基于STEM教育理念的教学优化

◇郑秀清 （福建：莆田市涵江区江口中心小学）

在新课改和素质教育不断深入的形势下，小学科学教学面临着更加严峻的挑战。而想要使学生科学素养和能力得到较为显著的提升，教师就必须加强对STEM课程的研究，考虑不同阶段学生的培养需求，对科学教学内容、方法、模式进行全面创新和整合。在实际教学中，教师要把握好STEM和科学教学之间的衔接点，考虑学生的成长规律和学习特征，利用课堂教学引导学生更好地认识世界，并利用掌握的知识解释自然界的规律和事物。教师还应鼓励学生大胆想象和创新，遵循自然规律和社会规律，发挥数学的优势，从科学的视角认识世界，达到人与自然、社会的协调发展。

一、STEM教育理念的核心内涵

在近年来的综合教育过程中，STEM教育理念得到了越来越多的关注，被广泛地应用于综合类课程，旨在通过STEM教育理念的应用，促进学生的全面发展。STEM，是科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、数学（Mathematics）的简称，是多种学科综合应用的教学思想，其教育理念融科学、技术、工程、数学多领域学科知识于一体，扩展为多元化的综合教育模式。而在小学科学实践活动中，贯彻STEM教育理念，核心在于通过多元化的综合实践活动，学生在不同学科的基础活动中，获得对于科学课程知识的深化理解，全面地促进学生综合科学素养的提升。

二、基于STEM教育理念优化小学科学教学的意义

学生在学习的过程中，往往会存在分学科的意识，这对于学生来说是不利的，在小学阶段，学生分学科的意识还尚未固定，在这个时期，学生往往还具有一定的可塑性。教师可以运用STEM教育理念，对学生的意识进行塑造，从而纠正学生的学习习惯，培养学生的综合学习能力。这样，在小学阶段，学生就能把各个学科之间的知识进行联系，找到不同学科之间存在的共性，也能为后续的学习提供强有力的基础。

从另一方面分析STEM教育理念对小学科学教学的意义，那就是它与新课程改革的教学理念高度契合。为了让小学科学课堂走上新课程改革的道路，做到与时俱进，就要重塑其教学目标任务，提高学生对于相关知识的运用能力。而将STEM教育理念融入小学科学课堂，恰好能够达到这一目标，使学生学习水平能够得到提高，进而保障课堂教学效率。由此可见，运用STEM教育理念进行科学教学的创新改革是大势所趋。

《义务教育科学课程标准》明确指出：“STEM是一种以项目学习、问题解决为导向的课程组织方式”，强调有效培养、提高学生动作操作能力和解决实际问题的能力。小学阶段是义务教育的起点，更是人生学习生活的重要节点和阶段。这个阶段的小学生具有强烈的好奇心，他们渴望学习新鲜知识，充满无限活力，乐于动手实践。在小学科学课程中引入STEM教育理念，不仅能让学生学到丰富多样的知识，建立基础的学科概念，还能通过实践活动让学生充分锻炼科学思维，培养科学思维逻辑，将课本知识与生活实际结合起来，探索生活奥秘。

三、基于STEM教育理念优化小学科学教学的原则

（一）趣味性原则

由于小学阶段的学生自身知识储备有限，不容易理解复杂抽象的科学知识，因此，教师在科学课堂教学中要充分利用STEM教育理念，因材施教，根据学生的认知水平和兴趣爱好，设计出趣味性较强的学习和实践项目。这样，就能极大地调动学生的参与热情，让他们以更好的状态投入学习。

（二）引导性原则

在小学科学教学过程中，教师要坚持引导性原则。由于小学阶段的学生知识水平有限，因此在科学知识学习和实践活动中，教师要引导学生完成实践活动，合理降低他们参与学习与实践项目的难度，帮助学生树立学习自信心，从而获得良好的学习体验感。

（三）鼓励性原则

在小学科学课堂学习中，为了调动学生参与学习的热情和积极性，教师应该在实际教学中积极鼓励表现优秀的学生，以此来带动其他学生的学习热情。

（四）总结性原则

在小学科学课堂教学中，为了提升STEM教育理念的应用水平，提高授课质量，教师应该及时对课堂教学效果进行总结，根据学生反馈及时改进教学方式。同时，教师要根据学生的课堂表现分析教学内容深度和广度的拓展是否恰当，适时做出合理调整。教师的及时改进、及时优化，对提高学生的课堂学习效果有积极影响。

四、基于STEM理念优化小学科学教学的实践

（一）构建高效课堂，激发学生学习兴趣

对小学阶段的学生个体发展状况加以分析，我们不难发现，他们的身心发展程度不高，思维、认知等方面的经验比较缺乏，难以理性地投入科学课堂，认真专注地学习知识，掌握科学本质。教师要充分认识到学生的这一特点，通过与家长沟通、观察学生学习状况等方式来了解学生的身心发展特点，进而在STEM教育理念指导下，探寻适合的方法构建高效的科学课堂，激发学生的参与兴趣、探究兴趣。要让学生在教师循序渐进地引导下主动地参与科学知识学习、科学现象观察、科学问题探究等活动，让学生在这一过程中真正收获知识、锻炼能力，促进学生自身更好地发展。

