基于STEM教育理念的小学科学教学设计思考

刘敏洁

【摘 要】随着我国基础性教育改革步伐的加快，小学科学教育教学改革不断深入，并且取得了十分明显的改革成效，其在提升学生科学水平，增强学生科学探究能力方面发挥着重要作用。但是由于在教学改革前教师长时间受到应试教育理念的影响，在小学科学教学中仍然存在一些问题尚待解决。为了从根本上提升小学科学教学质量，教师要有效结合STEM教育理念，科学设计和优化小学科学教学方案。

【关键词】STEM教育理念;小学科学;教学设计;具体分析

在小学教育阶段，科学是重要的、基础性的学科，它的教学质量和教学设计水平直接影响着学生科学意识的强弱和科学探究能力的高低。STEM教育理念是一种新型教育理念，符合新课程改革的要求，具有较强的综合性、实践性和探索性。为此，小学科学教师要以STEM教育理念为指导，积极开展相关教学活动，将理论与实践有效结合，从整体上提升小学生的科学学习质量。

一、将STEM教育理念应用于小学科学教学设计中的重要意义

（一）有利于提升学生解决问题的能力

STEM教育将小学生置于项目主题的学习中，它要求学生在工程设计、产品设计、问题解决等方面进行跨学科式的学习，利用各个学科知识分析项目，让学生在讨论问题、分析问题和设计模型中发现问题，并且制定科学措施有效解决问题。为学生创造多个学科相融合和多个学科综合运用的环境，增加学生接触技术的机会，进而从整体上提升学生的实践能力，培养学生的创新意识。

（二）有利于提升学生的团队协作能力

STEM教育是以項目主题为基础开展的教学活动，而这些项目主题与学生的生活息息相关。学生在完成项目的过程中需要与同学进行积极交流，需要教师的正确指导。这不仅需要学生之间的密切合作，而且需要教师与学生之间密切配合，通过与同学的交流和教师的正确指导，学生将会有效解决实际问题。从中我们可以看出，在小学科学教学中合理应用STEM教育理念，有利于提升学生团队协作能力。

（三）有利于培养学生学习科学知识的兴趣

STEM教育具有较强的趣味性，它有利于培养学生学习科学的兴趣。在实施STEM教育过程中，小学科学教师需要在与生活相关的有趣问题中积极融入多个学科知识，进而提升学生的参与性。在STEM教育教学过程中，重视对学生分享与参与能力的培养，让学生主动分享创造成功带来的喜悦。小学生活泼、好动，因此对产品制作和设计会产生浓厚的兴趣。比如，在设计制作小赛车时，学生会设计各种各样的小赛车，在整个学习过程中学生将会表现出十分强烈的学习欲望，科学教学效果也会显著提高。

二、基于STEM教育理念的小学科学教学设计策略

（一）选择适当的科学教学内容

在使用STEM教育理念过程中，项目的选择是发挥着关键作用，它直接决定了课程教学质量。学校要根据自身的办学特点、发展理念等选择相应的项目载体，充分发挥校外教育资源的优势，从多个角度开展系统的、深入的研究。小学科学教师在实际教学中要为学生设置与其生活相关的问题，将学生分为多个小组并积极组织开展教学活动，进行相关实验分析、操作和设计。为学生提供更多实践的机会，提高学生学习科学知识的积极性，培养学生动手操作能力和实践能力，让学生在学习科学知识过程中掌握相应的科学技能。

比如，学习“校园的树木”这部分内容时，为了激发学生的学习热情，小学科学教师可以向学生提问：“同学们，我们校园中都包含哪些树木呢？它们的分别都是什么样子的呢？”学生听到这种与生活相关的问题时将会更加积极地参与到课程学习中，并主动回答教师提出的问题。教师讲解完科学知识点时，可以将学生分成几个学习小组，为不同学习小组布置不同的问题，鼓励他们积极交流和讨论，而学生在讨论中将会更加深入理解和有效巩固刚刚学习的知识，对校园的树木也会有更加深入的理解。

