將STEM教育理念滲入《水的蒸發(fā)和凝結(jié)》教學(xué)

〔摘" "要〕" 素質(zhì)教育注重學(xué)生的全面發(fā)展。隨著素質(zhì)教育的全面落實(shí)，STEM教育理念應(yīng)運(yùn)而生，為新時(shí)代的教育改革和創(chuàng)新發(fā)展提供了靈感。在學(xué)科教學(xué)中滲透STEM教育理念逐漸成為新時(shí)代的教育趨勢(shì)。本文以小學(xué)科學(xué)課程為例，結(jié)合STEM教育理念的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，分析了STEM教育理念在小學(xué)科學(xué)中的應(yīng)用策略，以期為教師的教學(xué)實(shí)踐起到參考和借鑒作用。

〔關(guān)鍵詞〕" 小學(xué)科學(xué)；STEM教育理念；策略

〔中圖分類(lèi)號(hào)〕" G424" " " " " " " " 〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕" A" " " " 〔文章編號(hào)〕" 1674-6317" " （2025）24" " 0097-03

在新課程改革背景下，越來(lái)越多的新型的教育理念被引入學(xué)科教學(xué)，STEM教育理念就是其中的一種，它將科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)四個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)整合起來(lái)，形成了一種綜合性和實(shí)踐性都較強(qiáng)的教學(xué)模式。小學(xué)生正處于身心發(fā)育的關(guān)鍵時(shí)期，對(duì)周?chē)囊磺卸汲錆M(mǎn)了好奇，非常渴望動(dòng)手實(shí)踐和探索未知領(lǐng)域。教師在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中應(yīng)用STEM教育理念，可以充分釋放小學(xué)生的天性，為激發(fā)他們的好奇心和探索欲望創(chuàng)造機(jī)會(huì)，有利于學(xué)生形成完善的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新精神，從而彰顯STEM教育理念在小學(xué)科學(xué)中的應(yīng)用價(jià)值。

一、STEM教育理念的優(yōu)勢(shì)

（一）可以實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科整合

STEM教育理念的顯著特點(diǎn)是打破傳統(tǒng)的單科教育模式下不同學(xué)科之間的壁壘，實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科整合。第一，STEM教育理念從科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)四個(gè)學(xué)科出發(fā)，構(gòu)建了不同學(xué)科之間的聯(lián)系。在STEM教育理念下，教師的教學(xué)不再局限于單一學(xué)科教學(xué)，而是致力于引導(dǎo)學(xué)生整合不同學(xué)科的知識(shí)，綜合利用多學(xué)科的知識(shí)解決問(wèn)題。第二，STEM教育理念與項(xiàng)目式學(xué)習(xí)、探究式學(xué)習(xí)息息相關(guān)，而這類(lèi)型教學(xué)模式都涉及多個(gè)學(xué)科的知識(shí)和技能，需要學(xué)生在項(xiàng)目主題引領(lǐng)下完成綜合探究，在不知不覺(jué)中形成跨學(xué)科學(xué)習(xí)的視角，促進(jìn)學(xué)生的跨學(xué)科發(fā)展。

（二）可以實(shí)現(xiàn)實(shí)踐和創(chuàng)新

教師在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中滲透STEM教育理念可以實(shí)現(xiàn)教學(xué)實(shí)踐和創(chuàng)新，具體表現(xiàn)為如下幾點(diǎn)。第一，相較傳統(tǒng)的教學(xué)模式，STEM教育理念更加重視實(shí)踐和創(chuàng)新，倡導(dǎo)教師在實(shí)際的教學(xué)中加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的引導(dǎo)，指引學(xué)生在實(shí)踐操作、實(shí)驗(yàn)探究、項(xiàng)目探究中學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)，掌握關(guān)鍵技術(shù)，有利于學(xué)生深入理解抽象的概念知識(shí)，深刻對(duì)關(guān)鍵知識(shí)的印象。第二，教師滲透STEM教育理念，還可以幫助學(xué)生在實(shí)踐中形成創(chuàng)新思維，促進(jìn)學(xué)生的思維能力的發(fā)展。教師通過(guò)整合多學(xué)科知識(shí)，確定實(shí)踐探究的主題和內(nèi)容，可以為學(xué)生思考和解決問(wèn)題創(chuàng)造機(jī)會(huì)，使學(xué)生獲得完整的解決問(wèn)題的經(jīng)歷，在此過(guò)程中靈活應(yīng)用知識(shí)，并發(fā)現(xiàn)新的問(wèn)題，找到最佳的解決方案。這些都有利于鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力，全面激活學(xué)生的思維，幫助學(xué)生感知科學(xué)探究的魅力，最終愛(ài)上科學(xué)學(xué)習(xí)。

