依托STEM教育理念 优化小学科学教学

李赟

STEM教育实际上代表了科学、技术、工程、数学、艺术等多种学科的融合，并不是指简单的组合或者叠加，而是跨领域的知识研究，跨学科的整合，其主要任务就是通过学生的学习注重对其思维能力的培养，通过实践活动可以自主地发现问题并且解决问题。这一概念的引入对小学科学的教学有着重要的影响，也为我国的教育改革提供了新的思考。小学科学是一门实践性很强的学科，在小学科学教学改革创新的过程中，如何依托STEM教育理念，优化小学科学教学是现阶段一线教育工作者面临的一项重要实践问题。

一、STEM教育理念融入小学科学教学的背景

（一）STEM教育的本土化融入

STEM教育的提出源于20世纪的美国，因此，将STEM教育融入中国，无论是国家教育背景还是现实的教育状况，以及时间跨度都是要考虑的因素。将STEM教育理念融入小学科学教学中时，应该努力使STEM教育本土化，结合我国的国情以及学生的现状等教育背景，努力找到符合我国教育现状的STEM教育模式，使其余小学科学更好地融合。例如，教育者可以将人文情怀、创新思维等等融入STEM教育理念中，使该教育理念变得更加人性化、本土化，使STEM教育更符合中国的小学科学教育，这有助于更高效地寻找到符合我国国情的STEM教育的途径。

（二）STEM教育的优势不断的凸显

STEM教育理念的跨学科融合教育，并不是将各个学科的知识简单相加，而是提倡学生利用各种学科资源，通过整合的教学方式让学生掌握科学知识和相关的技能，最后可以灵活地运用知识，通过自己学习的知识知道该如何解决实际的问题，提高学生的学习素养。经过研究实验表明，STEM教育有助于激发学生对科学研究的兴趣，容易激发学生的探究欲望，可以有效培养小学阶段学生的团体合作精神，解决问题的能力和实践创新能力，让学生充满对小学科学课堂的自信心，让学生有效获得STEM领域方面的核心力量，也正是由于其独特的教育理念，使STEM教育逐渐在全世界的教育领域得到推广。

（三）国内外对科学教育的重视

随着国内外经济科技的飞速发展，对学生的科学教育也逐渐受到了高度重视，开始对学生的科学教育进行改革，美国早在2013年就提出STEM教育理念，提出将“跨学科融合”“实践活动”“科学学科的核心概念”一起作为小学科学教学标准的三大维度，将科学探究提高到了新的教育地位，從而推动了STEM教育理念在美国的小学科学课程中的有效实施。在STEM教育理念的发展下，可以有效突破传统小学科学的教学模式，采用多元化的方式对学生进行教学评价，将科学、工程、技术与数学等各种方面进行有机结合，从而培养学生的科学思维的发展。

二、依托STEM教育理念优化小学科学教学的意义

（一）有利于培养学生解决问题的能力

STEM教育理念是将学生置于科学项目的主题中，通过其跨学科融合的学习方式，让学生在科学、技术、工程等各个方面均有涉猎。让学生学会通过不同学科的知识去分析问题，在科学探究的过程中能发现问题，通过一定的实践活动进行不断尝试，从而找到问题解决的方式。小学科学是小学阶段最为基础的学科，也是培养学生探究能力，科学启蒙的重要课程，STEM教学理念的引入为小学科学教师提供了新的教学思路，为学生提供了各个学科的融合实践活动，让学生在探究的过程中不断的尝试，可以培养其发现问题、解决问题的能力。

（二）有利于培养学生团队合作能力

STEM教学过程是通过一些项目主题开展的科学的教学活动，通常这些主题与小学阶段的学生日常生活息息相关，需要学生之间共同合作探究，在这一过程中，离不开学生之间的积极交流。在日常的科学实践活动中，学生以小组为单位进行合作探究，在实践过程中，学生开动脑筋，说出自己的想法提出假设，然后根据假设去实践验证，在此过程中，小组成员之间要相互合作、团结一致、分工明确，教师在旁及时进行指点，在与学生一起进行科学探究的过程中，不断与学生进行交流讨论，有助于培养学生的团队合作能力。