例如，在《我们知道的植物》这一课的教学中，教师先利用多媒体来呈现“植物大战僵尸”游戏片段，让学生将注意力集中到课堂上，调动起学生良好的情绪状态。之后，教师提问：“你们认识那些植物伙伴吗？”鼓励学生说出植物的名称，充分激发学生的学习动力。教师还可以提问：“你们都喜欢什么植物，它又有什么特点呢？”以此鼓励学生进行言语表达，并让学生将他们喜欢的植物图片呈现出来，说一说植物的特点，例如植物的果实好吃、植物的花朵很美丽、植物的叶子造型独特等。在此基础上，教师将塑料绿萝和真实的绿萝呈现在课堂上，让学生进行对比观察，说一说两者的不同，想一想两者同时放在教室内一个星期会发生什么变化，问一问学生更喜欢塑料绿萝还是真实的绿萝。教师通过问题情境的创设，唤起学生的参与兴趣，而在兴趣的驱动下，学生将跟随教师的步伐积极主动地观察和探究植物，最终真正地了解植物。

（二）融合信息技术，提高教学效率

当今已进入信息化和智能化时代，互联网技术和电子科技已全面普及了，这为教育事业的发展带来极为深远的影响。在小学科学教学过程中，有时会出现一些无法准备的实验材料，小学科学教师想要让学生将相关知识掌握得更加扎实，就可以运用互联网教学。课前，教师可以通过互联网搜集一些相关的实验材料，然后运用多媒体来呈现在学生面前。除此之外，还有一些教学工作，也要求小学科学教师必须依赖信息技术进行授课。

如，在进行《人类认识地球运动的历史》一课教学时，课堂内容是学生无法在日常生活中触及的，也没有办法进行实验操作演示让学生理解其中的内容。在这种情况下，科学教师可以运用互联网技术进行教学，通过搜集网上相关资料以及制作视频等方式，进行小学科学教学。教师用播放纪录片的形式，让学生观察地形变化的科学现象，在其中有效渗透STEM教育理念，融入相关知识。这样的教学方式，能让学生更加有效地了解信息技术在科学领域中发挥的作用，从而鼓励学生在进行科学探索时有效地运用信息技术，激发他们的学习兴趣。

（三）引入工程设计，拓展学生科学思维

在小学科学教学中融入STEM教育理念，最为重要的一个阶段就是工程设计。因此，在小学科学教学过程中，教师应该结合实际的教学内容与学生的实际需求加入工程设计环节，培养学生的科学探索意识。因为理论知识如果只是停留在课本上，学生便没有全面掌握科学知识，学生只有通过实际操作得到验证，才能证明自己牢牢掌握了知识点。不仅如此，引入工程设计后，教师还能考查学生问题处理能力、观察应变能力、实践动手能力等，这将进一步激发学生的学习兴趣，并在动手实际操作中，有效提升学生的科学思维能力。

如，在《简易电路》一课的教学中，教师可以给每个小组分发一定的小灯泡、干电池、导线和开关，让小组内部讨论，尝试有哪些电路连接方式能让小灯泡亮起来，并且考虑“对相同的材料，电路的连接方式是唯一的吗？如果不相同，能够用简易的电气符号把电路图画出来吗？”通过小组合作的方式，学生能灵活借助学习资源，并运用多学科知识点亮小灯泡，并且尝试回答一些基础的电路问题。可见，在工程设计的过程中，学生连接电路时会对串联和并联电路有不一样的感受，并且通过灯泡亮度的展现，加深对科学知识点的理解。

（四）融合多学科知识，活跃课堂氛围

在小学科学课堂教学中引入STEM教育理念，要在实际教学过程中，打破原有的被动式灌输知识的教学方式。STEM教育理念融合了四门学科，小学科学学科不仅包含科学常识内容，而且还运用了数学与技术。在组织开展教学实验活动时，教师应紧密联系课内外知识，实现生活化教学，满足学生的求知欲以及好奇心，使学生更积极地进行学科知识探究。

例如，在《斜面》一课的教学中，小教师在教学伊始利用多媒体呈现多个关于“斜面”的生活片段，之后提出问题：“什么是斜面？”“斜面的存在会给人们日常生活带来哪些便利？”在问题的基础上教师详细讲解“斜面”。教师可以将学生分成几个小组，让他们以小组的形式来进行以上问题的探讨。这样的活动，不仅有利于学生准确地理解和掌握“斜面”知识点，还有利于培养学生的思维能力、问题解决能力、沟通交流能力等。同时，教师还可以融合应用工程技术知识开展教学。STEM教育理念注重实践活动，学生在实践中可应用到课内外知识，使教学内容更加贴近学生生活，有利于激发学生学习兴趣，活跃课堂氛围。

总而言之，在全面提升教学质量、全面顺应课改的大趋势下，STEM将科学、技术、工程和数学这四门学科有机融合，是培养学生的综合素质的重要抓手。这一教学理念在小学科学课程中的引入，不仅仅能帮助学生从课堂中学到更丰富多样的知识，还能在课堂实践中提升学生的实践能力和探索研究能力，为学生建立基础的学科概念，锻炼学生的科学思维能力，提高学生的科学素养，将课本知识与生活实际结合起来，探索自然的奥秘。与此同时，将STEM教育理念融入小学科学教学，不仅有利于学生后续学习深层次科学知识，更能够提升教师教学素养，继而提升整个小学科学教学质量。