（三）有利于培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力

STEM教育理念指導(dǎo)下的教學(xué)模式，具有較強(qiáng)的綜合性。教師在科學(xué)教學(xué)中滲透STEM教育理念，經(jīng)常需要組織小組探究活動(dòng)，安排學(xué)生以小組為單位完成綜合探究任務(wù)，這就有利于培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。第一，在STEM教育理念引領(lǐng)下，學(xué)生需要積極參與小組探究活動(dòng)，通過(guò)有效的小組分工和合作，綜合利用科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)知識(shí)，解決抽象問(wèn)題，這就有利于鍛煉學(xué)生的團(tuán)隊(duì)溝通和合作能力；第二，在小組活動(dòng)中，學(xué)生往往需要思考如何充分發(fā)揮自己的學(xué)習(xí)優(yōu)勢(shì)、如何處理和他人之間的矛盾等，有利于學(xué)生積累豐富的團(tuán)隊(duì)合作經(jīng)驗(yàn)，在提升學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力的同時(shí)，支撐學(xué)生的終身發(fā)展，為學(xué)生未來(lái)走進(jìn)社會(huì)、走進(jìn)職場(chǎng)做好準(zhǔn)備。

二、STEM教育理念在教學(xué)中的滲透

（一）確定生活探究主題，設(shè)計(jì)探究任務(wù)

STEM教育理念下，教師要靈活應(yīng)用項(xiàng)目學(xué)習(xí)法，站在綜合、整體的角度確定生活化的項(xiàng)目探究主題，細(xì)化教學(xué)目標(biāo)，設(shè)計(jì)生活探究任務(wù)，為學(xué)生的高效項(xiàng)目探究做好準(zhǔn)備。另外，教師要根據(jù)項(xiàng)目教學(xué)的主題和目標(biāo)，投放學(xué)習(xí)道具，善于從生活中選取合適的科學(xué)道具，啟迪學(xué)生的項(xiàng)目探究思路，幫助學(xué)生感知科學(xué)知識(shí)在不同領(lǐng)域的應(yīng)用，體會(huì)科學(xué)知識(shí)的實(shí)用性和綜合性。

以教科版科學(xué)五年級(jí)下冊(cè)《水的蒸發(fā)和凝結(jié)》一課教學(xué)為例。在生活中，我們經(jīng)常會(huì)看到水蒸發(fā)后變成水蒸氣、水蒸氣又凝結(jié)成水的現(xiàn)象。那么，水和水蒸氣的相互變換究竟和什么因素有關(guān)呢？教師可從生活化問(wèn)題入手，將STEM教育的主題確定為：探究生活中的水的蒸發(fā)和凝結(jié)現(xiàn)象，獲得科學(xué)啟示。在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)合作探究任務(wù)：合作分享和探究生活案例，從生活中的實(shí)際現(xiàn)象中獲取科學(xué)知識(shí)。

在燒水時(shí)，一段時(shí)間后，水壺中的水量會(huì)有所減少，同時(shí)，壺蓋上會(huì)出現(xiàn)密集的水珠；陽(yáng)臺(tái)上的濕衣服會(huì)隨著時(shí)間的推移逐漸變干；自然界中云、霧氣、霜雪都是如何形成的？和水的蒸發(fā)和凝結(jié)有關(guān)嗎？

教師從現(xiàn)實(shí)生活中的各種現(xiàn)象出發(fā)提出探究任務(wù)，成功引發(fā)了學(xué)生的熱烈討論，學(xué)生調(diào)動(dòng)生活經(jīng)驗(yàn)，以小組為單位分享了自己在現(xiàn)實(shí)生活中見(jiàn)過(guò)的水的蒸發(fā)和凝結(jié)現(xiàn)象，從中提煉科學(xué)原理。比如，在燒水時(shí)，水的溫度達(dá)到100℃沸騰后，會(huì)從液態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，散發(fā)到空氣中，在接觸到壺蓋后又會(huì)變成液態(tài)的水，因此壺蓋上會(huì)有水珠出現(xiàn)。另外，學(xué)生通過(guò)分析生活現(xiàn)象背后的科學(xué)原理，還形成了“科學(xué)在現(xiàn)實(shí)生活中無(wú)處不在”的觀念，為后續(xù)的綜合、深入探究做好準(zhǔn)備。同時(shí)，學(xué)生還在合作探究中形成了發(fā)散性思維，積累了生活中更多的類(lèi)似現(xiàn)象，比如用吹風(fēng)機(jī)吹干頭發(fā)的過(guò)程、冬天眼鏡起霧的現(xiàn)象、清晨的露珠等，進(jìn)一步豐富了學(xué)生的項(xiàng)目探究?jī)?nèi)容。這樣，在科學(xué)教學(xué)中滲透了工程項(xiàng)目探究、科學(xué)技術(shù)應(yīng)用等內(nèi)容，落實(shí)了STEM教育理念。