（三）激发学生对科学知识的兴趣

在小学科学教育中渗透STEM教育要切实贴近学生的生活实际，且有一定的趣味性，可以有效地提高学生对小学科学的兴趣，提高学生小学科学课堂实践活动的参与度。在实施STEM教育的过程中，小学科学教师应及时引入小学阶段学生能理解且与其平时生活息息相关的问题，在此问题中隐藏相应的科学知识，在激发学生的好奇心后，引导学生动手实践并且找到问题的答案，在此过程中了解一些相关的科学小知识，从而激发学生对科学知识的好奇心。在依托STEM教育理念的小学科学的教学过程中通常少不了动手实践或者动手制作的课程，教师要重视学生的参与度和喜爱程度，而小学阶段的学生活泼好动，对新鲜事物都蠢蠢欲动，对动手制作也存在着一定的兴趣，因此，在诸如此类动手制作的科学实践活动中，很容易激发学生对科学知识的学习欲望，并且热衷于将自己的制作成果分享给他人，因此依托STEM教育的小学科学教学正好符合小学阶段学生的身心年龄的特点，激发学生对科学知识的求知欲，有效提高学生对小学科学相关课程的兴趣。

三、依托STEM教育理念优化小学科学教学的策略

（一）立足学生教材，选择合适教学内容

在依托STEM教育理念进行小学科学教育的过程中，课程内容的选择是至关重要的，其选择直接决定了该科学课程的教学质量，因此，小学科学教师应该立足于小学科学的学生教材，为学生选择合适的教学内容。在小学科学的教材中，在每一个单元的最后都会有一个实践活动，大多是这个单元科学知识的综合，但是传统课本上的活动流程也不够明确，在传统的教学过程中很多教师通常选择忽略，或者按照该活动讲解一下，并不能激发学生对该科学实践的兴趣。在进行科学实践活动的过程中如果教师不能给予正确的引导，对科学实践活动没有一个明确的实践流程，就会导致学生在实践过程中像无头苍蝇一样乱撞，不仅没有达到综合运用知识的目的，其学习效果自然也是比较差的。因此，教师在教学的过程中应该选择合适的教学内容，针对教材中的内容设计一个适合学生的综合实践活动，从而调动学生的各种学科知识，从而实现单元知识的综合应用。

例如，在小学科学的学习过程中，会涉及很多关于植物的科学知识，一年级下册中学习“多姿多彩的植物”，三年级下册中学习的第一单元“植物的一生”引导学生关注植物的生长，第二单元“植物与环境”引导学生认识到植物与自然环境之间的关系，还有四年级下册学习的“繁殖”中用植物的种子或者是用根、茎和叶进行繁殖。但是由于学生的年龄限制导致学生对植物的认识是比较少的，对植物也缺乏一定的了解，学生只是单纯地通过教材并不能很好地了解这些知识。因此，教师可以组织全班参与“科学学科的植物种植实践活动”特别是针对三年级的学生，教师可以引导学生参与植物种植的实践活动，让学生从种子入手，认识自己亲手种植的植物是什么样的形状，其根、茎、叶的特点，其生活习性，是如何繁殖的等。在此实践活动中，教师可以为学生提供几种不同的植物种子供学生选择，然后让学生通过查询资料、询问家长或者专业人士了解自己种植植株的习性，每一个人根据自己植株的情况记录相应的植物日记，将植物发芽、长叶、开花和结果的过程、时间和植物的状态都记录下来。在此实践活动中不仅可以提高学生的参与度，还锻炼了学生的动手能力、劳动能力和制作能力，同时也让学生了解到环境保护的必要性，形成校园绿色文化氛围。

（二）联系生活实际，探索综合实践课程

依托STEM教育理念的教学活动中，大多都注意联系学生的日常生活实际，凸显了我们日常生活中亟需解决的问题，所涉及的实践活动大多都是依据社会的热点问题，具有一定真实性、生活性。在小学科学教学过程中，教师应该注重引导学生善于观察身边的事物，引导学生可以发现问题并且想办法解决问题，引导学生将所学习到的科学知识应用到实际生活中。在小学科学教师教学过程中应该选择身边较为常见的生活现象，为学生讲解其中蕴涵的科学知识，让学生明确其中蕴涵的科学道理，引导学生在遇到生活中的问题时，应该融合各个学科知识进行解决，对知识进行灵活运用。教师应该带领学生根据生活的需要，引导学生利用所学习的知识一起完成综合实践活动，进而达到STEM教育理念下的小学科学教学目标，以此来培养学生的生活实践能力、解决问题的能力。

