STEM+小学科学

陈浩宇

【摘 要】近两年来，在全球科学教育界都刮起了一股叫“STEM”课程的风潮。我国STEM教育也是遍地开花，很多地方开始尝试进行STEM教学。作为一名小学科学教师，我深深感到STEM教育在课程选择、材料准备、教学方式等方面较以往的传统科学教学有很大的改变，对于强化学生对知识的运用能力，引导学生动手动脑学科学，从而培养起浓厚的科学兴趣。

【关键词】STEM；小学科学课堂

一、STEM课程理念

STEM是科学（Science），技术（Technology），工程（Engineering），数学（Mathematics）四门学科英文首字母的缩写，其中科学在于认识世界、解释自然界的客观规律；技术和工程则是在尊重自然规律的基础上改造世界、实现对自然界的控制和利用、解决社会发展过程中遇到的难题；数学则作为技术与工程学科的基础工具。

学生利用四科知识处理遇到的各种问题。STEM教学理念注重对学生思维能力和操作能力的培养，更容易激发学生对科学和数学抽象学科的兴趣。从STEM教育的成果看，学生可以在科学教材的基础上，结合已经学到的知识，利用各种设备开展多项实验，进行科学真理探索。STEM教育产生之后，实际上就是面对未来时代的科学教育发展和趋势，面对未来社会的一个需要。

二、STEM教育意义

我们要看到学生个性化的存在，并且我们看到的是学生是一个完整的人。我们的学校教育产生之后，我们的学科是分立的，对老师来说，每个老师只管自己的学科；但是对孩子来说，一個孩子是学不同的学科，他每个学科都要学，那么这个人是完整的，那学科之间有许多交叉的东西，我们要看到一个学生作为一个完整的人的存在。STEM教育的提出也是作为这一目的来存在，STEM教育特别提倡个性化和创造力的发展，同时也特别提倡学科之间的整合和融合，锻炼了学生的思维能力，来保证他将来的可持续性发展。这是从整个教育改革的趋势来看，为什么会产生STEM教育。

三、STEM教育背景下，打造新型科学课

（1）课程综合化，整合四科知识，增强探究性

小学科学教材从简易的生活实验入手，分析周边的动植物、空气、水源以及各种材料，为学生提供了广阔的思考空间。教师可以立足于科学实验，将相关的数学知识、工程和技术融入其中，进行课程综合化整合，帮助学生建立起系统性的研究思想。

在《建高塔》教学内容是让学生探究不同结构建筑材料的特点，围绕如何使结构更加稳固开展设计与技术的教学活动。这是一个科学和技术交织在一起的案例，结构的稳固性中既有科学原理，又蕴含着工程设计和操作技术。在活动中，学生首先探索三角形和正方形的特点，尝试加固正方体和立方体，了解结构的对称性和稳定性，理解三角形是一种稳定的结构，理解结构的稳固性与结构的形状、所用材料的材质、连接的方式等有关。最后通过设计和制作搭建建筑，运用三角形的稳定性，探索建筑物的稳固性。在这一活动中，学生不仅学习了数学方面关于几何形状的有关知识，还学习了工程方面关于结构材质、连接方式等知识。

（2）以“儿童立场”为基，培养学生综合学科知识思考问题的能力

小学科学课程标准提出：学生才是学习科学的主体。因此，我们必须站在儿童的立场来思考，他们需要的是怎么样的科学课，怎么来打造符合他们年龄特点又富有趣味的科学课。教师应通过科学家发展真理的过程，为学生讲解科学研究的意义，突出科学家的品质，让学生获得感悟。例如，在“动植物繁衍后代”的教学过程中，教师以生物学家达尔文为例，向学生展示达尔文发现“进化规律”的过程，让学生体会科学的奥妙和研究的艰辛。

在STEM课程选择上，教师应该给予学生更多的选择权，同时教师也应该从生活中遴选最恰当的最适合儿童探究的活动主题。有的STEM项目还把教育内容游戏化，将基于探索和目标导向的学习嵌入游戏中。比如，《做一座纸桥》的活动中，学生就好像在游戏中完成学习任务。在游戏开始，学生可以拥有更多的自主选择权，他们可以选择自己的合作伙伴，可以选择合适的材料，甚至可以选择自己喜欢的桥的样式。正因为孩子拥有了那么多选择权，学生在探究中才更投入，活动效果才会更佳。

（3）学科整合，增强对数学知识的运用

数学知识是开展科学研究的基础知识，将数学知识运用到科学教学中，增强学生对数学知识的运用能力。在教学中，学生对知识的用途认知不明，常常按照公式进行生搬硬套，进而出现错误，科学课堂应该针对学生的弱项进行补救，让学生在应用中体会数学知识。例如，在“地球自转引起昼夜变化”的章节中，教师为学生讲解地球的自转速速和路程，引导学生采用数学知识进行简单计算，既可以考察学生的数学能力，又可以完善科学的教学内容，引发学生进行判断猜测昼夜形成的原因哪个才是正确的。

（4）课堂联系实际，拉近科学课程与现实的距离

小学科学教材中列举了很多现实生活中的事物，但这些内容多为引导部分，与教材知识的运用有着差距，降低了学生对科学知识实用性层面的认知。因此，教师应该将科学课程知识内容与生活中的技术、工程进行联系，让学生深入了解这些基础知识的价值。例如，在“气体压缩有弹性”的课题中，教师可以举出自行车胎、气垫的生活实例，让学生体会气体的力量，让学生进行自行车打气实验，在打气过程中深入感受气体的内在力量。课堂与实际生活的紧密联系将为学生提供理解现实问题的新角度，不断激发个人智慧，成为有创造力的人。

STEM教育为小学科学教学提供了新的方向，更新了科学教学理念，增加了对学生创造和探究能力的培养力度，对学生的成长有着重大意义。但是要真正发挥STEM教育的长处，科学教师还应该多下功夫把科学、技术、工程、数学这四种色彩，交织在一起，融合在一起，才能织出绚丽的画卷。 【参考文献】

[1]黄晓，李扬.论STEM教育的特点[J].江苏教育研究，2014（15）

[2]李宁，郭明.用生活的眼睛发现科学——谈小学科学课如何提高小学生的科学素养[J].中华少年，2017（28）endprint