以STEM教育理念优化教学探索

常妮儿

在传统教育中，小学科学课程主要的教学模式为：准备所需材料、实验操作、总结实验结论。此种教学模式盡管可以锻炼学生的实践探究能力，然而却在一定程度上制约了学生创新思维的发展。事实上，科学探究是学生掌握科学知识的方法之一，单纯依靠科学探究很难锻炼学生运用的能力。基于此，若在农村小学科学教学中合理引入STEM教育理念，将可以很好地解决上述问题。此文围绕“STEM教育理念下的农村小学科学教学优化策略”展开探究，重点解析了STEM教育理念内涵、重要性及其运用方法。

STEM教育理念是新时代下教育制度逐步健全的产物，这种教学理念符合素质教育要求，有利于学生全面发展。基于STEM教育理念，学生可以充分体验到学习科学知识的乐趣，锻炼学生动手操作、开动脑筋以及优化学以致用等综合能力，为社会培育出具备综合素养的优质接班人。融合性是STEM教育理念的主要特征，这种新颖的教学模式可以大幅度优化学生的学习效果。STEM教育理念凭借自身多种教育功能得到广大师生的青睐、认可与应用，为进一步提高农村小学科学教学的有效性，老师应积极引入并科学运用STEM教育理念，并敢于创新，为学生提供多元化教学内容，让学生在学习中擦出思维的火花。

一、STEM教育理念内涵

STEM教育理念源自1990年代的美国，属于一种跨学科教育教学理念，这种教学理念不仅具备全面性优势，而且比较多样化。多元化跨学科教学方式有利于学生锻炼综合素养与综合能力，还有助于学生发展思维创新力，进而为社会培育出具备综合素养的优质人才。STEM教育理念的运用范围比较广泛，从小学教育直到成人教育都可以应用，只需围绕学科的具体特点针对性调整STEM教学资源即可。在发展学生思维与素质方面，这种教学理念发挥着巨大的作用。

二、将STEM教育理念引入小学科学教学的可行性

在STEM教育理念的指引下，学生的主体性会得到老师的高度重视，学生将具备充足的时间自主寻找并汇集需要的材料，帮助自己更好地完成学习任务和达到学习目标。小学科学属于重要学科之一，开展小学科学教育可以锻炼学生思考能力、发展创新思维、培养探究精神与科学态度等等，有利于学生全面发展与进步。将STEM教学理念引入小学科学教学有着很大的可行性，因为二者的教育目标吻合，二者教学目标的共同之处在于，能够有效训练学生操作、实践与其他方面的综合能力。

三、以STEM教育理念优化农村小学科学教学策略

（一）创建适宜的教学情境，积极引入STEM教育理念

每一位农村小学科学老师都肩负着提高课堂教学品质、质量与效果的责任，也就是说，优化农村小学科学教学有效性是一个值得深入探索与研究的课题。实践是小学科学的主要学习内容之一，小学生都有着强烈的求知探索欲，具有充沛的精力。老师应通过创设情境的方式帮助学生积极学习并探究科学知识，而STEM教育理念有利于学生优化学习态度和提高学习有效性。STEM教育理念能够将教学情境与科学学科完美融合，促使学生在教学情境中利用自身经验并通过动手实践来处理问题，在动手操作与模仿练习中学生将逐步形成并优化操作技能。与此同时，坚持STEM教育理念还有利于培养学生良好的学习习惯与态度，在整个训练环节中学生的思维能力、创造能力以及认知能力等都能得到有效提升，让科学知识变得更加丰富多样。比如在春季，老师可以带领学生一起开展春游活动，利用春游活动帮助学生观察并了解多种小草、树木与花朵，并要求学生详细记录在春游中所观察的事物，比如花的品种、颜色与花瓣数量等信息，叶子与根茎的作用等等，借此向学生渗透科学知识，比如光合作用知识等等。这种实践探究活动不仅能够充实学生的科学知识，还可以有效优化学生学习科学知识的态度与方法。