例如，在学习三年级下册中第四单元“身边的材料”这一单元时，在学生学习了天然材料和人造材料后，了解了关于不同材料是怎么来的，例如纸、金属、塑料，知道了它们各自的特点，知道不同的材料是如何制作而成的，也明白了不同的材料不同的用处，在学习了这一系列课程后，教师可以引导学生联系生活实际，思考日常生活中都常遇到哪些材料，让学生对平时常用的材料都有一个大概的概念。然后教师可以结合日常生活的实际让学生认识到垃圾的危害，引导学生关注到塑料垃圾造成的“白色污染”，引导学生合作讨论都有哪些地方会产生塑料垃圾，在此过程中学生也是畅所欲言，有的说平时去超市或者买菜用的购物袋，有的学生说快递产生的包装袋。当前随着网络购物行业越来越发达，快递是现实生活中产生的一个严重问题，同时也是塑料垃圾产生的又一大问题根源所在，教师可以通过这个切入点引导学生关注快递包装，通过测量、记录，亲手拆快递等体验方式让学生理解到快递过度的包装带来的“白色污染”，为学生创设一个生活场景，引导学生设计一个环保的、可以进行循环利用的新快递包装。这样如何制作可循环利用又环保的快递包装就成了科学综合实践探索活动，经过讨论研究，学生纷纷设计了相应的快递包装，同时着手绘制及制作自己构想的快递包装，有的学生设计的“拉链式的快递包装”，有的学生设计的“可反复充气式的快递包装”等。在这个过程中有助于学生综合利用所学知识，解决生活中的实际问题，有助于学生的全面发展以及综合能力的提升。

（三）结合学生兴趣，拓展个性化的课程

随着人们生活方式的改变，信息技术的不断进步，给学生的学生方式也带来了很大变化，从最初的“填鸭式教学”到现在注意让学生主动学习，为学生提供个性化的学习已经是老生常谈的话题了。传统的小学科学课堂较为枯燥乏味，虽然科学教学中的知识具有一定的趣味性，但是随着信息技术的发展，教材已经远远跟不上时代发展的脚步，一些实验探究已经满足不了学生的好奇心，教材的知识量也赶不上学生知识增长的需要了。因此，教师应该根据学生兴趣和年龄特点，为学生拓展相应的个性化的课程，为学生创造一些更加有趣的实验探究活动。

例如，教师可以利用“科学微视频”的活动促进学生的个性化发展，“科学微视频”就是记录学生平时在进行科学实验或者综合实践探究时的一些有趣的或者写实的视频片段，5分钟左右。而这种形式的微视频，不仅记录了学生在学习科学或者进行实验的精彩瞬间，展示了学生的个性化发展，而且在学校、班级中进行视频播放展示，可以让更多的学生看到，积极地参与到科学的实验中来。教师给予学生自主探究的权利，学生可以选择自己感兴趣的实验或者实践活动，进行自由探索，进而达到促进学生个性化发展的目的。通过一段时间的微视频实践活动发现，学生对微视频的接受度非常强，且对此都十分地感兴趣，慢慢地很多学生都有了自己的小视频，有的学生记录了自己发现的日常生活中的动物或者植物，如《雨后的蚯蚓》《蚂蚁搬家》《含羞草会害羞》;有的学生记录了一些科学的小实验，如《自制彩虹》《声音的传递》《颜色变变变》;还有的学生记錄了长期的纪录片，《金蝉脱壳》《蛋壳泡醋》等一系列的作品。

四、结语

综上所述，STEM教育理念就是跨学科的融合，将学科知识按照一定的逻辑顺序进行跨学科的重新排列组合，然后呈现给学生，同时还要保证知识的内容是学生可以接受和理解的具有基础性的，知识是具有全面性的。该教育理念不仅贴近学生的性格特点，而且能培养学生各方面的能力，已经对我国的小学科学教育改革带来了极大的影响，促进了小学科学教学课程的趣味性，维护了学生对未知的探索欲望，促进了学生在长期科学学习过程中认知水平的提高，从而能使小学科学教学能真正落到实处。

（左毓红）