STEM教育与小学科学课程资源整合的必要性分析

潘笑

摘  要：STEM包括四门学科，其在小学科学课程中的应用主要是为了帮助学生更好地认识世界，对自然界中的客观规律做出合理的解释，其包含科学、技术、工程和数学。STEM教育与小学科学课程资源整合的必要之处在于，其一方面是对于低学龄阶段学生基础科学素养的培养，另一方面也是对学生技术素养、工程素养、数学素养的培养。

关键词：STEM教育;小学科学;资源整合;必要性

【中图分類号】G622.0      【文献标识码】A         【文章编号】1005-8877（2021）32-0129-02

【Abstract】STEM includes four subjects. Its application in primary science courses is mainly to help students better understand the world and make reasonable explanations of objective laws in nature，including science，technology，engineering and mathematics. The integration of STEM education and primary science curriculum resources is necessary. On the one hand，it is to cultivate the basic science literacy of students at the low school age，and on the other hand，it is also to cultivate students' technical literacy，engineering literacy，and mathematics literacy.

【Keywords】STEM education;Primary school science;Resource integration;Necessity

STEM教育是对自然界认识的基础性教育，近年来，政府教育部门逐渐加大对各学龄阶段STEM教育的支持力度，从STEM基础教育基金的推出到各校STEM教育的鼓励和改善。STEM中的科学，意味着对客观规律的客观性解释，技术是指在对自然和理性杰狮之上加以改造，从而实现技术与自然科学的和谐共处，工程是指在技术的基础之上的改造，而数学则是工程和技术的应用工具。从对STEM基础教育中对于教师专业性的培训到STEM教育各种形式活动的创建，STEM教育正从各个渠道上激发当代青年及少儿勇于探索科学世界的兴趣。

1.STEM教学学科整合是科学课程实验探究性的必要之举

小学科学课程资源常来源于生活中简单易知的生活常识，是从人们日常生活行为入手，以一种实验的方式对自己的行为探究，并施以理论分析。它分析的领域常常有极广的涵盖面，如水资源、土地、空气、植物，动物等，通过对自然万物的有机串联，给学生创造一个有广度和深度的思维空间，而STEM教育的学科整合是在小学科学课程中融入了数学知识和工程技术的相关知识。使学生对于科学的理解不再浮于表面，而且STEM教育的学科整合是从学生思维中对自然问题的产生到思维过程的构建及最后的问题解决这一系列的过程中为学生创建一个自主性的、合理性的、系统性的思维研究策略。例如，在小学科学空间的性质学习中，教师可以运用感官等一些生活工具，让学生明确认识到空气也是占有一定空间的，不能被任意缩小这一概念。课前可以准备水槽、玻璃杯、塑料瓶等一些科学教学实验用具。在课前，教师可以拿出一个纸团将纸团放入水槽中，观察纸团有没有变湿，然后又将纸团放入干燥的杯子中，再将杯子反过来倒扣放入水槽，再观察水槽有没有变湿。这个实验过后，教师可以让学生根据这一单元所要探索的主题学习任务，初步对空气占据空间的秘密进行探索，初步探索后，教师可以引导学生自主动手开展第二个实验，让一个学生在空气中吹气球，然后将气球放在一个塑料瓶中，让学生在尝试去吹气球，并让学生说出两次吹气球过程中的不同体验，让学生在探索中发现问题，能否据此探索出空气的性质。这两组简单的实验，目的是按学生在日常生活中的常规现象中明白空气是占据了一定的空间这一概念。在前两个实验的基础上，可以让学生自主设计实验，探讨空气是否有质量这一问题，一些学生则会提出气泡这个现象，教师此时可以据此解释气泡，这种现象就是空气在水中的跑动，气泡中含有一定的空气，正是由于空气的密度小、质量轻，所以气泡才会在水中向上冒，这也是因为比水轻的物体在水中会浮上来这一生活规律。