（二）設(shè)計(jì)合作探究實(shí)驗(yàn)，鍛煉學(xué)生思維能力

在STEM教育理念下，教師要設(shè)計(jì)完善的合作探究任務(wù)，鍛煉學(xué)生的思維能力。第一，教師要從現(xiàn)實(shí)生活出發(fā)，借探究任務(wù)，調(diào)動(dòng)學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生從生活中尋找和科學(xué)知識(shí)相關(guān)的現(xiàn)象，獲得深刻的科學(xué)領(lǐng)悟；第二，教師要滲透數(shù)學(xué)、技術(shù)、自然等知識(shí)，豐富探究任務(wù)的內(nèi)容，幫助學(xué)生靈活應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)科中的學(xué)習(xí)探究方法，完成科學(xué)探究，并利用信息技術(shù)搜集、整理資料，完成拓展學(xué)習(xí)，促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)綜合發(fā)展。

仍以教科版科學(xué)五年級(jí)下冊(cè)《水的蒸發(fā)和凝結(jié)》為例，在滲透STEM教育理念時(shí)，教師可以設(shè)計(jì)如下合作探究任務(wù)，激活學(xué)生的思維。

設(shè)計(jì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)，探究水蒸發(fā)的速度是否與水溫高低有關(guān)。教師為學(xué)生提供了100毫升的燒杯2個(gè)、溫度計(jì)2個(gè)、三腳架1個(gè)、石棉網(wǎng)1塊、記號(hào)筆1支、酒精燈1盞等器材，供學(xué)生選擇，要求學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)中常見(jiàn)的控制變量法等探究方法，通過(guò)控制水的溫度，觀察水蒸發(fā)的速度，探究水蒸發(fā)的速度是否和水溫高低有關(guān)。在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生合作設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)步驟：在兩個(gè)燒杯中倒入等量且溫度相同的水，并用記號(hào)筆在水面做好相關(guān)標(biāo)記；觀察并記錄溫度計(jì)中的量程和分度值；將點(diǎn)燃的酒精燈放置在三腳架下邊，并墊上石棉網(wǎng)，調(diào)整好酒精燈的高度，用酒精燈的外焰加熱燒杯，在燒杯中放入溫度計(jì)；采取控制變量法，只加熱一個(gè)燒杯中的水，另一個(gè)燒杯不動(dòng)，觀察兩個(gè)燒杯中的溫度計(jì)示數(shù)的變化，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

教師通過(guò)設(shè)計(jì)此任務(wù)，在科學(xué)教學(xué)中滲透了數(shù)學(xué)等學(xué)科知識(shí)，成功幫助學(xué)生利用數(shù)學(xué)中常見(jiàn)的控制變量法等探究方法，通過(guò)控制水的溫度，觀察水蒸發(fā)的速度，最終得出了科學(xué)結(jié)論。另外，教師設(shè)計(jì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)還滲透了數(shù)學(xué)課程中的“克”這一重量單位，安排學(xué)生做好實(shí)驗(yàn)積累，采取正確的方式稱(chēng)重40℃燒杯和80℃燒杯的重量，通過(guò)對(duì)比不同溫度下水減少的克數(shù)，判斷水溫對(duì)水蒸發(fā)速度的影響，在潛移默化中幫助學(xué)生鞏固了數(shù)學(xué)知識(shí)，促進(jìn)了學(xué)生的全面發(fā)展。

合作探究水蒸氣的凝結(jié)現(xiàn)象。教師為學(xué)生提供兩個(gè)燒杯、熱水、冷水、酒精燈、試管夾、秒表等器具，鼓勵(lì)學(xué)生合作設(shè)計(jì)完善的實(shí)驗(yàn)步驟，做好實(shí)驗(yàn)記錄，得出正確結(jié)論。經(jīng)過(guò)合作探究，學(xué)生將實(shí)驗(yàn)步驟確定為：準(zhǔn)備兩塊相同的玻璃片，用酒精燈加熱其中一片；準(zhǔn)備兩個(gè)燒杯，在燒杯中加入同樣多的熱水，其中一個(gè)燒杯蓋上冷玻璃片，一個(gè)蓋上加熱過(guò)的玻璃片；一段時(shí)間后，揭開(kāi)兩塊玻璃片，觀察玻璃片上是否有水珠，得出科學(xué)結(jié)論。

