基于STEM理念下小學科學教學中科學思維培養(yǎng)探究

曹紅艷

(江蘇省蘇州市蘇州工業(yè)園區(qū)金雞湖學校 江蘇蘇州 215000)

STEM教學理念融合科學、技術(shù)、工程和數(shù)學，側(cè)重于打造綜合性學科人才，具有很高的教育價值。在小學科學教學中，對學生科學思維的培養(yǎng)是關(guān)鍵，這是學生的啟蒙思維，也是未來學習發(fā)展的基礎(chǔ)性思維。如何在小學科學中結(jié)合STEM理念培養(yǎng)學生的科學思維是教育值得探究的問題。

一、什么是STEM教學理念

近年來，STEM教育理念被提出并為廣大教育工作者和家長們接受，它具體是一個怎樣的教育理念方式呢？STEM是Science（科學）、Technology（技術(shù)）、Engineering（技術(shù)）和Mathematics（數(shù)學）的首字母縮寫組合[1]。其中首先提出者將它與傳統(tǒng)教學理念區(qū)分開來，傳統(tǒng)教學理念注重于書本知識，以灌輸?shù)姆绞阶寣W生接受大量的知識，側(cè)重于讓學生看著課本和黑板“跟著老師走”。而STEM教育強調(diào)跨學科學習，以面向具體問題進行探究和思考為重點，鼓勵學生獨立自主地思考，旨在培養(yǎng)學生的學科性思維、提高學生對知識的綜合運用能力。

STEM教學理念非常重要的一點是讓學生學會“整合”信息，通過接觸到的、觀察到的、學習到的知識，與實際運用整合、建立聯(lián)系。STEM教育最為常用的場合是學科整合、教材整合等。通過STEM教育，學生的思維能力也能得到良好的發(fā)展，理念核心在于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識、邏輯思維、想象力、記憶力等重要思想和能力，并不斷給予學生探究的樂趣，讓學生在發(fā)現(xiàn)問題、解決問題以及團隊合作中都能發(fā)展個人能力。

二、科學思維的教育意義

科學思維有多種定義，綜合來說，科學思維是指人在自然界中對客觀事物的觀察、認識及追求科學嚴謹?shù)那笾獞B(tài)度和方式。科學思維屬于邏輯思維的一種，在教育中具有很高的價值。科學教師的教學方法決定了學生科學素養(yǎng)培養(yǎng)的效果，科學思維是小學科學中經(jīng)常用到的一種思維模式，它不僅可以運用在學習中，在生活中也有積極的作用。在小學科學教育中，科學思維可以說是啟蒙性的思維能力，有效培養(yǎng)能夠給學生帶來十分高的價值，其教育意義主要有以下三個方面。

第一，科學思維能夠幫助學生提高交流能力和綜合素質(zhì)，改善思維漏洞。科學思維影響著人日常生活中的言行習慣和科學素養(yǎng)，它能夠幫助學生增強其思辨能力，幫助學生利用思維定勢快速解決問題，不被負面作用影響，加強思維的強度，促進自身思維體系的完善。

第二，科學思維能夠提高學生的科學素養(yǎng)，促進學生形成運用科學認識、科學方法、科學材料的一種理論思維體系。科學思維對事實與理論是否符合的判斷，有利于學生綜合運用各種科學思維方法，在各種情況下，解決不斷冒出的問題，從而有所發(fā)現(xiàn)、有所思考、有所掌握。

第三，科學思維能夠幫助學生更好地學習和掌握科學世界觀和方法論，形成正確的思想觀念，對世界的認知也能有一定的概念。科學思維要求從實際出發(fā)，觀察和認識客觀事物的本質(zhì)和規(guī)律，運用科學思維方法分析和解決問題。在教育中，科學思維有助于學生正確認識世界，用聯(lián)系、發(fā)展和矛盾的眼光看待問題。

