STEM教育与科学教学有效融合

◇余荨佑 杨 丹 吴雪晖（重庆：重庆市沙坪坝区莲光小学校）

如今，社会对于STEM领域的人才需求越来越多，学校也因此越来越重视STEM领域的人才培养，小学同样不例外。STEM是由科学、技术、工程和数学这四门学科结合而成的，因此从教育的角度来看，STEM教育有着极高的应用价值。本文以小学科学为主，就STEM教育如何与其他学科有效融合展开探讨。

一、小学科学教育现状

科学学科是小学的重要素质教育课程之一，新课程教育改革理念推进以来，对小学科学学科教育的重视程度日益提升。科学学科是以培养学生科学素质为宗旨的启蒙课程，该课程倡导学生自主探究，激发学生对科学的兴趣与求知欲，挖掘学生潜在的科学探索能力，加深学生对科学本质的理解。然而，由于许多学校和教师深受应试教育理念的影响，对科学教育重视程度不够，加上教学资源匮乏，师资力量不足，教师的教学方式陈旧落后，影响了小学科学教学的顺利开展，导致小学科学教学整体效率低下。

二、STEM教育与小学科学教学有效融合

（一）加强教学的实践性

由于小学科学课程具有较强的实践性，因此，在将小学科学教学与STEM教育融合的过程中，同样也应高度重视教学的实践性，应结合科学课程内容引导学生参与实践活动，并在实践过程中进行实践体验与学习。

以教科版小学科学五年级下册中“热”这一单元为例，在进行本单元的教学前，教师可以先提问学生对于热的了解情况，以及自己所认为的热的定义，然后引导学生进入温度与水的变化知识的学习。这一板块的教学能让学生了解到，在不同的温度下，水温的升高与降低也会随之发生改变，而且，不同温度下的物体之间的相互接触，是可以进行热度传递的。教师可以让班级里用塑料瓶装开水的学生，将自己的杯子当作本次课堂的主要实验工具，将能够传递热量的、由内散发热度的塑料杯放置在书本上，过一段时间后，学生可以发现书面从较凉的状态变得温热起来。教师的讲解让学生明白，这就是热传递的效果。随后，教师可以提出问题：在常温下的桌面和较凉的铁制书桌抽屉上，同时放上滚烫的热水，在同一时间段内，是木质桌面的温度高还是铁制书桌抽屉的温度高？引导和指导学生就这个问题开展实验操作，进行对比。

（二）设计有趣的教学环节

兴趣不仅可以有效地激发学生的学习热情和积极性，也能够帮助学生更快速地活跃思维，掌握教师在课堂中所教授的知识内容。因此，在应用STEM教育理念开展小学科学教学时，更应通过为学生设计以趣味性为主的课堂教学环节，更好地激发学生对科学的探知欲望。

以教科版小学科学四年级下册“电路”这一单元的教学为例，教师可以先为学生设计一个突发的教学环节，将电路关闭。学生会发现，电扇不转了，电灯也不再亮了。这时教师便可以向学生提出疑问：“是什么使得电灯和电扇工作的？”在课前进行预习的学生会回答是电流，而这也就是本次课堂所要教学的“电”。教师可以带领学生进行简易电路的模拟实验，教导学生如何判断电路到底是出现了短路还是出现了断路，为学生演示在电路的连接过程中是如何进行线路对接的，并且告诉学生导体和绝缘体在电路中的重要意义，让其明白导体是用来导电的，而绝缘体则是用来隔离电流的。最后，教师为学生安排模拟安装照明电路的环节，提高学生的实践动手操作能力，使得学生探索电路的兴趣得以养成。

