浅谈STEM课程理念下小学科学教学

彭晓辉

【摘 要】2017年颁布的《义务教育小学科学课程标准》倡导跨学科学习方式，强调科学课程与其他并行开设的课程相互渗透，倡导探究式学习，保护学生的好奇心和求知欲等，这些和STEM课程理念有共同之处，把握新课标与STEM课程理念的契合点，能有效促进小学科学教学的深入开展。

【关键词】STEM；理念；新课标；教学

2017年颁布的《义务教育小学科学课程标准》（之后简称“新课标”）指出，科学课程与其他并行开设的学科课程相互渗透，它倡导探究式学习，保护学生的好奇心和求知欲等。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、數学有机地融为一体，有利于对学生创新能力的培养。新课标和STEM课程理念有很多契合点，科学教师可以尝试运用于自己的教学实践，把握好这些契合点能有效促进小学科学实验教学的深入开展。

一、以问题为驱动，明确教学的目的性

STEM课程以真实问题解决为任务驱动，在实际中应用知识、获得知识，培养学生的问题解决能力、复合思维和创新思维。新课标强调做中学和学中思，通过合作与探究，逐步培养学生提出科学问题的能力。质疑是学习的起点，如果学生无疑可质，那么他就会失去学习的动力，学习也会变得目的性不强。在实验教学中，教师应激发起学生的疑惑，以问题为驱动力，明确教学目的。

上课时，教师可以通过一些生活现象，引发学生思考，从而确定实验的内容；实验前，教师应引导学生进行积极猜想保留问题，明确实验的目的性；实验后，教师要进一步问题引导，拓展课外知识，进一步激发学生的探究欲望，并实施探究。

例如，在教学“光是怎样传播的”时，教师首先通过PPT出示图片，接着引导学生质疑：看了图片你有什么科学问题要问？学生问题很多，如“光是怎样产生的？光是怎样射到物体上的？为什么会有影子？”等。教师归纳问题，确定本节课实验内容“光是怎样传播的”，然后教师先让学生猜想，并让小组设计实验验证猜想，最后得出“光是直线传播的”实验结论。但教师并没有停于此结论，而是在拓展课外知识（日食、月食的形成等）中进一步质疑：如何让室内照不到阳光的植物照到阳光，如何通过科学小制作避免教学楼道转弯角学生碰撞等问题。

当然，在教学中教师不能用自己的提问代替学生的质疑；不能为了做实验而提问，否则就失去了实验的目的和意义。

例如，在观察同一种材料构成的物体在水中的沉浮实验中，学生把胡萝卜放入水中，发现它是沉入水中的，而书本上却是说胡萝卜在水中是浮的，于是学生向教师提出该问题。如果教师不理会该问题，而是照本宣科地完成教学任务，就不会有课后师生进一步的实验探究，也就不会得出另一个科学实验结论：胡萝卜在水中的沉浮与它含水分的多少有关，新鲜的胡萝卜里面含有大量的水分，大于水的密度，所以沉于水中；教材中说的胡萝卜浮于水，可能是已放置一段时间的胡萝卜，水分已经蒸发了一部分，它的密度比水小，因此会浮在水面。

因此，有了问题，大胆假设，实验验证假设，才是我们做实验的真正目的。

二、以融合为视角，渗透多学科知识

STEM课程作为跨学科课程，其知识以整合的形式出现。教师要围绕某个涉及不同领域的大观念，将不同学科知识按照一定的课程逻辑进行整合，从而将分散的学科知识结构化。这种课程融合的视角，同样适合小学科学实验教学。新课标也指出，小学科学课程是一门综合性课程。强调科学课程与并行开设的语文、数学等课程相互渗透，促进学生的全面发展。因此，我们在实验课教学时也要注重与并行开设的其他学科的知识渗透。

例如，学生做种子发芽实验，教师应在实验前指导学生先了解一些其他学科的知识，如数学长度、重量单位之间的换算、比例、对照表格的设定等；语文的观察日记和报告的写法等。只有这样，才能保证实验数据的可靠性和实验结果的准确表达。