（二）提高课堂导入质量，融合多学科资源

跨学科是STEM教育理念的主要特点，在课堂导入环节中，老师需围绕多学科认知有针对性地设置导入，以此提高学生学习的主观能动性。可以有效融合游戏与各学科知识，让学生在一个轻松愉快的环境中学习知识，这有助于培养学生的科学学习兴趣。此外，可以在科学课堂导入中引入数学认知，借助数学典例与故事发展学生的主动思维能力。还可以巧用多媒体信息技术进行导入，多媒体在展示功能方面具有很大的优势，能够为学生提供多种感官体验，促使学生对科学知识形成强大的内驱力。以《植物的不同和相同》一课教学为例，为优化课堂导入质量，小学科学老师首先可以巧用多媒体手段，以图片的方式向学生直观呈现植物，让学生借助直观的图片来辨认植物。通过图片学生辨认出多种植物，比如菊花、西瓜、白菜与菠菜等等。然后，老师引导学生观察教室外的植物，让学生继续辨认室外的植物，这种课堂导入法有利于调动学生学习的热情。学生通过观察，积极阐述自己的答案：有的说看到了柳树，有的说看到了杨树，还有的说自己看到了蒲公英，等等。在课堂导入中引入多媒体技术手段，能为学生带来直观的认知体验，学生可以更加真实的方式观察植物并积极开展实践活动，其中不仅涵盖科学知识，而且还有其他学科的知识。借助多学科认知开展科学课堂导入活动，有利于优化学生的学习态度，为课堂教学注入活力。

（三）搭建项目式教学方式，训练学生综合应用能力

就农村小学科学教学而言，科学任课老师须正确认识并了解STEM教育理念。老师应基于STEM教育理念，深入探究并解析小学科学课本内容，强化课本各知识点间的联系，为学生搭建项目教学方式。借此，进一步优化农村小学科学教学，细化活动流程，为科学综合实践教学活动提供方向并提高教学效果，借助项目教学训练学生的综合应用能力。以教学“植物”单元知识为例，在为学生讲述完课本知识后，老师可以围绕“植物叶子的艺术”主题开展项目实践活动。在活动中，学生要按照自身喜好采集植物叶子并将其做成标本。在此过程中，学生可以根据自身的想法与理解，科学地融入艺术元素，确保艺术性和科学性的完美结合。老师还可以让学生以日记的方式记录自己的心得体会与制作流程，并将其分享给班级学生与老师。这种实践方式有助于学生高效内化所学知识，帮助学生搭建与自身情况吻合的科学理论体系，并促使实践教学效果得到有效提升。

（四）教学联系生活，促进学生提高创新能力

生活不仅是科学的来源，而且也是科学的服务对象，为此，在农村小学科学教学工作环节中，老师应将STEM教育理念作为指导思想，充分突出并重视学生主体性。要鼓励学生积极观察并发掘现实生活中蕴藏的科学知识，让学生利用所学科学知识发掘、解析并处理现实生活中的问题，在探究与操作环节中学生将认识科学实验规律并得出结论。所以，农村小学科学老师应提高自身的引导作用，积极联系现实生活和科学，利用科学知识来处理现实生活中的问题，让学生逐步提高实践能力、创新能力以及学以致用能力。以“形状与结构”单元知识教学为例，在为学生讲解完课本知识以后，老师可为学生组织主题为“小小造桥工程师”的实践探究活动。首先要为学生科学分组，然后让学生根据自身经验以合作的方式进行创作，创作中要充分考虑多种因素，包括材料特征、承重力、桥的结构、桥的形状与抗弯曲能力等等。当各个小组完成创作任务以后，老师再引导各小组开展承重比赛活动，哪个小组所设计的桥承重能力最强，哪个小组获胜。优质的课堂环境以及科学探究活动可以有效训练学生的思维能力，而且这种动手操作活动有效衔接了工程、技术、科学与数学等多学科知识，促使学生逐步优化自身的实践能力、创新能力并形成科学核心素养。