（三）根据学生的个体差异开展教学

小学生在成长过程中逐渐形成了单独属于自己的性格。因此，小学科学教师在组织科学实验时，也应当尊重学生的个体差异，据此展开课堂教学。我国古代著名教育学家孔子提出因材施教的理论，也是基于这个道理。特别是在将STEM教育理念融入小学科学课堂教学中，更要充分考虑到学生之间存在的理论知识以及实际动手操作能力的个体差异性，根据学生的不同情况设计不同难易程度的课堂教学方案，保证每位学生都能在科学实践课堂教学中获得最大成效，这也有助于提升学生的科学操作自信心。

在教科版小学科学四年级下册“运动和力”这一单元的教学中，教师首先通过平面和斜板带领学生开展让小车运动起来的实验操作，并引导学生用气球、橡皮筋等加速小车运动。有些学生力气小，拉扯橡皮筋的程度不足以让小车运行太远，这时教师便可以鼓励这些学生通过吹气球的方式，用气球放出的力来进行实验。而对于一些肺活量较小的学生，教师则可以建议其用橡皮筋来开展科学实验。学生在此过程中会发现，气球在放气时会产生推力，橡皮筋也会因为弹力而形成反向作用力，使得小车加速向前运动。此时，教师便可以引出弹簧测力计，让学生测量弹力对小车运动造成的影响，并逐渐引出摩擦力这一概念，让学生了解到小车运动时，除了有推力，还有与之相反的力，摩擦力阻碍小车的运动，而摩擦力同样也是使小车逐渐停下来的主要原因。

三、结合工程和数学设计小学科学STEM教育活动

小学科学虽然是一门独立开设的教学课程，但其所涉知识内容涵盖层面较广，与其他学科之间同样有着十分紧密的联系。所以，这也要求小学科学教师在教学时，可以充分利用科学与其他学科之间的关联，让小学生基于已有的知识储备，对新知识进行自主探索与分析，并且鼓励学生将科学中所涉及的知识点与其他学科的知识点进行联系。这不仅有助于促进学生思维的发展，同时也有助于其科学素养的培养。

（一）融合生活，学以致用

积累生活经验不仅是学习科学的起点，也是学习数学的重点。在进行工程和数学的小学科学融合教学中，除了需将学生所学数学知识与科学知识相结合，同时也应鼓励学生学会灵活运用所学知识，将生活经验与课本中的知识、经验进行融合，以创造性的思维解决生活中的问题。在师生开展互动时，同样也可以引导学生充分运用在生活中所获经验，帮助其发现并且推理总结，来解决以科学为核心的数学问题，并将工程数理回归于生活科学中，以形成新的生活经验。

以教科版小学科学一年级上册“比较与测量”单元的教学为例。教师可以让学生回家后，用皮尺、卷尺或直尺测量自己房间的长宽，对家里铺有木地板的学生，还可以额外要求其计算自己家客厅一共铺了多少块地板。学生在实际测量中不仅可以有效地提升测量能力，也能够帮助自己巩固在数学中习得的数字技术知识。让学生感受到科学与数学知识和生活实际紧密相连，不仅可以培养学生的动手操作能力，也能够让学生灵活地将数学知识运用到科学学科中，解决生活中的实际问题。

（二）学科融合，融会贯通

STEM教育理念作为一种创新型的教学模式，倡导以大教学观作为教育事业，加强各学科之间的素养以及联系。在小学科学学科中将数学和工程融入进来，可以促进多学科思维碰撞，激活学生的创新思维，使得学生的思维更为多元化，也更能够解决学习中的难点。

以教科版小学科学一年级下册“我们周围的物体”单元的教学为例，教师可以结合小学数学中所涉及的几何图形，开展认识物体的形状以及对物体进行分类的科学知识点教学。这样，可让学生更快速地了解如何对身边的事物分门别类，以及用何种方式辨别周围的物体形状。

综上所述，将STEM教育与科学学科进行有效融合，可以有效提升小学生的综合实践能力，帮助学生将所学知识进行串联。这对培养学生主动学习构建知识网络框架的能力有极大的意义，不仅可以帮助学生将枯燥的数学知识与有趣的科学相联系，也能够促进学生以更积极的态度学习科学知识。