再如，“做框架”教学，该模块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。教师应先让学生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、连接的方式等有关知识。再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。

可见，教师在进行科学实验教学时，必须具备融合的视角，将各学科知识交织、融合在一起，才能织出绚丽的画卷。

三、以趣味为特征，增强学习的主动性

教育家皮亚杰说过：“儿童天生有较强的主动性，他们的活动受兴趣的影响很大，必须以兴趣作为先决条件才能开展有效的活动。”趣味性是STEM教育的核心特征。小学科学新课标指出，小学科学课程的安排与教学要考虑到儿童、知识、社会三方面的共同需求，将科学知识、科学本质、科学思想、科学方法等学习内容融入儿童感兴趣的科学主体中，创设轻松愉快的教学氛围。爱玩是孩子的天性，兴趣是最好的教师。在小学科学教学中，适当增加实验的趣味性，能够激发学生的参与兴趣，提高学生学习的主动性。

例如，在教学“像火车那样驱动的小车”时，教师没有局限于室场的实验教学，而是在讲完理论知识和实验室实验后，又把实验室拓展到了操场，进行通过气压形成水动力推动“火箭”升空的实验，这大大增加了教学活动的趣味性，让学生对本节实验教学了更深刻的认识。又如，在教学“溶解的快与慢”一课时，教师选择“吃糖游戏”，让学生通过吃糖来认识物体溶解的快慢和种种因素的关系，这大大增加了学生的探究热情，也让课堂变得轻松愉悦。

当然，增加实验的趣味性可以贯穿在实验教学的每个环节：如导入环节的各种激趣形式；实验内容的游戏化、情境化；实验过程的角色化、竞赛闯关化；实验后的生活化等。

四、以实践为手段，促进教学纵深发展

STEM课程的教学过程强调实践性，注重课程内容与社会实践的紧密联系。新课标指出，小学科学和综合实践学科一样，都是实践性课程。它注重从学生身边耳闻目睹的日常生活出发，通过学生亲身经历动手动脑等实践活动，了解科学探究的具体方法和技能，理解基本的科学知识，发现和提出生活实际中简单的科学问题，并尝试用科学方法和科学知识予于解决。可见，注重教学的实践性，能进一步推进教学的深入开展。

例如，在教学“热是怎样传递的”一课中，实验研究了各种材料的导热性能后，教师应把学习的自主权交还给学生，让他们去实践，如设计一个保暖杯，给家里的一些用具戴上“防护套”等，让学生把知识运用于实践，从实践中获得成功的喜悦，从而促进其进一步加强对知识的学习。又如在上一年级教学“给动物建一个‘家”时，教师并未担心一年级小朋友的动手能力，而是大胆地让孩子去实践，在完成设计后，教师接着要孩子们通过实验器材，动手给蜗牛宝宝搭建一个“家”，并给出了评价标准——谁家的蜗牛最先探出头开始活动，就评为“最温暖的家”。我们且不评论此评价标准是否十分合理，单看学生动手给蜗牛建“家”的过程就能使学生不但在学识上收获很多，而且情怀培养上也受益匪浅。

此外，我们平时开展的“科学小星星”活动，也是课内知识在课外实践的好例子。

读万卷书，不如行万里路。在动手实践中，教学内容能够得到纵深发展，学生的能力能够得到全方位的培养。

当然，STEM课程理念与新课标理念还有很多的契合点，只要我们深入挖掘并好好运用，就一定能为小学科学实验教学插上腾飞的翅膀。

【参考文献】

[1]教育部.义务教育小学科学课程标准[M].北京师范大学出版社，2017版

（本文是“广州市中小学中等职业学校深入推进STEM课程实施”专项研究课题——《在农村小学科学教学中运用STEM课程理念与方法的策略研究》（编号：GZJY2017-130）的研究成果）