谈核心素养视野下STEM教育与小学科学教学的融合

摘 要：核心素养是顺应当前教育形式发展需要而提出的人文能力要求。如何在小学科学教学过程中促进学生核心素养的形成，是小学科学教师应研究的问题。本文首先分析了STEM教育与小学科学教学融合存在的问题，厘清了二者的关系，然后提出了核心素养视域下STEM教育与小学科学教学融合的策略，以期促进学生核心素养的形成。

关键词：STEM教育;小学科学;核心素养

中图分类号：G427                                 文献标识码：A                                        文章编号：2095-9192（2021）02-0014-03

引  言

核心素养是顺应当前教育形势发展需要而提出的人文能力要求。小学科学的教学目标是培养小学生从小热爱科学、勇于探索和创新的精神。STEM是当今较为热门的教育模式和理念。STEM教育由科学、技术、工程和数学四个元素构成，其核心是培养学生面向未来的科学探索意识、工程技术素养和实际解决问题的能力[1]。如何把STEM教育融入小学科学教学中，成为小学科学教师探索和研究的课题。小学科学教师要加强对学生实践探究过程的指导，注重引导学生动手与动脑相结合，增强学生的问题意识，培养学生的创新精神和实践能力。因此，小学科学教学融入STEM教育能培养学生的合作探究意识，提高学生解决问题的能力，培养学生的创新精神和实践能力，从而促进学生核心素养的形成。

一、STEM教育与小学科学教学融合存在的问题

（一）教师对STEM教育理念认识不清

STEM教育源于美国较为先进的教育理念，其內容包含科学、技术、工程和数学四个方面，曾在美国风靡一时，后被我国高校学者应用，现也被广大中小学教师融合到学校学科教学过程中。但有很大一部分教师对STEM教育理念的核心内容和精髓没有了解透彻，只是肤浅地融合到学科教学中，导致无法展示其强大的功用，影响学生核心素养的形成[2]。

（二）教师忽略学生的认知水平和创造能力

由于ETEM教育理念先进，缺少专业的培训机构来培训教师如何借鉴和应用，教师缺少对学生认知水平和实践能力的评估，较难把握整个科学教学方向，使先进的教学理念与实际科学教学存在一定的差距。

（三）教师在科学教学中融合STEM教育的措施落实不力

小学科学教学融合STEM教育是一种跨学科、多学科融合，重点培养学生科学素养的教育。然而，很多学校在小学科学教学融合STEM教育过程中，出现教师教学措施落实不力、不精准到位的情况，导致学生的科学核心素养在融合过程中难以形成。

1.缺乏专业技术人才和教师

目前，在中小学科学教学中融入STEM教育还是初步试验阶段，学校缺少专业教师，且教师教学水平参差不齐。

2.课堂教学方法过于简单而没有创新

在小学科学教学中，很多教师只会照本宣科，对学生动手实践方面的指导缺乏有效性和科学性，对学生的科学素养要求不高。缺乏实验器材和环境的学校更是无法达成培养学生科学精神和科学素养的教学目的[3]。

3.课堂教学缺乏有效的教学方法

新课程改革理念强调以学生为主体，积极倡导学生能够以任务驱动的方式进行合作探究学习，积极培养学生科学的创新精神和实践能力。然而，很多教师无法做到这一点，其教学方法单一，无法激发学生的求知欲和兴趣。

（四）教师对STEM教育与小学科学教学融合的评价不合理

在STEM教育与小学科学教学融合的过程中，教师需要不断培养学生的创新意识和动手实践能力。有效的评价能激励学生，培养其核心素养。但在平时教学过程中，有的教师对学生的评价只是浮于表面，对学生学习探索过程中的情感态度、思维品质和点滴进步，缺少有力而又有实效的评价，导致学生没有真正体验到学习的快乐[4]。

二、核心素养视域下STEM教育与小学科学教学融合的策略

（一）厘清小学科学与STEM教育理念的关系，以促进学生核心素养的形成

小学科学是培养学生从小热爱科学、勇于探索科学知识的精神，并积极实践创新的启蒙课程。而STEM教育是融科学、技术、工程和数学为一体的新型理念。由于小学科学课程涉及科学、工程和数学的知识，因此二者之间存在着必然的联系，将STEM教育理念融入小学科学教学中是顺应社会发展的必然产物。这种跨学科的教育模式可以培养学生的合作探究及动手实践能力，在解决问题的过程中培养学生勇于探索、积极进取的科学态度和创造精神，从而促进学生科学素养的形成。那么，要从哪些方面来融合二者的关系呢？

1.实践性

二者都强调实践的重要性。学生只有亲自动手实践，才能得到真知，才能在实践过程中培养自身的核心素养。STEM教育中的工程素养就要求学生动手实践，而小学科学中也有很多内容要求学生观察并动手模拟实践，然后根据数据得出正确的结论。例如，小学科学五年级下册“时间的测量”一课中的时间概念和数学知识息息相关。为了获得时间，人们用了水钟、燃油钟、沙漏等一些简易的时钟来知道大概的时间，但为了获得更精准的时间，人们不断改进方法和实验，发明了钟表。教材要求学生动手实践来做一个摆钟，并仔细观察和记录摆动的次数和数据，最后得出更精准的时间。

