STEM 教学在小学科学课程设计中的实践探索

谭大勇

（贵州省遵义市湄潭县永兴镇茅坝学校，贵州 遵义 564101）

从小学阶段利用现有的教材和师资开展STEM 教学，有助于促进学生的全面发展和进步，还可以为国家发展储备优秀的人才。本文作者基于对STEM 教学的重视，立足人才培养的发展方式，以实例分析STEM 教学的重要性。

一、STEM 理念概述

STEM 教学是 Science、Technology 、Engineering 和 Mathematics 四门学科的首字母的缩写，分别是科学、技术、工程、数学。这个词由21 世纪美国国家科学基金会引入并广泛使用，美国国家基金会对STEM 进行理论明确的定义，强调了STEM教学是综合学科，以学科之间的关联性为导向，注重对学生多元化的培养，以此为方向促进学生的发展，属于有明确规划的自我发展的体现。

二、STEM 教学在国内外的发展情况

STEM 教学在国外应成熟，尤其是在美国的发展已经非常良好，不管是理论教学还是实际经验的分享都有已经取得了非常优厚的成果，在理论上也积累了非常丰富的经验，但是国内的STEM 教学引入不久，起步比较晚，在理论研究上和实践经验上都比较缺乏。但是在新时代下人们对STEM 教学的重视程度不断增加，关于STEM 教学的理论翻译量也不断增加，即使在这种情况下，国内关于STEM 教学的著作还是非常少，所以对STEM 教学的研究，对于促进小学科学课程的理论研究有非常现实的意义。

三、STEM 教学在小学科学课程中的运用

（一）探究性教学

探究性是通过探究未知现象来对未知现象做出合理的解释，并且通过发现目标，收集相关数据且保存数据，分析结论解释结论得到结果的过程。这个流程可以成为探索的整个过程，通过对学生自身的探索让学生切身了解到探究型教学的整个模式，从提出疑问开始，到得出结论为主，让学生深刻意识到问题本身强化学生的探究能力和解释能力。如学生在学习《植物的生长变化》这一课程的时候，课程中关于牵牛花的生长，牵牛花的茎，在一个晚上可以长出5~6CM，但是如果种下的草粒，即使过去一个星期也没有很明显的变化，于是引导学生们对这个问题开始思考。植物生长需要的作物，以及会受到什么的影响。因此采取控制化肥、水量、日照等因素，采取对照组对不同的环境下的牵牛花进行观察研究，分析不同牵牛花之间的长势，分析、请教存在差异的原因，可以查找资料或者是请教老师，通过不同的途径得出最后的结论[1]。

（二）验证型教学

验证型教学是学生利用已经得到的结论，以这个结论的规律和方式验证结论，整个过程为明确验证问题，设计解决问题的方案、完善设计方案并且施行方案，分析方案数据，反思验证结果和试验过程。验证型教学的模式是在已知结论的基础上，再次进行推理和验证，提升学生在这个过程的逻辑、理论能力，让学生明确对已知定律的推理过程，再次推翻已知知识，采取试验方式验证已知问题结论，运用这个流程可以让学生学会这个推导过程，并且打下坚实的基础。如学习《电磁铁的磁力》这一章节的时候，电磁铁和正常磁铁一样，具有吸引力。但是电磁铁为什么有磁力，针对这个疑问，对电磁铁进行拆除、分解，安装，在这个过程中发现如果电磁体不通电的话，就不会产生磁力。于是尝试确定在有电的情况下电磁体的磁力大小，通电之后发现电磁体的磁力超过一般磁铁，而且电磁上接触电磁正负极方向不一样，根据接触方向不一样，电磁铁的磁极也会发生变化。因此学生发现了电磁体磁力的来源、大小。

（三）创造性教学方式

创造型教学方式，是学生将学习到的STEM 知识融合到一体，综合用来对物品进行创新设计，或者是创新的物体。创造性教学要融入情境教学，创新理念、分组协作、产品制造且验证、物品改进和反思的一系列过程。整个过程可以提升学生的创新能力，为学生的创造力提供了一个良好的发挥场所，学生可以尽情开动大脑，发挥学生的想象力。如学习《保温杯的设计制作》中，学生利用自己学习过的知识，从想象开始制作保温杯，要想让制作的保温杯保温，需要细化细节部分，利用真空隔热的理念来满足保温杯的保温性能，防止热量流失造成不保温的效果[2]。学生在自行设计的时候，可以选择多种方式来保温隔热，也可以选择使用设计新的方式，如利用太阳的折射或是反射来对保温杯加热，还可以设计加热设备，利用酒精或者是电能等，让保温杯具有保温效果。

（四）动手型教学模式

动手型也可以称为制造型教学，让学生把学习到的理论知识，对已经有的产品进行生产和改造，以此来达到STEM 教学。如《生态》课程学习的过程中，教师可以引导学生，引入到生态圈中，培训学生掌握设备，模仿制作，讲解其过程，改进产品等。带领学生制定生态瓶，对生态瓶详细观察的同时还要协调生态瓶的内部环节，通过教师的引导，教会学生学习生态知识，同时体会到生态的脆弱性和宝贵性。

STEM 教学新型的教学方式，在新时代迅速得到广泛的认同感，由于其融合科学、技术等为一体的新型教学方式，可以为国家教育培养出具有高素质的人才，同时还具有非常好的优势，如培养STEM 人才，满足国家发展对复合型人才的需求等。