基于STEM教育理念的小学科学教学实施策略

江嘉卫

【摘要】STEM教育是一种多学科融合的项目式教学，是将科学、技术、工程、数学四种学科融合来培养学生综合实践能力、创造能力以及合作探究能力的新型教学模式。在新时代的背景下，通过设置融入STEM教育要求的教学目标，建立课内学习分享、课外合作实践的学习方式，设计以小学科学为核心的多学科联动STEM项目方案，形成基于STEM教育理念的小学科学教学实施策略，帮助学生适应未来、走向未来。

【关键词】STEM教育;小学科学;实施策略;

一、STEM教育与小学科学融合的意义

《义务教育科学课程标准》（2017年版）中的教学建议提出“倡导跨学科学习方式”。而STEM是科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）和数学（Mathematics）四门学科的简称，强调多学科的交叉融合，是以项目学习、问题解决为导向的课程组织方式，与课标提出的要求相符合。

（一）符合小学生的认知发展规律

根据皮亚杰的认知发展阶段理论，小学生认知发展水平大多处于具体运算阶段，思维仍需与具体的事物相联系，抽象思维发展还未成熟，对于抽象的小学科学学科概念难以理解、容易遗忘。

将STEM教育理念融入小学科学的教育教学中，能够有效解决这一问题。教师在小学科学教学中应用 STEM 教育理念，引导学生运用知识、发挥创意，鼓励学生动手实践、大胆尝试，帮助学生将科学理论知识与实际生活相结合，促进学生知识运用能力的提升，从而加深学生对科学知识的理解和运用，提高科学教学效率。

（二）帮助学生对科学知识有更全面系统的认识

小学科学学科是一门融合了生物、地理、物理、化学等学科基础知识的综合课程，其中不同学科的知识特点不同，如果只运用传统教学方式，学生很难充分理解小学科学学科的理论知识。而将STEM教育理念与小学科学教学融合，教师必须丰富其教学方式以满足STEM教育理念的要求，所以，需要更加全面地对学科内容进行教授，进而提高学科教学质量。

二、基于STEM教育理念的新型小學科学教学的实施策略

（一）设置融入STEM教育理念的教学目标

教师的教学目标是一切教育活动的基础，指引着教学的基本方向，要建构基于STEM教育理念的小学科学教学模式，首先要设置具备STEM教育特点的教学目标。而由于小学科学课程中本来就已经具备比较完善的教学目标，每节课的教学中不可能融入太多具备STEM教育特点的教学内容，所以，教师应该着眼于整个单元的教学，将科学目标、技术目标、工程目标、数学目标合理分配于本单元的各个课时中，使整个单元各个课时整合为一个STEM项目。

例如，教科版小学科学六年级下册第一单元《微小世界》的教学中，教师可以整合本单元的内容开展“用自制显微镜观察土壤中的生物”的STEM项目。教师除了根据课程内容设置好本单元的科学目标外，也另外设置了“会使用生活中各类工具改造所需材料”“能制作出合格的生物标本”等技术目标，“能够根据显微镜的原理设计自制显微镜图纸”“能够根据设计图纸制作自制显微镜”等工程目标，“会使用数学统计的方法研究水中生物”等数学目标。并将技术目标分别设置在第四课时《怎样放得更大》、第6课时《用显微镜观察身边的生命世界（二）》中，将工程目标设置在第四课时《怎样放得更大》中，将数学目标设置在第7课时《用显微镜观察身边的生命世界（三）》中。

当前面七个学时的学习结束后，学生就能具备完成“用自制显微镜观察水中生物”STEM项目所需的相关知识，从而顺利开展实践活动。

（二）建立课内学习分享、课外合作实践的学习方式

如何开展基于STEM教育理念的小学科学教学一直是困扰教师的难题，主要原因是小学科学的课程内容和知识结构比较固定，每个课时都有明确的教学任务，教师很难在不影响原本教学进度的基础上融入与STEM教育相关的创作实践活动。所以，在开展基于STEM教育理念的小学科学教学前，教师应该明确在小学科学的课堂上可以做什么？而课外又可以做什么？

小学科学的课堂时间有限，除了科学概念学习之外，还有极具学科特点的实验教学。所以在课内，教师应该以引导学生掌握科学、技术、工程、数学等基础知识技能和培养学生创新精神为目标，在知识新授环节适当融入科学、技术、工程、数学等相关知识，在知识拓展环节开展头脑风暴、科普阅读，为STEM项目实践做好准备。例如，在教科版小学科学四年级上册第三单元《运动与摩擦力》的教学中，教师可以在活动一“直接拉动重物”与活动二“用滚木移动重物”中融入设计实验环境等工程类知识和测量、计算摩擦力大小等数学类知识，而用关于摩擦力在生活中运用的科普视频代替活动三“用轮子移动滚木”并组织学生大胆畅想，思考如何才能将重物受到的摩擦力降到最低，从而培养学生的创新精神和想象能力。

而在课外的实践中，教师可以通过建立网络学习空间、成立STEM项目实施小组、开展STEM项目社团等方式指导学生开展STEM项目实践活动，并组织学生进行STEM项目的汇报交流。最终形成课内学习分享、课外合作实践的STEM项目学习方式。

（三）设计以小学科学为中心的多学科联动STEM项目方案

STEM教育倡导的是跨学科的学习方式，强调多学科的交叉融合。在小学科学中实施STEM教育必然也离不开其它学科的协助，所以，设计以小学科学为中心的多学科联动STEM项目方案非常有必要。例如，在教科版小学科学六年级上册第二单元《建高塔》的教学后，学生能够结合美术学科的艺术设计或者信息技术学科的3D打印等知识开展“建高塔”的STEM项目活动，必然能够更好发挥出学生的创意，提升学生创作能力。教师在小学科学中实施STEM教育时应该积极寻求其它学科的联动，利用教育的集体力量，促进学生创新精神和实践能力的发展。

三、结语

迈入新时代，我国的科学技术不断发展，正取得举世瞩目的成就，而创新型科技人才的培养是我国成长为科技强国，实现伟大复兴的重要保障。在小学阶段，小学科学是培养创新型人才的重要途径，承担着培养学生科学素养的重要任务。将STEM教育理念融入小学科学教学中，能够促进小学科学的教学方式的更新，提升小学科学的教学效果，有效地培养学生的综合实践能力、创新创造能力、合作探究能力、解决问题能力，为学生成长为创新型人才奠定坚实的基础。

参考文献：

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责任编辑  林百达