2.创新精神

创新是一个国家的核心竞争力，是国家软实力的核心体现。学校应有效利用信息技术推进“众创空间”建设，探索STEM教育、创客教育等新型教育模式，使学生具有较强的信息意识和创新意识。这也是教育部在新形势下对教学提出的新要求。因此，创新精神是学生核心素养的一个重要方面[5]。

（二）采取合理的融合措施，促进学生科学核心素养的发展

教师应积极采取以任务为驱动的课堂教学方法，来促进学生科学核心素养的形成。这对提高学生的学习效果和实现课堂教学目标具有十分重要的意义。

下面本文以小学五年级下册“沉和浮”的第四部分“造一艘小船”为例，谈谈采取怎样的融合措施来开展课堂教学，促进学生科学核心素养的形成。本节课主要根据前面所学有关物体的沉浮现象、探究活动、探寻物体沉浮规律及观察影响物体沉浮变量等知识来解释生活中的现象，并在此基础上引导学生进行动手实践。

本节课的教学目标是：要求学生能根据自己的认知水平和能力，利用一些材料来造一艘小船。

教材分为三部分：用橡皮泥造船、用其他材料造船和船的展览会。课程的教学模式主要以任务型驱动为主，即课前布置任务、课中完成任务、课后评价任务。

1.课前布置任务

俗话说：“不打无准备的仗。”小学科学课堂教学亦是如此。教师在上本节课前，应积极做好各项准备，并指导学生做好如下准备。

（1）把本班学生分成5个小组，每组7～8人，每组选一个小组长作为任务的引领者。这主要是引导学生建立小组，为课中的探究活动和集体合作学习做好准备工作。

（2）制订造船计划。要求学生准备好需要的材料，如橡皮泥、垫圈或玻璃球;设想造船的材料和工具;画出船的设计草图，计算相关数据等。

（3）上网查询相关造船知识。课前布置学生自主上网查询造船的相关知识，旨在激发学生的学习兴趣。

教师通过课前布置任务，让学生将STEM教育理念融合到小学科学探究中，自主进行探究学习，培养了学生的主动探究意识，并挖掘了学生的学习潜能，有助于学生从小养成良好的科学探索习惯。

2.课中完成任务

教师在上课时，首先利用PPT展示本节课将要学习的知识和所要实现的目标，让学生先明确课堂学习的目标和方向，激发学生的学习兴趣。接着，教师借助多媒体播放有关船的历史、作用、种类等视频，并告诉学生：船是人类的伟大发明，能够帮助人们运输货物。然后，教师布置以下课时任务。

（1）橡皮泥在水中会下沉，如果用一定量的橡皮泥造船，怎样才能造出一艘装载量比较大的船呢？

（2）采用什么方法增加小船的装载量？

（3）用什么方法保持船的平稳状态？

（4）用什么方法使我们的船装载得更多？

（5）说出所制作小船的特点。还有哪些地方需要改进？

教师给各小组提供20分钟的时间来制作小船。在学生制作小船的过程中，教师可以到各小组中去巡视指导。最后，教师要求各小组派出小组长将本组制作的小船进行展示，开一个小型的展览会，并给予优秀的小组表扬和肯定，要求各小组派出代表说说造船的原理、特点和需要改进的地方。学生通过参与合作探究活动，增强了自身的合作意识和科学探索精神。学生的成果展示彰显了他们的创新能力，展现了科学核心素养中的科学探索精神和实践能力。

3.课后评价任务

评价是小学科学教学的重要组成部分。科学的评价是促进学生形成科学核心素养的重要保障。教师采用科学、合理的评价方式和方法，对教学的过程和结果加以及时、有效的监控，能对教学起到积极的导向作用。在教学过程中，教师适时的评价能促使学生不断认识自我，树立自信心，在快乐的氛围中完成各项任务。特别是小学生生性活泼、好奇心强，如果能得到教师的表扬和同学赞许的目光，定会更加努力学习，砥砺前行，从而促进自身核心素养的形成。

结  语

综上所述，学生的核心素养需要在STEM教育理念和小学科学教学融合的过程中慢慢得到发展。STEM教育的有效融入，可以大大提升小學科学教学效率，更好地实现教学目标。教师应该多钻研STEM教育理念，多学习国内外成功的教学案例，吸取精华，并把STEM教育的精髓科学地融入小学科学教学中，让学生积极主动参与课堂教学实践，培养自身的创新能力。总之，基于核心素养下STEM教育和小学科学教学的融合，一定会培养出更多适应未来社会发展的栋梁之材。

[参考文献]

沈香.浅议如何实现STEM教育与小学科学的融合[J].科学大众（科学教育），2018（04）：69-70.

厉雪兰.STEM教育与小学科学有效融合的教学策略[J].小学科学：教师，2019（02）：15-16.

黄婷.让小学科学与STEM教育完美融合：小学科学课堂中STEM教育的误区与对策探寻[J].新教育， 2020（26）：34-35.

卫美林，卫陈蝶.基于STEM视角的小学科学教学学现状及策略分析：以苏教版为例[J].考试周刊， 2020（62）：1-2.

陈世闻.谈STEM创新活动课程融入小学科学教学的意义[J].学周刊，2020（20）：123-124.

基金项目：本文系2019年度甘肃省“十三五”教育科学规划重点课题“基于核心素养视野下STEM创新活动课程在小学科学教学中的融合研究”（课题号：GS〔2019〕GHBZ090）的阶段性研究成果。

作者简介：韩刚（1982.4-），男，甘肃静宁人，中小学高级教师，研究方向为小学科学教学。