STEM教育理念对小学科学教学的启示

王智红

【摘要】STEM教育具有整合性、体验性、探究性、合作性等特征，对培养学生创新精神和实践能力将起到重要作用，也给小学科学课程改革提供了新思路和方法。本文概述了STEM教育的起源、发展与特征，分析了当前小学科学课程教学的问题与困惑，并提出我国小学科学课程教学改革的几点思路。

【关键词】STEM教育 小学科学教学 启示

青少年科学素质的培养关系国家未来科技及社会发展水平，STEM教育打破了传统分科教学中学科间的界限，为小学科学教育改革提供了全新的思路和方法，受到世界各国的广泛关注。近两年正迅速融入我国的小学科学教学。

一、STEM教育的起源与发展

STEM教育是20世纪80年代初美国政府为解决科技人才培养的瓶颈提出的。1986年，美国国家科学委员会发表了《本科的科学、数学和工程教育》，被视为STEM教育的开端。20世纪90年代初，美国国家科学基金会最先使用了SMET，后来被STEM取代，代指科学、技术、工程和数学课程。

进入21世纪以来，STEM教育得到了美国政府的大力支持，美国国会、美国四院联合体、美国国家科学院、美国国家工程院等相继出台了一系列国家层面的报告，政府下拨专项经费培训STEM师资，切实支持STEM教育的发展。2009年，美国州长协会发布《成功的K-12阶段STEM：确认科学、技术、工程和数学的有效途径》，明确了在中小学实施STEM的计划，使得STEM教育贯穿于K-12教育（从幼儿园到高中）全过程。

STEM教育理念一经提出，得到了世界各国的关注与响应。英国、日本、加拿大、以色列等国家开展了一系列项目和计划，通过整合多种社会资源、改革课程教学、培训STEM教师、开设网络课程与研修项目等方式，开展综合性跨学科的STEM教育，推动公民创新能力与实践能力的培养。

二、STEM教育的特征

STEM教育是科学、技术、工程和数学（Science，Technology，Engineering and Mathematics）四个英文单词首字母的缩写。四个英文单词分别代表了四门独立的学科领域但跨学科、整合性是STEM教育区别于传统的分科教育的典型特征。目前，世界各国学者对STEM的教育概念理解还在不断深化完善中，我们可以归纳出STEM教育的几个特征。

（一）整合性

整合性是STEM教育区别于传统分科教学的核心特征，在运用学科知识解决实际问题时，STEM教育强调各学科有目的地融合。因此，在授课过程中，要求教师打破传统的学科内容框架，跨越学科间的界限，用整合的方法进行教学，利用各学科之间相互关联的知识，从不同角度解决问题。

（二）体验性

在教学方法上，STEM教育将工程设计的思想融入教学中，学生通过参与高质量的体验性学习活动，完成知识的学习与建构，并提升个体对知识的认知深度。

（三）探究性

STEM教育一般以项目实施为基础，其过程遵循提出任务、设计项目方案、动手操作、交流反馈等环节，学生作为项目的设计者，在解决项目问题的过程中探究科学知识的生成、培养科学思维、科学品质和创新能力。

（四）合作性

STEM教育注重群体协作。学生完成项目任务的过程离不开教师、同学、家长，以及企业家、科学家等社会力量的帮助，在与他人合作交流的过程中相互帮助、相互启发，多角度获取信息，最终完成项目并获取知识。

三、我国STEM教育的现状

我国的STEM教育处于起步阶段。2015年9月，教育部发布了《关于“十三五”期間全面深入推进教育信息化工作的指导意见》，建议学校探索STEM教育新模式。2016年1月19日，国家教育部颁布了新版《义务教育小学课程标准》，在实施建议中，明确提出了跨学科的STEM项目学习方式，并鼓励科学教师运用于教学实践中。

自2015年以来，STEM教育得到了我国教育界的关注。2015年，上海举办了两场STEM教育有关的活动，吸引了600余所中学参与探索STEM教育课程。上海、北京和江苏省、浙江省部分学校率先引入STEM教育理念，进行STEM教育课程的开发与探索。2016年1月，“上海STEM云中心STEM课程黄浦基地”正式成立，目前正在进行的STEM教育课程的开发与案例研制。2016年3月，江苏省有26所学校首批试点了STEM教育教育项目，旨在培养学生的创新精神和实践能力。

四、我国小学科学教育的问题及困惑

自2001年全国基础教育课程改革以来，我国小学科学教育在培养学生科学思维、科学探究能力等方面取得了显著的成绩，但由于应试教育的影响，仍存在诸多问题。虽然提出了探究式学习的理念，但教师关注的目标仍然高效地将知识传授给学生，而学生作为知识的接受者，并未真正体验到知识生成的过程。

科学课标中对各领域的主要概念均有详细的说明，其内容体系仍依照传统的分科教学，知识点之间的逻辑关系也局限于学科范畴，没有很好地体现学科之间的融合。各省市、各学校在编制教材、设计课程时仍然以知识传授作为核心目标，其他维度的目标也都是围绕知识目标进行设计的。如何突破以知识内容为取向，真正实现跨学科、综合性、探究性，成为我国当前中小学科学教育亟待摆脱的困惑。

五、STEM教育对我国小学科学教学的启示

STEM教育在我国尚属新兴领域，还未形成完整的理论体系和操作模式，国外STEM教育的成功经验和教学模式，值得我们借鉴。

（一）整合课程设置，实现跨学科学习

STEM教育是一种基于项目的体验式学习，在课程设计、课程组织方面，实现了跨学科学习的重大突破。我国目前的小学科学教育多采用分科教学模式，即生物、物理、化学等学科内容分别由不同教师负责授课，各学段、各单元之间学科界限清晰，并未真正考虑到学科之间的联系。STEM教育中基于项目的学习模式为我们整合小学科学课程提供了好的参考，各地市教育部门、各学校组织专门人员，应在认真研读科学课程标准的基础上，结合当地资源特点，打破学科界限，开发、编写、研制适合当地教学实际的科学教材，实现跨学科学习。

（二）精心创设情境，体现课程的实践性

STEM教育以项目的设计与实施为载体，在解决实际生活问题的过程中，使学生获取学术性知识。我们在开展小学科学课程教学时，要在分析学习者特征、前概念水平和学习资源的基础上，精心创设情境，从社会生活中找问题，从学生身边找问题，开启学生思维，激发学生兴趣，问题的设计旨在还原知识在生活中的运用，使学生在解决问题的情境中开始知识的主动学习和建构。

（三）引入工程设计的方法，培养学生科学探究能力

STEM教育引入工程设计的原理，教师提供关于某主题的背景信息，或完成该主题的模糊任务，各小组学生利用学习资源，运用多学科的知识和技术，自主提出问题，设计项目方案，在项目任务的完成过程中实现学习过程。因此，小学科学教师在实施探究教学时，应借鉴基于项目的STEM学习模式，进行课堂教学改革与创新，最大程度发挥学生的潜能，使学生在科学探究的学习活动中实现知识的获得与探究能力的提升。endprint