（五）扩展教学空间，强化学生个性探究能力

在农村小学科学教学中，老师除了要高度关注课堂教学活动以外，还应积极组织并落实“第二课堂”，从而达到扩展教学空间与锻炼学生个性探究能力的目的。小学科学老师应按照STEM教育理念大胆革新教学理念与模式，以小学科学课本为载体，为学生提供丰富多样的科学探究活动。利用科学探究活动延伸教学，将科学课堂融入社会与生活等多个领域，让学生保持浓厚的好奇心积极探究科学知识并锻炼个性探究性能力。以教学《种子发芽实验》为例，在为学生讲解完课本知识后，为进一步扩展教学空间并锻炼学生的个性探究能力，老师可以“探索种子奥秘”为主题布置任务，具体要求学生：利用课余时间对种子的生长过程进行观察与记录，记录方式为视频;学生需利用手机将自己的观察过程进行记录，最好将录制的视频时长控制在六分钟以内。然后，学生可以按照自身的喜好以自主的方式展开实验探究活动，比如“苹果坏了”或者“生活中的石拱桥”等等，借此点燃学生的科学探究兴趣，让其积极自主地参加实验活动，从而达到锻炼学生个性能力的目的。

（六）丰富学习评价方式，激发学生学习主动性

针对小学科学学习的评价，除了要评价学生的学习成绩以外，还要对学生的科学素养展开综合性评价，评价内容应涵盖科学知识掌握度、探究能力、学习能力、学习态度、学习情感与价值观念等方面，评价方式包含终结性评价与过程性评价。就小学科学教学而言，终结性评价是目前运用比较多的评价方式，终结性评价是指试卷测评。基于STEM教育理念的评价有总结性评价和过程性评价两种。汪丰光副教授曾指出，评价方式主要包括四种：正式与非正式教育教室内STEM评估，非正式教育场馆STEM评估，STEM线上技能测评，学习共同体STEM项目评估。应为每一位学生建立档案，档案中要清晰记录学生的具体学习状况，根据档案内容來展开最终性评价。这种评价方式的专业性很强，这给教师也带来了一定的评价难度。对小学科学老师来说，虽然难度比较大，但只要积极研究，就会探究出最佳的评价方式。农村小学科学老师可以科学融合传统评价模式和STEM评价模式，为学生提供多元化评价方式。

具体做法如下：首先，老师可以积极建立学生学习档案，运用总结性和过程性相结合的方式展开评价。若老师所教班级比较多，可以以小组或者班级为单位来建立学习档案，将各小组学习进度、效果与积极性等详细记录在档案中。其次，老师在教学环节中也应积极观察并采集学生过程性资料，将学生的过程性资料也记入档案中，并将档案数据与试卷测试成绩结合进行最终性评价。这种评价方式可以大幅度提高学生的学习主动性。

综上所述，STEM教育理念属于一种教育战略，汇集多学科与多领域内容，涵盖科学、技术、工程与数学等学科。小学科学老师应该有效衔接STEM教育理念和科学学科，为学生开展丰富多样的科学实践活动，让学生积极思考并自主探究。基于STEM教育理念的农村小学科学教学优化策略包括：创建适宜的教学情境，积极引入STEM教育理念、提高课堂导入质量，融合多学科资源、创建项目式教学方式，教学联系现实生活、训练学生综合应用能力，扩展教学空间、促进学生创新能力提高，丰富学习评价方式、强化学生个性探究能力，提高学生学习主动性，等等。

【本文系甘肃省教育科学“十四五”规划2021年度教育科研创新实验区专项课题“STEM教育在农村中心小学科学教学中运用实践探究”（课题号：GS〔2021〕GHBZX199）的研究成果。】