教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中全面滲透了數(shù)學(xué)等學(xué)科知識(shí)，要求學(xué)生在合作探究中采取繪制表格等方法，科學(xué)記錄燒杯內(nèi)外的溫度，討論和梳理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。最終，在小組力量推動(dòng)下，學(xué)生積極參與了實(shí)驗(yàn)探究，不僅掌握了繪制表格等數(shù)學(xué)思想和學(xué)習(xí)技巧，還提升了合作探究能力。

（三）組織綜合實(shí)踐活動(dòng)，拓展學(xué)習(xí)陣地

在STEM教育理念下，教師要組織綜合實(shí)踐活動(dòng)，拓展學(xué)習(xí)陣地，幫助學(xué)生在社會(huì)、生活中了解更多知識(shí)，獲得人文發(fā)展，樹(shù)立正確的價(jià)值觀。另外，教師要從培養(yǎng)學(xué)生的自主性出發(fā)，指引學(xué)生在實(shí)踐活動(dòng)中學(xué)習(xí)和利用信息技術(shù)，掌握多學(xué)科的探究技能，形成綜合素養(yǎng)。

以教科版科學(xué)五年級(jí)下冊(cè)《水的蒸發(fā)和凝結(jié)》為例。在本課的教學(xué)中，教師可組織實(shí)踐活動(dòng)，帶領(lǐng)學(xué)生走進(jìn)大自然，觀察自然界中的云、霧、雨、雪等，思考它們是如何形成的，和水蒸氣的凝結(jié)有關(guān)系嗎？另外，教師還鼓勵(lì)學(xué)生利用電子設(shè)備，以拍照、錄像的形式記錄自然界中的各種現(xiàn)象，準(zhǔn)備完善的實(shí)踐素材，然后再以小組合作探究的形式深入探究，得出科學(xué)結(jié)論。

教師設(shè)計(jì)的這項(xiàng)實(shí)踐活動(dòng)，滲透了自然工程、科學(xué)技術(shù)等知識(shí)，成功調(diào)動(dòng)了學(xué)生的實(shí)踐積極性，豐富了學(xué)生的課余生活，讓學(xué)生在課下自行利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，篩選和整理資料，并以小組合作探究的形式討論資料的價(jià)值，從中汲取豐富的知識(shí)，總結(jié)自然界中風(fēng)霜雨雪形成的原因，最終構(gòu)建了完善的知識(shí)體系。另外，教師還設(shè)計(jì)了實(shí)踐分享課，鼓勵(lì)各組上臺(tái)展示本組的實(shí)驗(yàn)成果，安排1～2名學(xué)生做實(shí)踐匯報(bào)，教師和其他小組的學(xué)生則作為評(píng)委，實(shí)現(xiàn)了各組之間的交流和分享，使實(shí)踐活動(dòng)圓滿(mǎn)成功。

三、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中應(yīng)用STEM教育理念，具有積極的價(jià)值，可以整合科學(xué)知識(shí)，實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科教學(xué)，還可以實(shí)現(xiàn)實(shí)踐和創(chuàng)新教學(xué)，拓展教學(xué)陣地，鍛煉學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。教師要深刻領(lǐng)悟STEM教育理念的內(nèi)涵，采取項(xiàng)目教學(xué)法，確定項(xiàng)目探究主題，細(xì)化教學(xué)目標(biāo)。另外，教師要科學(xué)設(shè)計(jì)合作探究任務(wù)，在任務(wù)中滲透STEM教育理念，鍛煉學(xué)生的思維能力。教師要站在促進(jìn)學(xué)生綜合發(fā)展的角度，組織綜合實(shí)踐活動(dòng)，將學(xué)生的學(xué)習(xí)陣地從課堂拓展到社會(huì)和生活中，通過(guò)整合生活和社會(huì)中的教育資源，幫助學(xué)生汲取多學(xué)科知識(shí)，靈活應(yīng)用不同學(xué)科的學(xué)習(xí)技巧，實(shí)現(xiàn)高效學(xué)習(xí)的目標(biāo)。

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