基于STEM教学理念的小学科学实验教学策略

■德州市新湖南路小学 王 莉

科学是历史长河中璀璨的珍珠，是探索和发展的结果，是推进人类社会进步的必要环节。科学的发展给人们的生活带来了便捷和进步，让人们的生活和工作更加舒适，科学的思想和文化需要对青少年进行传递，在一代一代的传承中不断突破。在教育行业中，科学作为一门科目，需要教师对其进行有效的开展，根据学习的内容来综合拓展学生各方面的能力，让学生积极地参与到教育事业中，训练自身的能力和大脑，对生活和世界有一种科学的认知和理解。小学阶段的学生正处于学习培养的引导时期，教师可以结合比较流行的STEM教育理念展开小学科学实验教学，侧重于培养学生的科学素养、技术素养、工程素养和数学素养，引导学生展开有效的科学学习。本文借助视频教学、生活实例、动手实践、家校结合的教学方式，将教学策略以文字的方式进行记录和总结。

一、借助视频教学的方式，对学生进行科学实验的引导

小学阶段的学生理解能力有限，对科学的思想和认知并不健全，教师在对学生进行有效的教育时，要先让学生理解知识，明白具体的科学内容是什么，这样才能展开实验教学。学习是需要兴趣的，因此教师在对学生进行教学时要引入一些学生感兴趣的方式来进行引导，通过集中学生的注意力来进行有效的指导，将STEM教学理念进行有效的应用。视频教学是当下环境中能够有效应用的方式，教师可以借助视频的力量来让学生进行了观察，扩大科学知识的范围，通过课堂的多媒体教学来丰富教学内容，在视频的实验指导下加深学生的印象和理解，达到综合实验教学的效果。

比如，在进行“当地岩石种类考察”教学时，由于这一部分的实践活动具有一定的难度，在现在的大环境、大社会背景下，学生很难接触到当地岩石，对岩石的种类考察并不理解，也很难开展实践活动。面对这样的情况，教师就要采取不同的方式来展开实验活动，让学生在不能实践的情况下达到实践的效果。若教师单纯地通过实验课本进行讲解，并不能激发学生的兴趣和热情，学生也并不能理解岩石种类考察的目的以及方法。教师可以引入视频教学的方法来对学生进行实验的补充，丰富学生的思想，通过简单明了的视频教学，有效把握学生的注意力，让学生集中精神进行观看，在观看中逐渐将传统的文字知识转化为思想意识,这样学生不仅能够了解岩石的种类都有哪些，还可以在观看中了解探究岩石的过程以及步骤，逐渐在自己的脑海中建设一个框架。

小学生本身的知识储备、社会阅历和认知能力相对而言较为薄弱，这就导致了科学知识在小学生眼中抽象性和概念性相对较强，小学生往往无法有效地了解科学知识，因此在理解的过程中面临着较多的困境和问题，这就导致了小学生在科学学习的过程中厌恶心理相对较强。要想解决这一问题，提高科学教学的效率和质量，教师就要在实践教学展开过程中有效地构建情境，引入更多的视频资源，通过视频资源的有效引入，让抽象化、平面化的文字变成具象化、形象化的视频呈现，这样学生在理解和认知上效率更高、质量更好，同时视频的播放也可以有效地调动学生的学习兴趣，让学生更愿意主动地探究和思考，当学生的视觉、听觉得到有效刺激，并且实现感官联动之后，学生对科学知识的了解欲望会进一步提高，进而提升课堂教学效率和教学质量。教师要引起关注和重视，结合教学内容和小学生本身的理解能力兴趣特点，引入更多的视频资源，以视频为引导推动课堂教学的有序开展。

二、借助生活中的实际事例，展开科学实验的探究

科学来自生活，教师在对学生进行教学时不仅要展开知识的教学，还要结合生活展开引导和拓展，将学习的内容应用于生活中，将科学、生活结合在一起展开STEM教学指导。教学具有一定的神奇性，科学知识的探索由无数的提问、思考、研究和实践组成。因此，教师在对学生进行科学教学时，要培养学生思考的意识，抓住科学本身的色彩来展开教学内容。由于小学阶段的学生处于孩童阶段，对事物的好奇心比较大，因此教师可以借助学生的好奇来展开有效的引导工作，让学生能够自然而然地在生活实践中理解科学知识。通过生活与科学的结合来丰富学生的认知，帮助学生更好地消化知识，进而提升自己的专业能力.

