小学科学教学与STEM教育理念的整合策略探析

☉曾辉新

STEM 教育理念与小学科学教学的有机整合是大势所趋，是学生成长为国家所需要的德智体美劳全方面发展人才的有效路径，所以在教学活动中教师应将二者的整合重视起来。想要将其进行有机整合，就需教师对STEM 教育理念及小学科学教学特点进行深入研究，并结合学生的身心发展特点，选择适当的方法开展教学活动。

一、STEM 教育理念

STEM 教育理念是一种综合教育，其中S 代表的是科学，T代表的是技术，E 代表的是工程，M 代表的是数学。与其他教学方式、理念相比，其最大的特点在于打破了学科之间的壁垒，可以使学生在学习某一门课程的同时掌握其他知识，并形成良好的综合能力，成为综合性人才。鉴于其最早由美国政府提出、实践，而我国教育改革起步较晚，所以即便素质教育推行已久，且教育部门提倡教师采用STEM教育理念开展教学活动，我国在此方面也仍处于起步阶段。就目前情况而言，教师已明确STEM教育理念的本质，即培养学生的多元化技术能力水平，且尝试基于此设计教学活动，通过给学生创造自己动手的机会、团队合作的机会，进行知识学习、能力培养［1］。

二、STEM 教育理念在小学科学教学中的应用现状

鉴于科学教学是小学阶段的重要科目，且其具有理论+实践的特点，在科学教学中应用STEM教育理念可取得意想不到的效果。因此，教育部门提倡教师在小学科学教学中应用STEM 教育理念［2］。新课改明确提出，教学活动应当围绕学生开展，应使学生的主体地位在教学活动中发挥出来。在教学活动中，教师应注重对学生的身心发展规律进行探究，尝试借助STEM 教育理念推动教学改革，使学生对小学科学学习产生兴趣，并使学生在学习知识的过程中形成良好的学习能力。但是，受各种因素的影响，教学效果与理想存在较大差异。例如，在教学活动中，教师虽然考虑到了学生的身心发展规律，但是未考虑到学生之间的差异，导致部分学生无法走进科学世界，无法感知科学世界的魅力，无法对小学科学教学产生兴趣。

三、STEM 教育理念在小学科学教学中的整合策略

（一）知识与STEM 教育理念的有机整合

课堂教学的目标之一就是将理论知识教授给学生，使学生在潜移默化中理解知识、掌握知识、内化知识。所以在进行STEM教育理念与小学科学教学的有机整合时，教师可将知识与STEM教育理念进行整合，以帮助学生构建知识体系，灵活应用所学知识解决生活中遇到的问题［3］。

例如，在教学《我们生活的世界》时，教师便需对小学科学教学内容进行深入挖掘。在学生对知识有了一定了解后，教师可以融合其他学科的知识并提出一些问题，实现知识的整体化学习、应用，为学生的学习与发展提供保障。就这部分知识而言，其讲述的是我们生活中的各种信息，而教材中的所有知识皆是由相关学者、专家根据生活中的某一现象总结而成，所以在教学活动中，教师可以根据这一特点融入其他学科的知识，使学生在潜移默化中构建综合化的知识体系，为其灵活运用所学知识解决问题奠定良好基础。在实际教学中，教师可以将多媒体技术利用起来，呈现一些生活中的具体画面。之后，教师可以引导学生对画面进行观察，从中获取一定信息。由于学生的入手点不同，所以获得信息也不同，此时教师便可在黑板上进行总结，并提出问题引导学生思考这些答案是站在哪些角度得出的。这样，学生才可在学习科学知识的同时发散思维，才可构建综合化的知识体系，为其灵活运用这些知识解决问题奠定基础。

（二）通过实验教学实现小学科学教学与STEM 教育理念的有机整合

上述提到，小学科学是一门理论知识+ 实验的科目，而STEM 教育理念旨在培养学生的综合能力。在教学活动中，教师不妨让学生通过动手操作进行探究，在理解知识、掌握知识的同时提高多种学习能力，从而推动学生的学习与发展。但教师需注意，小学生好奇心较强，生活经验较少，在实验活动中难免会遇到一些问题，所以想要提高教学活动的实效性，想要使学生成长为德智体美劳全方面发展的人才，教师就需在教学活动中进行有效引导［4］。

