基于STEM的小学科学教学活动设计与实践分析

陈新平

摘要：STEM教育重点是在小学科学教学过程中，增强学生对跨学科知识的综合能力，培养学生的科学素养。对于小学科学教学活动中发现的现象：缺少多学科知识间的整合，教学过程生搬硬套，忽略学生的探索能力和实践能力。本文从“提出问题—科学研究—工程设计—评判交流”四个教学环节的设计以及案例分析，来深入的研究与探讨STEM的教育理念和小学科学教学实践的有效融合。

关键词：STEM教育;小学科学;科学素养;教学设计

引言

新时期的小学科学教育，将侧重点放在小学生的科学素养形成以及综合能力发展上。这将对该课程的教学活动设计以及相关实践形成直接的影响，促使其作出相应的变革。而STEM教育就是对其教学变革的尝试。

一、发现问题

STEM教育的宗旨在于在教学过程中，提高学生对多学科之间的知识的整合能力。小学科学课程是以培养学生科学素养为目的的一门学科，在实际的小学科学教学活动过程中，发现以下问题：（1）缺少多学科知识间的横向联系;（2）教学环节的设计过程中缺少学生的探索能力和实践能力以及缺少情境性，知识的掌握情况处于被动的接受状态;（3）教学过程中，形式单一，缺少系統性。课堂教学是教师开展教学活动的主阵地[1]。STEM教育是多学科之间的融合，重点在于对教学活动中出现的问题展开探究和实践，激发学习人的探索能力和解决问题的能力。将STEM这一教育理念注入于小学科学的教育活动中，有助于调动学生的积极性，增强学生解决问题的综合能力。

二、基本原理

STEM教育活动中涵盖了四个重要部分，分别是科学素养、技术素养、工程素养和数学素养。这四个方面融合了各个知识体系以及培养学生的思维能力和解决实际问题的能力。在教学过程中着重培养学生对不同学科所学知识的整合和实际解决问题的能力，激发学生的创新性、创造性、想象力和探索性。 小学科学的教育实践活动，较为突出的特点是，能够让各学科知识综合的呈现，体现出各学科的学习成果，增加学生的学习兴趣，促进学生的手脑协调一致的能力，强化学生对于知识的运用能力。

三、依据STEM的教育理论展开小学科学教学活动设计

STEM是多种学科知识的有效融合，教学环节中着重于对问题的探究和实际操作能力，提升学习人的探索和解决问题的能力。设计情景教学，吸引学生的学习兴趣，逐步引导学生提出问题并以解决问题为目的开展科学研究。教师可以设计问题情境、辩论情境和生活情境等来调动学生的学习积极性。科学研究的过程侧重于在实践中深度理解知识并能运用，学生经过一番探索和实验，最终提升了学生的探究综合能力。

科学的探究活动在STEM教育活动中具有长久性和广泛性，学生需要反复思索琢磨并进行深入的探究。在实际的教学活动中，教师需要根据课程内容以及学生实际情况来对自己的课程进行设置，使学生易掌握易理解并能掌握所学知识。这就突出了STEM教育理念对于小学科学教学的指导作用[2]。

小学科学的学习是以学习科学知识，科学研究和解决生活中实际问题为主要目的，以培养学生的思维性和创造性为目标。在STEM的教育活动中，研究类活动居多，能够增加学生学习的乐趣，联络了各学科知识间的互通互用。教学活动的设计要着重多样化，培养学生的手脑协调能力，提升学生运用所学知识解决问题的能力，激发科学学习的兴趣。

教学环节的设计上，首先进行小组分配，这样可以让学生集思广益，同时增加学生之间的团结性。提问是课堂教学的生命线[3]。所以教学流程是：提出问题、科学研究、工程设计、评判交流。教学环节的设计应学生为主体地位，让学生从中学习知识，掌握技能。

“提出问题”，问题来源于学生的日常生活中，老师将固化的知识融入进现实的环境中，并举例说明，引导学生提出问题;“科学实践”来源于学生的实践活动中，运用所学知识探求答案，老师从旁引导学生的探究活动，提出问题—搜索信息—得出结论—验证结果等教学步骤;“工程设计”需要小组同学齐心协力共同完成找到解决问题的方法以及实施的方案;“评判交流”是各小组之间进行成果展示并交流，修正自己的不足，从而使学生能主动利用科学的思维解决现实生活中的具体问题，培养学生的科学责任感。

四、教学实践及应用

依据STEM教育理论对小学科学教学活动的理论指导作用，以“水中有什么呢的探究活动”为例子，开展教学活动内容。水是日常生活中常见的物质，水的特性是无色无味，还具有溶解性，学生对水会充满好奇心。教师先将净化水的三种方法讲给学生听，然后再让学生实际操作，这一过程就使得学生将科学知识与实践相结合，激发出学生的学习兴趣和对科学知识探索的求知欲，能更好将科学知识与实践相结合。

让学生展开思路，发挥探索的能力，确立目标并展开实验来实践证明理论与实践相结合的重要性，这一过程学生充分的体会到运用到各学科知识间的联系，对于学生的学习会有很大的帮助。

结语：

传统的小学科学教育模式只侧重于教师的激讲和说，学生被动接受的状态，完全忽视学生的自主动手实践能力，学生缺乏对科学知识的探索能力和研究能力。基于STEM的小学科学教学能够把各学科的知识融会贯通起来，增强学生的实践解决问题的能力。

参考文献：

[1] 王小凤. 小学科学教学有效性的提高策略[J]. 甘肃教育，2020（14）：1.

[2]佘林.基于生本课堂理念下小学科学教学模式的应用研究[J].中华传奇，2020，（13）：128.

[3] 孙慧芳. 小学科学课堂教学的有效提问策略[J]. 教学与管理，2021（5）：3.