科学课堂中会设置研究与实践的环节，如在对学生进行“电在生活中的用途”的教学时，可以结合生活中的事例来展开讨论，有效引导学生思考，让学生能够在实践和思考的同时掌握科学知识。教师可以提出一些问题，如“电是什么？生活中的电有什么表现形式？具有什么特点和作用？如何能够证明你们的论述？”之后，教师可以让学生进行思考，并以小组为单位进行合作，大家可以相互讨论，将自己的思想进行沟通，之后进行一些小实验来验证自己的观点，最后以小组为单位进行汇总，以书面的形式展现小组内部的实验过程、实验依据以及实验结论。教师可以通过查阅来了解学生的思想。这样的实验活动可以从生活展开，让学生明白电的重要性和珍贵性，明白电能够给我们的生活带来什么，没有电的话我们的生活会成为什么样子，以实验带来的真实感受来让学生真实体会，同时让学生具备节约用电的意识，在科学的学习中引导学生的品行，达到综合教学的效果。

生活化教学的有效研究是十分重要也是十分必要的，在上文中有所提及，因为小学生本身的知识储备、社会阅历和认知能力都处于待发展阶段，因此在该阶段想要将科学知识有效地传输到小学生的脑海中，让学生理解科学知识，甚至有效地应用科学知识来解决实践问题，相对而言往往是较为困难的。在这样的情况下引入生活片段和生活情境，让学生以生活为跳板汲取借鉴和参考是十分必要也是十分重要的。除此之外，生活化教学在实践应用的过程中，除了可以有效提高学生的知识理解能力和认知的效率和质量以外，还可以端正学生的学习态度，让学生认识到科学知识学习与日常生活两者之间的联系，进而更积极主动地参与到学习中，从被动接受变为主动索取，这两者之间达成的效益和影响往往有质的区别，教师要引起关注和重视，找到科学知识教学以及课本内容和学生日常生活实践两者之间的契合点，以此为跳板提高教学效率和教学质量。

三、借助动手实践活动，提升学生的科学实验效果

科学的学习和探索离不开实践，爱迪生是一名伟大的科学家，他在研究灯泡的实验中曾经失败了六千多次，最后终于成功，提升了灯泡的质量，若只有科学知识和探索的思想而没有实践，爱迪生根本不会成功。由此可见，实践出真知，在对小学阶段的学生展开科学教学的过程中，教师不能忽视动手实践的教学意识，而应该借助学生的能力展开引导和拓展，在实验活动中激发学生的意识，在动手参与中使学生主动学习和思考，同时帮助学生融入科学的大环境中，感受科学的应用，提升科学教学的趣味性，进而达到较好的科学教学效果。

如在学习“谁在水里溶解得多”时，教师便会鼓励学生动手实践，进而解决一些难题。以“过滤”过程实操为例，首先教师可以进行实验导入：当靠肉眼不能确定物质是否发生溶解时，我们还可以另一种办法来辨别（引出“过滤”）。其次，教师可以充分引导学生发挥学习小组的作用，让学生开始动手实践：一贴，滤纸要紧贴漏斗壁；二低，滤纸的边缘要稍低于漏斗的边缘，滤液的液面要低于滤纸的边缘；三靠，盛滤液的烧杯要靠在倾斜的玻璃棒上，玻璃棒下端要靠在三层滤纸一边，漏斗的颈部要紧靠接受器的内壁。然后教师对小组进行分工，要求第一组完成食盐溶液的过滤；第二、三两组完成面粉的过滤实验；第四组完成沙和水混合物的过滤实验；看哪一组能够用过滤的方式将该组的物质分离出来。最后学生得出如下结论：面粉过滤后留下颗粒，所以我们认为面粉在水中没有溶解。而食盐过滤后没有留下颗粒，所以判断物质溶解的依据还有一点，就是“过滤后无颗粒”。因为食盐在水中能溶解，形成了的溶液我们可以叫作食盐溶液；沙、面粉在水中不能溶解，我们则把它叫作混合物。动手实践是学生在所学知识的基础上想办法去解决生活中的困难，去解答困惑。小学科学自然也是如此，其强调发展学生对所学知识的实践运用能力；STEM中的科学素养要求学生能运用所学知识理解自然界中的客观事物并能参与其中，技术素养要求学生具备使用实践技术的能力，工程素养要求学生能理解这些实验的一系列过程，数学素养则要求学生能在数学的视野下解决不同的困难与问题。综合种种素养来看，其对学生知识实践运用能力的要求极高，这在很大程度上也意味着小学科学学科的要求与STEM教育的要求形成了统一，并且也启示我们小学科学教师在STEM教育理念的引导下更要重视实践操作活动。