例如，在教学《种子萌发》内容时，教师便可开展实验教学，使学生在学习过程中感知知识、体验知识，使学生的综合能力得到提升。“种子萌发”中涉及的内容较多，且较为抽象，为了使学生加深对知识的印象，为了推动学生的综合能力的培养，教学大纲中明确提出，教师需引导学生做科学实验。而小学生存在好奇心强、自制力差的问题，在教学活动中很难长时间集中注意力。针对这一问题，教师可将情境创设法利用起来，使学生产生身临其境的感觉。具体而言，教师可在课堂伊始将提前准备好的实验器材分发下去，包括但不限于：种子材料、显微镜。在看到这些实验器材后，学生会产生好奇，迫切地想要知道教师给自己这些东西干什么。之后，教师可以将多媒体技术利用起来，呈现这样一段视频：慢羊羊村长说其他小羊被灰太狼抓走了，他们现在在天上，自己有一个宝贝种子，可以长得又高又壮，足以让自己到天上救下其他小羊，但是宝贝种子需要在土里萌发，萌发条件较多，自己老了不记得了，所以需要同学们的帮忙。通过观看这一视频，学生可大致了解教师分发实验器材的作用，并产生动手操作的兴趣。之后，教师可以将课堂交由学生，让学生进行动手操作，并在操作过程中与他人进行交流、沟通。

（三）通过强调动手操作实现STEM 教育理念与小学科学教学的有机整合

在进行STEM 教育理念与小学科学教学有机整合时，教师需及时转变教学观念，采用新颖的教学方法开展教学活动。STEM教育理念是一种综合教育，而动手操作有利于学生的综合能力培养，所以在教学活动中教师可将动手操作真正地重视起来［5］。

例如，在教学活动中，教师可以根据某一活动主题将STEM教育理念与小学科学教学进行有机整合，使学生在学习科学知识的同时掌握其他学科的知识，形成综合能力。在实际教学中，教师需给予学生鼓励，使其对教学内容进行深入思考，客观看待，使学生的质疑能力得到培养；教师需解放学生的双手，使学生参与到课外实践活动中，通过课外实践活动加深对知识的印象，形成良好的学习能力；教师需给予学生时间，让学生进行个性化学习，从而使学生形成个人兴趣，为学生接下来的学习与发展提供保障。例如，在教学《水》的相关知识时，教师便可采用动手操作这一方法，实现小学科学教学与STEM 教育理念的有机整合。例如，教师可以先对理论知识进行教授，然后给学生布置这样的作业：回家后准备三杯水，一杯水为温水，一杯水为开水，一个水杯里放满冰块，然后对这些水的形态进行观察，思考其与我们学到的哪些知识有关。通过这一过程，学生可以加深对知识的印象，动手操作能力、观察能力也可得到有效培养。

（四）通过生活化课堂实现STEM 教育理念与小学科学教学的有机整合

知识源于生活，也应用于生活。虽然小学科学存在实践性较强的特点，但是，所有的知识都是由科学家们根据生活现象，通过长时间的实验探究总结而来。所以在教学活动中，教师需将生活化课堂的创建重视起来，通过生活化的教学活动激发学生的学习兴趣，使学生掌握学习方法，构建知识体系。

在进行生活化课堂构建时，教师需考虑到学生的实际情况。因为在各种因素的影响下，学生的学习能力、学习情况存在较大差异。而新课改提出教学应当面向全体学生，所以，在进行小学科学教学与STEM 教育理念的有机整合时，教师也必须遵循这一原则。例如，在教学《面包发霉了》的相关知识时，教师便可根据相关知识提出问题。因为问题可以轻而易举地激发学生的好奇心、求知欲，使其参与教学活动并进行深入思考，从而为学生的综合能力提高提供保障。例如，教师可以就这部分知识提出这样的问题：面包发霉是什么样子的？面包为什么会发霉？在问题的引导下，学生会自主进行预习，且在预习过程中会结合生活经验进行思考，从而加深对面包发霉的理解。在这样的教学活动中，学生真正成了教学活动的主体，对相关知识进行深入思考，且在获得一定答案后能积极主动地举手回答，从而形成良好的教学氛围，提高了教学质量。

