教學中有效應用STEM教育理念，學校應積極購買先進的儀器和設備，建設完善的STEM教學設施。同時，學校在設置STEM教學課程時要有效利用社會上的教育資源，如科技館、博物館等，讓社會教育機構提供充足的設計空間和良好的STEM教育場所，讓學生完全置身于宏觀的社會環(huán)境中，滿足學生多元化的科學知識學習需求。

（四）提升小學科學教師的STEM素質

提升小學科學教師的STEM素質是在小學科學教學中實施STEM教育理念的重要前提。要想提升小學科學教師的STEM素質，要做到以下幾個方面：首先，拓寬科學教師招聘渠道，在實際招聘過程中要積極錄用具有工科背景的高校畢業(yè)生。其次，要高度重視小學科學教師的在職培訓工作。充分發(fā)揮繼續(xù)教育平臺的積極作用，對在職科學教師開展STEM教育項目培訓，使科學教師經過相關專業(yè)課程的學習后STEM素質得到顯著提升。最后，在經濟條件允許的情況下，學校可以與當?shù)氐目萍拣^、地科協(xié)等社會機構和團體合作，邀請專家學者對科學教師進行正確的指導，幫助科學教師提升STEM素質，從整體上提升科學教師實施STEM教育項目的水平和能力。

（五）創(chuàng)新基于STEM教育理念的教學目標

小學科學教材中的內容與學生的生活十分貼近，小學生對該學科也有一定的認知和了解。為此，小學科學教師需要不斷創(chuàng)新STEM教育理念目標，讓學生在科學課堂學習中不斷產生新的靈感，給小學生帶來不一樣的學習體驗。比如，學習“云的觀測”這部分內容時，小學科學教師要拓展和創(chuàng)新教學目標，教學生觀測云，使學生掌握云的變化規(guī)律。這樣不僅可以提升學生對科學課堂的參與度，還可以培養(yǎng)學生的探索精神，讓學生在實踐中仔細觀察生活，積極思考，進而更加熱愛生活。

三、結束語

STEM是一項長期的、系統(tǒng)性的工程，其涉及的內容較多、學科種類繁多、范圍較廣，需要優(yōu)越條件提供重要保障。在實施STEM項目時要避免出現(xiàn)追求流行、時髦、高大上等行為。學校要為STEM項目的實施提供完善的硬件設施，配備專業(yè)的教師，進而保證穩(wěn)步推行STEM項目，而不是盲目跟風。如果學校在推行STEM項目時沒有充分考慮校情，忽視學校的實際條件，盲目開展STEM教育，將會嚴重阻礙STEM教育工作的順利進行，嚴重情況下會給學校帶來一定的經濟損失，這與學校開展STEM教育的初衷相違背。STEM教育理念是時代變革的重要產物，是教育制度不斷完善的重要體現(xiàn)，它與素質教育相符合，能讓學生在快樂中學習到更多的科學知識，可提升學生實踐能力，培養(yǎng)學生解決問題的能力。小學科學教師在實際教學中有效應用STEM教育理念有利于提升課堂教學質量，促進學生全面發(fā)展。

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