从小学生本身的学习特点和年龄特征来看，小学生的动手操作欲望是相对较强的，如果可以设置较多的实践类活动，小学生对科学知识的接受欲望会更强且求知欲望相对也会较强。通过学生自己实践探索和分析研究得出的最终结论，学生在理解认知和应用上占据优势，教师要认识到这一点，在开展教学的过程中设计更多的实践类活动，提高课堂氛围的同时也提高学生的学习兴趣，培养学生的学习能力。除此之外，实践类活动大多数是以小组为单位展开的，在小组合作的过程当中也可以有效地培养学生的人际交往能力和合作探究能力，不仅对学生的学习能力、学习思维和学习欲望提升提供更多的帮助，同时对学生的观念态度养成也可以提供一定的帮助。

四、借助家校合作的方式，展开科学的指导

家庭教育对学生而言同样重要，学生不仅要在学校中进行专业的学习，同时还要在生活中应用学到的内容，而家长便是学生在生活中的监督者和指导者。因此，教师要多与家长进行沟通，让家长了解学生在学校中的情况以及学习内容，让家长能够具备科学的思想，在日常生活中以科学的知识和思想，引导学生家长和学生一起展开科学探究，在小小的实验中，培养学生大大的习惯和意识，进而达到综合实验教学的目的。

以“电的本领”这一章节教学为例，首先教师在新课导入时会提问：“同学们已经学习了简单的电路知识，谁能说一说一个简单电路包括哪些电路元件？”学生齐声回答：“电源、用电器、导线和电器元件等。”接着，教师会邀请两名学生用这些电路元件连接电路点亮小灯泡。其中一位学生的小灯泡顺利点亮:电流从电池的一端经导线流出，通过小灯泡，回到电池的另一端，形成一个完整的回路，小灯泡就会发光。而另一名学生连接的电路小灯泡没亮，这也意味着这位学生的电路出故障了。其次，教师要带领学生分析故障原因，这些原因也只是其中的一种可能性，而如何准确地找出电路中的故障，是师生需要思索的问题。因此，教师可以带领学生制作电路检测器，利用电路检测器检测电路故障。这是在课堂教学中教师进行的专业指导，那么为了家校结合教学得到更好的发展，家长在课后也应当与孩子共同去“温习”课堂内容，指导并督促孩子对课堂内容进行有效巩固。如在学完“电的本领”后，当孩子回到家中，家长可以鼓励孩子用电路检测器检测有故障的电路。孩子便会拿出自己在学校的一套工具，向家长进行演示：用电路检测器的两个检测头和一根电线的两端相连接，如果小灯泡亮了，就说明这根电线没有故障；如果不亮，则说明这根电线有故障。这时家长就提出疑问：“如果电路检测器不灵怎么办？为什么先要把检测头接触一下呢？检测仅仅做一次就够吗？”接着孩子便会整理一下实验方法：一是先把电路检测器的两个检测头相互碰一下，看检测器的灯泡是不是发光；二是把可能出故障的元件串到电路里，看检测器的灯泡是否发光；三是重复检测一次。然后孩子便会用刚才的方法查出电路出故障的地方。家长此时可以为孩子设置了一个有故障的电路，并且让孩子用电路检测器把故障找出来。孩子边操作边记录，先是把检测出来的故障元件放在信封中，在材料盒中换取好的元件；然后重新连接电路，排除故障，使故障电路中的灯泡亮起来。孩子在实际操作时，家长一边指导一边督促孩子安全实验，灯泡亮起来，说明孩子已经排除故障，成功了。这样家校结合的教学模式，能够让家长更清楚地了解孩子的学习动态和学习成果，在日常生活中孩子也更有信心解决问题，更有助于孩子在学习中的可持续发展。

五、结语

综上所述，科学是一门具有趣味的科目，教师在对学生进行教学时要借助多样的方式展开教学，以视频来提升学生学习的趣味，丰富学生的认知和思想，让学生可以理解抽象的科学知识，集中目光，更好地理解科学知识；生活化的案例可以让学生将科学和生活结合在一起，让学生能够综合理解，以正确的态度面对社会的现象；实践互动是实验的过程，有效地展开可以提升学生的动手能力。上述方式均可以在STEM教学环境下展开科学教学，效果较好，教师们可以借鉴使用。