（五）通过综合实践活动实现小学科学教学与STEM 教育理念的有机整合

从某种意义上来讲，STEM教育理念就是一种综合性实践活动，而小学科学的最大特点就是综合性较强，所以教师不妨基于此开展教学活动，使学生在学习知识的同时形成良好的学习能力，形成科学素养及STEM 素养。

鉴于学生是活动的主体，所以教师需考虑到学生的身心发展特点，去尽可能激发学生的活力，使STEM 教育理念在小学科学教学中发挥最大效用，从而推动学生的学习与发展。通过调查发现，大多数学生喜欢听故事，所以教师可以将其当作入手点，从童话故事、历史故事中提取素材，开展综合实践活动。例如，在教学《形状与结构》时，教师便可对相关知识进行深入探究，然后回想与相关知识有关的故事，从中提取素材，为学生的STEM 素养、科学素养的形成提供保障。例如，教师可以根据《鲁滨逊漂流记》这一故事设计鲁滨逊的小木屋这一活动，让学生基于实际进行探究，在潜移默化中理解知识、掌握知识，并构建综合化知识体系。又如，教师可以根据知识源于生活的特点开展综合实践活动，使学生发现生活与知识的联系，从而内化知识，灵活运用知识。在教学完《神奇的机械》后，教师可根据这部分知识与生活有关的特点设计综合实践活动——多功能修正带，使学生进行技术、工程、数学的多维度科学探究活动，从而使STEM 教育理念在小学科学教学中发挥最大效用。

（六）通过数据统计实现小学科学教学与STEM 教育理念的有机整合

科学与数学之间有着密切联系，而STEM 教育理念可打破学科之间的壁垒，实现综合教育。所以，在教学活动中教师需将数学知识融入其中，使学生应用数学知识解决问题，并对科学知识进行探究。

在教学《造房子》时，教师便可开展数据统计，使学生感知数学知识与科学的联系，应用数学知识解决实际问题。就这部分知识而言，教师可以让学生对房子的形状进行统计，根据统计结果设计样稿，并按照样稿进行木屋制作。在进行木屋制作时，学生需要考虑到图纸的大小、木屋的美观精准等，所以学生会在潜移默化中感知数学知识与科学的联系，并将综合化的知识体系构建起来。同时，学生可应用数学知识解决遇到的一些问题。例如，木板长度、宽度的测量，屋面坡度计算等。由此可见，通过数据统计活动，可以使小学科学与数学知识进行有效结合，使学生在潜移默化中加深对数学知识的印象，并构建综合化知识体系，从而达到STEM 教育理念与小学科学教学有机整合的目的，为学生成长为德智体美劳全方面发展的人才提供保障。

综上所述，实现STEM 教育理念与小学科学教学的有机整合是时代发展的必然趋势，是推动教学改革的有效路径，是培养德智体美劳全方面发展的人才的有效方法。因此，在教学活动中，教师需要根据学生的身心发展规律、小学科学的特点设计多样化的教学活动，巧妙地将小学科学教学与STEM 教育理念进行有机整合。在教学活动中，教师可以实现知识整合，帮助学生构建综合化知识体系，灵活运用所学知识解决问题；教师可以开展实验教学，使学生在探究学习的过程中形成良好的学习能力；教师可以注重动手操作，使学生加深对知识的印象的同时形成综合能力；教师可以创建生活化课堂，使学生结合生活经验进行知识学习，从而提高学生的综合能力；教师可以开展综合实践活动，使学生在探究的过程中形成良好的数学素养及能力；教师可以应用数据统计，使学生发现数学与科学的联系。