三、生活化情境在小學科學高效課堂中的構(gòu)建策略

（一）融合STEM理念，打造綜合學科

STEM理念不像傳統(tǒng)教學，把各科劃分得清清楚楚，而是結(jié)合了幾大學科的優(yōu)勢，提出一種更加全面的教學模式。小學生正處于快速發(fā)展的階段，對世界的認知過少，理解能力也需要提高，在STEM理念的幫助下，學生能夠理解教學的目的、對科學價值觀、學習觀的建設(shè)也有一定積極作用。例如，在教科版小學科學一年級下冊動物“給動物建個‘家’”的教學課堂中，教師可以將學生的注意力引導至生活化情境中，結(jié)合生活經(jīng)驗引導學生探究科學學習內(nèi)容，在給小動物建個家的過程中，比如給小鳥建一個窩，需要用到哪些材料，需要考慮到哪些問題等，激發(fā)學生自主思考。豐富生活化實驗的開發(fā)一方面是提高學生對課本知識的陌生感，使其能夠享受課堂思考的樂趣，另一方面是通過實際舉例讓學生對問題的理解更深一層，能從多學科、多角度進行思考。

（二）利用信息技術(shù)，發(fā)展科學思維

科學思維是小學生應當具備的一種思維模式，對邏輯思維、推理思維等理性思維來說，科學思維是一項學生需掌握的基礎(chǔ)性思維。在小學科學的課堂上，學生在學習基礎(chǔ)知識的同時應當訓練自身的思維能力，促進自身的能力發(fā)展[2]。例如，在教科版小學科學四年級下冊“花、果實和種子”的課堂教學中，教師可以通過介紹月季花的一生引導出“植物的一生”。教師可以利用多媒體向?qū)W生展示一些紀錄片中植物的一生的變化，讓學生能夠看到植物在生活中的樣子，從而留下深刻的記憶，更好地理解課本中的教學內(nèi)容。合理運用信息技術(shù)向?qū)W生展示一些生活中碎片，能讓學生身臨其境地感受和體會科學的魅力。教師也可以通過動物的一生引導學生發(fā)散思維，思考人的一生這個概念。思維的發(fā)散性能夠有效活躍大腦，開發(fā)智力，培養(yǎng)延伸性的思維模式，為今后的學習打下良好的基礎(chǔ)。

（三）豐富教學形式，培養(yǎng)模型建構(gòu)思想

模型建構(gòu)是科學學習中經(jīng)常用到的一種學習模式，在針對現(xiàn)象或結(jié)論進行探究論證時，建模思想能夠保證學生的思維順暢，提高學生對知識的理解。豐富課堂形式能夠幫助學生長時間集中注意力，調(diào)動學習積極性，從而保證教學質(zhì)量[3]。例如，在教科版小學科學四年級上冊“分離食鹽與水的方法”的教學課堂中，教師可以在課堂上開展一個小組合作活動，讓學生分組進行科學實驗模型建構(gòu)，比比看哪一組的實驗最完整，方法最合理，模型最準確。通過融入小組合作形式進行教學，能讓學生多方面提高自身的各項能力，如協(xié)作交流能力、生活化角度思考能力等。

（四）促進實踐探究，培養(yǎng)創(chuàng)新能力

實踐是檢驗真理的唯一標準，在小學科學課堂中，教師可以積極開展一些促進學生動手探究的實踐課，基于STEM理念，讓學生通過科學的、系統(tǒng)的理論學習和操作，鍛煉學生的動手能力，培養(yǎng)創(chuàng)造力、想象力等。教師可以適當開展實驗課，虛擬實驗室是一種有效的模式，能幫助學生以實踐的方式學習新知識。例如，在教科版小學科學四年級下冊“做個小開關(guān)”的教學課堂中，教師可以讓學生學習課本知識后自主設(shè)計一個“小開關(guān)”，滿足教師提出的基本要求。如果環(huán)境條件不足以讓學生動手設(shè)計自己的作品，教師可以讓學生通過虛擬技術(shù)和信息設(shè)備模擬制作自己的小開關(guān)，可以是燈泡開關(guān)、水龍頭開關(guān)或者其他的一些開關(guān)。學生在動手實踐的過程中能夠感受到科學知識的魅力，不僅能鍛煉創(chuàng)新能力和動手能力，還能有效提高科學素養(yǎng)，促進自身全面發(fā)展，提高課堂效率和質(zhì)量。

總而言之，在小學科學的教學中，提高學生的學習效率和質(zhì)量是教師應當重視的關(guān)鍵問題。首先教師需要在教學中融會貫通STEM理念，讓學生意識到科學學習的重要性；其次，將模型建構(gòu)與生活情境結(jié)合，促進學生的思維發(fā)展；最后，通過豐富的課堂形式提高教學效率，促進學生全面發(fā)展。