stem理念下的小学科学课教学设计的研究

张 宝 宋海霞

（甘肃省武威市凉州区四坝镇九年制学校，甘肃 武威）

Stem教育在国际上已备受关注，但在中国发展较为滞后，处于初级阶段。2016年中国教育部出台的《教育信息化“十三五”规划》首次提出stem教育模式。2017版的《小学科学课程标准》在教学建议中提出：“倡导跨学科学习方式”。即使在中国的发达地区，stem教育也并没有进入常态的课程与教学中。目前stem教育还仅局限于少量的创客教育和非正式教育中。而在学校科学课程层面，教师对stem教育的了解少之又少，甚至很多教师都没有听说过stem或steam教育，更不要说去开展了。

2017版的《义务教育小学科学课程标准》中明确提出：“倡导跨学科学习方式。科学（science）、技术（technology）、工程（engine）与数学（math），即STEM，是一种以项目学习、问题解决为导向的课程组织方式，它将科学、技术、工程、数学有机地融为一体，有利于学生创新能力的培养。科学教师可以尝试运用于自己的教学实践。”但由于种种原因，学校在课程设置、教材开发、资源建设、师资培训以及学习空间建设等方面都很欠缺，我们很有必要将stem教育理念融入科学教学中，以提高学生的综合科学素质。

笔者经过一年的研究，将stem理念下的小学科学课教学设计途径总结如下：

一、研究国际上已有的stem优秀课例，可以挑选一些适合学校开展的课例加以利用

例如：现在流行的3D打印，计算机编程，乐高机器人项目等。但对于农村学校来说，由于经济条件、学校场地和教学器材等的限制无法开展项目。但是我们可以挑选直接引用像《制作微型雪橇》这样的stem优秀课例，这些课例运用stem跨学科学习理念，设计制作雪橇的活动，探索纸板、木板等不同材料对雪橇性能的影响。

二、根据学校当地的实际情况对现有课例进行改造，改造成可以实际操作的stem课例，尝试利用科学课时间开展stem案例的实践研究

比如科教版的四年级课文《做一个指南针》《食品包装上的信息》五年级的《做个太阳能热水器》等。特别是六年级《桥》的教学设计：我们可以引导学生利用身边的吸管、报纸、纸板、胶带等便宜又好找的材料，让学生根据所学知识，设计造桥方案，合作制造纸桥梁，然后进行测量记录和承重计算，最后进行大比拼和互相点评。在这样的课例中，工程问题被重申，学生一起判断解决各个工程环节时需要什么，他们勾勒出计划之后，就可以通过工程过程来有逻辑地解决问题。

我们研究发现stem课堂的特点：教师提出一个真实的问题，让学生组成探究小组开展研究，学生在研究过程中学习老师提供的知识储备，并尝试进行数据搜集、分析，然后设计、测试并且改进一个技术方案，与同伴一起交流设计，并付诸行动，最后研究出成果。在stem的学习情境中提升学生的设计能力与问题解决能力。

三、根据学生的认知水平和学校现有的资源自己设计新的stem课例

2017版的《小学科学课程标准》指出：“学具的设计，应为学生提供手脑并用、解决问题的机会。学生身边易获取、成本低的材料是科学探究的首选学具，它是对正规生产的学具的必要补充，鼓励教师收集和自制学具，为学生的探究活动提供物质条件。”例如：农村地区，经济落后，但自然资源丰富，各种材料可以充分被利用，如因地制宜开展植物种植，动物观察等stem活动非常容易，特别是像开展材料、结构、植物解剖等活动。如：利用农村易获取的材料萝卜和竹签建高塔，研究结构学，学生利用科学知识，进行工程设计，技术规划和数学立体建模搭建高塔。这样有趣的活动可以激发学生探索科学的兴趣、培养学生的创新能力和团队精神。

四、将stem理念渗透在平时的教学中，从而全面提高每一位学生的科学素质

在现行的科学教学时，特别是在小学低年级的教学中，由于学生的认知水平、动手能力的限制，许多课例不可能完全将stem理念运用于每一个课例之中。但我们可以将跨学科理念融合于教学中。stem教育具有情境性特征，它不是教授学生孤立、抽象地学习知识，而强调把知识抽提并作用于丰富的生活，让学生获得将知识进行情境化应用的能力，同时能够理解和辨识不同情境，根据知识所处背景辨识问题本质，并灵活解决问题。

五、利用stem理念开展科学社团活动、科学兴趣小组活动等以提高学生的综合素养

以stem理念开展的科学活动，整合了学生所学的各类知识，打破了学科界限，充分挖掘学生的个性潜能，为学生提供了多元发展的路径和空间，开阔了学生眼界，陶冶了学生情操，发展了学生特长。例如：学校开展科学节，让学生展示他们的科学发明，科学作品等，有效补充课堂教学的不足。

stem理念的小学科学课堂，强调真实的学习情境，强调学生的实践活动、团队合作，强调学习结果的开放及对创新的鼓励，最终达到知识的融合与能力的提升。除了科学素养、技术素养、数学素养、艺术素养及工程素养的提升外，学生还将获得适应能力、社会交流能力、自我管理能力等社会情绪能力的发展。Stem理念下的小学科学课教学设计将大有可为！