2.STEM教育的科学故事是学生思考能力培养的必要之举

小学科学课程在新课改的教育改革下、改革大背景下有了更高的标准和更新的要求，主要是指以培养学生优良的科学探索精神为目标，以引导学生树立正确的科研理想为导航，对于小学阶段学生优良科学精神的培养，不仅要注重理论教育、实践教育，还应注重事例教育。具体的优良科学事例能给学生以精神上的激励，这种激励则是一种榜样力量，在一般教学过程中，对课本知识的讲解是教师的主要教学任务，这种教学方式在某种程度上是对学生应试作答能力的提高，在这种教学模式下，部分教师给学生对于科学故事和科学发展史的普及不多。从而使学生的学习兴趣有所降低，影响了教学效率和教学质量。所以，在STEM教育理念下，教师应大力开展素质教育，带领学生领略科学历程，从而探索科学真理，让学生在前辈的故事中形成自己良好的科学品质。例如，在《小小科学家》教学过程中，在梳理教学目标上，让学生能了解到科学家所做的工作，认识到科学就在我们身边 给学生讲四百多年前大科学家伽利略的故事，并让学生做类似的实验。从实践中看到伽利略的做法，看哪个学生在这一实验中会产生新的发现。通过这个过程，让学生看到科学家的科学实验过程和我们生活中大家对于科学的探索过程是一样的，都经历了科学的观察、实验和记录这几个过程，但科学家真正的成功在于他们能够透过实验去勇于发现和探索整理。最后教师可以进行总结，生活中处处存在科学，只要拥有善于发现的眼睛和勇于探索的心，生活中每个人都是小小科学家。

3.STME教育的课程改革是学生探究生活科学的系统思想

对于小学阶段的科学教育课程来说，学生所接受的科学知识大多是简易的且与学生生活息息相关的。STME背景下的科学实验可以帮助学生更好地理解生活中常见到的一些东西，如空气水资源以及地球上的动植物、微生物。一方面，广阔的实验素材虽然给学生的科学知识探究带来了一定的困难，但从另一方面来说，这些素材在一定程度上让拓宽了学生的思维空间。教师在小学科学课程讲解环节中，应尽可能地将学生所要了解的相关科学实验立足于更高的点。例如，在小学教学“水的过滤实验”教学环节中，教师可以先引导学生认识到水污染是怎样形成的以及水污染对于人类的健康有着怎样的危害。一些学生会举手回答（水中含有泥沙和石子的水是不干净的水）这时，教师再对学生的回答进行补充，水污染不仅仅是我们肉眼可以见到的污染，还有许许多多我们肉眼见不到的污染，如一些可以溶于水的杂质，如矿物质、细菌、病毒等，今天，同学们就来学习如何给生活中受到污染的水进行过滤。教师在过滤水的科学实验讲解中，应尽可能地给学生普及各方面的知识，如科学实验中所涉及的相关数学知识、工程方面的知识以及相关实验技术方面的知识。教师在科学课程讲解中应该明白首要的STME教育的课程改革观念，要不断强化学生对于知识的综合运用能力，让学生对于科学的学习不仅仅限于概念上的理解，还要有更多的脑力活动。让学生在脑力和劳力双相结合下，帮助学生探究科学真理。

4.STEM教育的知识运用是教学与实践的科学性研究

STM教育是对将数学放在科学中做具体的分析，数学理论在科学中的基础应用，不但将科学教学逻辑化，也是将数学教学实践化，在常规的小学科学教学中学生往往只知道知识，还不了解知识，知识的了解在于能了解知识的来源，明确知识的应用，而不是对知识的生搬硬套，生搬硬套在学生的短期科学学习中会取得效益，但却不利于学生对于科学课程的长期学习，科学教学过程中合理的教学方法应是学生在知识的实践应用中不断对知识进行查缺补漏，在小学科学学习中体会数学应用于实践的魅力。例如，在小学科学——热空气和冷空气的学习中，教师需要联合实际，通过实验让学生学会如何看风向，理解冷热空气的对流，在教学过程中，教师应让学生自主学习风的形成，如让学生吹一个气球，然后把放气口对着脸部，之后松开气球口并感受气球松开那一瞬间的感觉，然后告诉学生感受到的这种流动的空气，就是我们所说的风，并让学生思考，还可以利用什么方法验证空气是会流动的这一现象。进而引入热空气和冷空气这两个概念，在学习热空气时，首先点燃一根蜡烛，让学生把手放在蜡烛的周围，感受周围空气的温度。在学习冷空气时，教师可以让学生在家中将冰箱打开，然后把手一点一点地靠近冰箱，感受周围空气温度的变化。通过这两个实验，让学生探讨热空气和冷空气的流动方向，猜测热空气和冷空气的上升和下降，为了让学生更好地观察空气的对流，要是可以选择一些有色气体，如利用蚊香让学生观察空气的流动。

