论STEM教育在小学科学教学中综合素养的培养

【摘要】2017年2月教育部正式印发《义务教育小学科学课程标准》，课标里的课程内容新增了技术与工程内容，在实施建议部分，也明确提及学科关联建议。其中言明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。本文就从这四个方面来阐述STEM教育在小学科学新课标实施过程中综合素养的培养。

【关键词】小学科学课程标准 STEM教育 综合素养

【中图分类号】G623.9 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2018）32-0144-02

2017年2月教育部正式印发《义务教育小学科学课程标准》，课程内容方面增加了技术与工程领域，对技术和工程学及社会与环境方面责任认知的培养有了新的要求。在教学建议方面则倡导跨学科学习方式：科学、技术、工程与数学，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。

STEM 教育的出现源于美国对科技人才缺失的反思。他们试图通过STEM 教育使中小学生具有STEM 素养，为他们有志于从事科技创新，具备科技创新素养奠定基础。因此，世界各国把STEM 都提高到国家战略的地位，开始积极推动和实施STEM 教育。同样，我国也把STEM 教育放入小学科学课程的实施建议之中。

小学科学课程是一门基础性课程，新课标指出：早期的科学教育对一个人的科学素养的形成具有十分重要的作用。STEM 教育的优势在于它培养学生的综合性素养。STEM 教育在内容上，通过运用科学、技术、工程和数学四个学科的知识，综合形成学生的STEM 素养。

一、科学素养

科学素养是旨在使学生掌握科学知识、科学规律，形成科学精神。例如，小学科学四年级下册第二单元“新的生命”，STEM 让学生初步了解植物体和动物体的主要组成部分，同时建立起生命体、生命周期、繁殖的科学知识概念，知道动物和植物都能产生后代，使其世代相传，物种得以延续的科学規律。STEM 通过种子发芽和青蛙卵孵化等科学观察日记培养学生认真细致、坚持观察的科学态度，还培养学生能根据有关特征对生物进行简单分类的科学分析能力。

二、技术素养

技术素养指向学生掌握、运用、评价和发明技术的能力。例如，小学科学五年级上册第四单元“运动和力”，学生通过学习了解物质的基本性质和基本运动形式，通过实践运用认识拉力、重力、弹力、反冲力和摩擦力，知道了物体的运动、力的作用。课标指出：物质世界这部分应该充分体现与技术的关系。STEM 引导学生探究运动和力的科学概念时，还注意进行技术教育：按要求组装实验器材（掌握）、寻找自行车上好的设计（运用、评价）、设计制作小赛车（发明）。

三、工程素养

工程素养指对技术的工程设计与开发过程的理解、技术的评价与反思。课标指出，要让学生知道人工世界是设计和制造出来的；意识到使用工具可以更加精确、便利、快捷；知道设计包括一系列步骤，完成一项工程设计需要分工与合作，需要考虑很多因素，任何设计都受到一定的条件制约。例如，小学科学六年级上册第一单元“工具和机械”，STEM 将准备丰富的实验材料使学生有机会对各种简单机械杠杆、滑轮、轮轴、斜面进行实验，给学生创造实践的机会，包括设计和制作一些简单装置，并对其进行观察和加以解释。STEM引导学生认识机械的各个部位，比如说，常见的交通工具自行车，了解他们各自的功用，尝试着解决生活中的实际问题。

四、数学素养

无论是科学、技术和工程都离不开数学，数学是掌握科学、技术和工程设计的工具。在这个意义上，数学素养是根基。它要求学生掌握数学知识、数学定理，能够进行数学运算，具有数学推算的能力。例如，四年级《天气日历》中天气变化的记录，以及用气温记录绘制气温柱状图。五年级《摆的研究》要记录15秒内摆的摆动次数，还要计算其平均值。六年级《形状与抗弯曲能力》需要比较各种形状所承受回形针的数量多少，来得出抗弯曲能力最强的形状。

小学科学中长周期的观察活动和工程技术类活动，对于提升学生的综合素养具有非常重要的意义。因此，教师充分挖掘教材内外的相关内容和资源，引导学生参与实践活动，让学生体验“实践”的快乐，爱上动手尤为重要。STEM 教育是知识、方法、技能、能力、态度等多元素的综合。没有科学知识为基础就不会有技术的创新。技术的创新没有态度和情感的引导，缺少创新的动力和创新的价值。所以，STEM 素养既不单指知识，也不单指创新能力，而是知识、技能、能力、情感等因素的综合。此理念正符合小学科学课标里课程目标的内容。

作者简介：

余婷（1979年9月-），女，汉族，湖南长沙人，本科，小学二级教师，研究方向：小学科学教学实践。