STEM教育助推小学科学课堂高效学习

朱颖泉

近年来，STEM教育实践在中国如火如荼地开展。从客观方面，缘于国家层面的积极推动，如中国教育科学研究院发布《中国STEM教育白皮书》，2017 年教育部公布的《小学科学课程标准》也倡导跨学科学习等。从另一方面讲，STEM教育本身基于其项目学习、技术工程实践探究以及跨学科整合等特点，能更好地促进学生的思维发展，提高课堂学习效率。接下来，我结合自己的实践，主要谈谈STEM教育在小学科学课程中如何提高课堂的学习效率。

一、基于项目学习，激发学生学习热情

科学课堂，应该是富有探究性、趣味性、学生积极投入的课堂。但是在教学中，我们有时会发现，学生对于科学课堂缺乏热情，在课上提不起精神。学生的学习的热情也许在之前一节节沉闷的科学课中消磨殆尽。而STEM教育，能极大地改善这样的情况。STEM教育比较突出的一个特征是基于项目、问题的学习。项目、问题的学习最早在应用于大学的医疗课程教授，在某种程度上，能极大地促进学生将已有知识相结合，以创造性的思维去解决问题。教师以“明确的结果”为目标导向，以“模糊的任务”为过程驱动，引导学生自主去尝试解决问题，激发学生的学习热情。

在项目的设立方面，我们应从生活方面、学生的知识层面、解决的难度方面等进行考虑。在自编课程《桥梁工程师》中，我这样引导学生确立明晰要学习的项目内容，“在生活中，我们经常会见到各种各样的桥梁，如果让你来做一个桥梁工程师，你会设计怎样的桥梁呢，请同学们先查阅关于桥的相关知识，然后小组合作，现在设计单上设计出你们想制作的桥梁”。当听到设计制作桥梁时，每一位学生都给予了足够的关注度，做一回“桥梁工程师”让学生感受到新颖，设计制作桥梁，让学生觉得学习内容很有挑战性。

以生活中常见的桥梁作为学习的项目，贴近学生的生活，易于学生开展学习;通过先前对桥梁知识的查阅了解，让学生在生活经验基础上加深对桥梁的认知，避免了学生闭门造车、天马行空的胡乱设计;设计制作心目中的桥梁，这个项目的学习难度对于小学高年级段的学生来说，也是比较适中。最主要的是，以项目的学习，学生在科学课堂的学习热情能很好地激发，对于学习的学习效率，有很大的促进作用。

二、融合工程实践，提高学生探究能力

在现实生活中，项目的学习、问题的解决都是比较困难的，需要学生用知识和动手实践相结合去解决。如何引导学生有效地将知识和动手能力整合？将工程实践融合进小学的科学教学，我觉得是不错的方法。工程实践的主要特征是运用多种技术和数学方法，形成系统化的解决方案。将工程实践的理念应用到小学科学的教学，能帮助学生建立系统化解决问题的思路，能极大地提高学生解决问题和探究的能力。我将课堂中的工程实践分为几个步骤：确立项目——设计方案——制作尝试——交流改进——总结分享等。在这几个环节中，都需要学生投入时间去探究研究，在小组协作努力下，学生主动探究，积极行动，在环节突破中不断提高自己的探究能力。

在STEM课程《桥梁工程师》中，学生查阅资料后，小组进行合作，一起设计桥梁。通过一节课的时间，每个小组都设计好了自己小组的桥梁，有斜拉式的桥，有梁氏桥，还有拱桥等。每个学生都将自己的想法分享给组员，提出了自己的合理建议。每个小组根据自己组的桥梁设计图纸进行制作，组内分工明确：有的同学进行打结，有的同学进行协助，有的同学进行材料准备，大家都是全身心地投入其中，在小组的共同努力下，同学们完成桥梁的制作。完成桥梁的制作后，我引导学生进行全班交流，“大家觉得可以从哪些方面对我们制作的桥梁进行评价呢”。学生提出可以从：制作难度、实用性、材料成本以及美观性等方面。我将准备好的评价表下发给各组，让学生对其他小组的桥梁进行评价。

在小组设计过程中，学生的设计能力得到发展;在制作环节，小组的合作能力、学生的动手能力得到锻炼;在交流评价环节，学生的表达交流、评价能力得到促进。在一系列的活动中，学生像科学家一般去思考和行动，主动性明显提高，大大地促进了探究能力的发展。

三、跨学科整合学习，促进学生知识掌握

作为教育者，我们都有这样的感受，“不管是何种教育，很大程度上是为帮助学生对知识的掌握，提高他们运用知识去解决问题的能力”。但是我们在很多方面发现，学生知识的掌握与在社会中的应用发生了一个很大的脱节。如何将课堂学习到的知识运用于生活问题的解决，帮助学生更好地掌握所学知识呢？STEM教育给我们很好的启示。

STEM教育的另一个明显特征就是跨学科整合學习。跨学科不是简单地将“科学”“技术”“工程”“数学”等知识放在一起教授给学生。项目解决包含的不同方面知识需求，这时就需要教师将多个学科的知识进行整合，进而催生出了跨学科整合学习。在科学课堂中，跨学科整合不仅仅是科学方面的知识，还可能包括数学知识、人文环境、艺术等方面的知识。就是在解决问题、工程实践的过程中，学生主动运用多个方面的知识来帮助自己达成目标。

在《桥梁工程师》课程中，科学、数学、艺术等方面的知识得到有效整合运用。如在设计桥梁时，需要呈现出来的是完整的设计稿，学生需要考虑桥梁的科学性和美观性，这时科学和艺术的相关知识就能得到运用;在制作桥梁时，需要计算所用的材料数量、长度等，这时学生就会运用到数学相关知识。通过项目的学习、工程的实践，学生自主运用知识去解决问题，就是在用的过程中，学生在意识层面就加深对知识的理解和掌握。

小结

在《桥梁工程师》课程中，我利用三节课的时间，和学生完整地体验了一回“桥梁工程师”。在时间安排上面：第一节课，主要是“项目确立”和“设计桥梁”;第二节主要是引导学生利用材料“制作桥梁”，完成作品;第三节课是“交流改进”和“总结分享”环节。在这三节课中，始终以“桥梁”为项目导向，通过工程实践进行探究，以有效的知识整合来帮促进学生知识掌握。在整个学习过程中，学生学习热情高，主动探究意识强，合作精神佳，知识掌握好，学习效率大大提高。所以将STEM教育融入小学科学教学是非常值得实践的。

【作者单位：苏州工业园区娄葑实验小学  江苏】