（二）优化和改善教学方法

STEM教育理念不仅主张学生自主学习课本上的抽象知识，而且重视学生自主学习科学知识的整个过程，鼓励学生自己动手、自己动脑，为学生提供更多亲自动手的机会，使学生学以致用，利用学习到的科学知识有效解决现实生活中遇到的科学问题。为此，基于STEM教育理念下，小学科学教师要积极优化和完善传统的教学方式，让学生从原有的被动的知识接受者转变为主动学习者、参与者。通过鼓励学生自主选择、设计、分析、讨论、制作、评价、反思项目来激发学生学习科学知识的兴趣，培养学生的科学精神，使学生养成良好的科学思维，掌握科学的学习方法。

例如，学习“动物有哪些相同的特点”这部分内容时，在课堂教学前小学科学教师要求学生在课余时间观察自己周围的动物，并了解这些动物都有哪些共同的特点。在课堂教学中，要求学生解答教师课前布置的问题。这种体验式和参与式的学习方式有利于学生全面、深入掌握科学知识，能够培养学生的自主学习能力，也会对学生今后学习、生活和工作产生长远而深刻的影响。

（三）利用教学场地和教学器材拓宽学生的学习阵地

STEM教育理念是促进学生全方面发展的重要教育理念，而硬件资源和软件资源在该教育理念的实施中发挥着不可替代的作用。与不同的小学科学教学不同，基于STEM教育理念的小学科学教学需要建立各种STEM主题，在具体实施中需要用到多种器材，但是大部分都不是科学室常用的实验器材。为此，器材和工具的齐全配备是实施STEM项目的重要基础和保障。在我国小学科学教学中存在着严重的设施不足问题，要想在小学科学教学中有效应用STEM教育理念，学校应积极购买先进的仪器和设备，建设完善的STEM教学设施。同时，学校在设置STEM教学课程时要有效利用社会上的教育资源，如科技馆、博物馆等，让社会教育机构提供充足的设计空间和良好的STEM教育场所，让学生完全置身于宏观的社会环境中，满足学生多元化的科学知识学习需求。

（四）提升小学科学教师的STEM素质

提升小学科学教师的STEM素质是在小学科学教学中实施STEM教育理念的重要前提。要想提升小学科学教师的STEM素质，要做到以下几个方面：首先，拓宽科学教师招聘渠道，在实际招聘过程中要积极录用具有工科背景的高校毕业生。其次，要高度重视小学科学教师的在职培训工作。充分发挥继续教育平台的积极作用，对在职科学教师开展STEM教育项目培训，使科学教师经过相关专业课程的学习后STEM素质得到显著提升。最后，在经济条件允许的情况下，学校可以与当地的科技馆、地科协等社会机构和团体合作，邀请专家学者对科学教师进行正确的指导，帮助科学教师提升STEM素质，从整体上提升科学教师实施STEM教育项目的水平和能力。

（五）创新基于STEM教育理念的教学目标

小学科学教材中的内容与学生的生活十分贴近，小学生对该学科也有一定的认知和了解。为此，小学科学教师需要不断创新STEM教育理念目标，让学生在科学课堂学习中不断产生新的灵感，给小学生带来不一样的学习体验。比如，学习“云的观测”这部分内容时，小学科学教师要拓展和创新教学目标，教学生观测云，使学生掌握云的变化规律。这样不仅可以提升学生对科学课堂的参与度，还可以培养学生的探索精神，让学生在实践中仔细观察生活，积极思考，进而更加热爱生活。

三、结束语

STEM是一项长期的、系统性的工程，其涉及的内容较多、学科种类繁多、范围较广，需要优越条件提供重要保障。在实施STEM项目时要避免出现追求流行、时髦、高大上等行为。学校要为STEM项目的实施提供完善的硬件设施，配备专业的教师，进而保证稳步推行STEM项目，而不是盲目跟风。如果学校在推行STEM项目时没有充分考虑校情，忽视学校的实际条件，盲目开展STEM教育，将会严重阻礙STEM教育工作的顺利进行，严重情况下会给学校带来一定的经济损失，这与学校开展STEM教育的初衷相违背。STEM教育理念是时代变革的重要产物，是教育制度不断完善的重要体现，它与素质教育相符合，能让学生在快乐中学习到更多的科学知识，可提升学生实践能力，培养学生解决问题的能力。小学科学教师在实际教学中有效应用STEM教育理念有利于提升课堂教学质量，促进学生全面发展。

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