5.STEM教育的课堂实际化是对人文科学和自然科学的有效串联

STEM教育下的小学科学教学是课本与实践相结合的教学。小学生对科学理论知识接受度并不是很高，所以在科学学习上，教师如果用一系列的语言理论让学生去理解，那么，在教学课堂上学生的听讲就如同走马观花，实践性的小学教学，是让学生在科学实践活动中通过动手动脑在自己的思维中形成自己的科学价值观。例如，对于小学实践性科学的学习，是让小学生的学习氛围更加轻松、更加灵活，对于小学生来说，其先天兴趣是玩而不是学，教师如何让小学生明白学习科学就是在自然人文知识的海洋中游玩，也考验着小学科学教师如何对实践性科学学习的课堂应用。那么，科学的实践性在课堂上到底如何体现？先要明白科学的知识技能是在教学课堂的实践活动中获得。科学学习是日常学生在学习其他技能和其他学科的必备工具，所以很多人说科学学习是具有工具性和人文性的。在教学课堂中的动手实验操作也是一种科学实践活动，让学生如何去聆听教师的科学教学思维？如何去交流阅读科学语言和知识。

6.STEM教育的课堂创新化是对我国基础科学教育的必要改革

在新课程改革下的小学科学教学课堂，虽然各方面都提倡STEM教育下的教学创新，但是教师在教学过程中的过度创新便会成为一种花式且创新，这就是我们所说的創新点很多，但却实则没有太大用处的教学现状。所以教师在小学科学的教学过程中，应该更加注重的是教学过程的完善和教学资源的整合，学生对科学知识思维理解的完善。例如，小学科学教学中不提倡在小学科学的课本教学中搞花里胡哨的创新，这种创新会发散学生的思维，一般小学生的科学思维存在短板，理解力差，所以在小学科学的教学不同于高阶段科学教学，它要求的是思维集中而不是思维发散。如现阶段存在的多媒体教学也是这种原因存在的首发点，在课堂开始前，教师占用大量的时间进行有关的视频音乐和图片放送，学生课堂学习的气氛十分高涨，但这种由于多媒体引发的学生学习氛围实则是虚假的。让学生目不暇接的并不是课堂知识的接受，而是多媒体的放映。所以，对于当代的科学教育工作，不同于传统的教育，在传统的教育中，学生遵循的一直是言听计从，对自己老师的教学不可以有疑惑和顾虑，学老师所学，听老师讲，这才是一个学生该有的尊师重道品格。而当代教育工作中提倡的是教学平等，平等对话，平等学习。改变传统的让学生被动接受知识的方法，新理念下的教学平等提倡的是学生和老师共同学习 ，而达到对科学知识的共享和共进。要让学生在这种教学模式下主动地接受知识，勇敢地对所接受的知识发出疑问和困惑，勇于在知识中进行创新和探索。在小学科学教学阶段中，教师和学生的氛围更容易达到和谐和放松，教师也应该利用这一点及时给学生的脑海中输入教学平等这种观念，从而使小学生的科学学习兴趣和学习能力同步发展均衡发展。

7.结语

STEM教育是对自然科学的有效性探索培养学生数字化学习的习惯，STEM教学不是简单的有机组合，而是将学生的碎片化知识与探索科学的机械化过程转变成一个相互联系的过程，STEM教育中四个方面的交互碰撞能够实现学生的深存次学习，因此，教师在对学生各方面技能都认识中要选择更优的策略，合理地将STEM教育引入小学课堂，使自然科学知识合理融合，为小学科学课程编织更加绚丽的画卷。

参考文献

[1]马建龙.浅谈STEM教育在小学科学课程中的融合[J].学周刊，2020（23）.

[2]周访贤.STEM教育与小学科学课程资源整合的必要性[J].小学科学（教师版），2019（01）.

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[4]任雯.STEM教育与小学科学课程资源整合的必要性[J].小学科学（教师版），2016（10）.