STEM教育理念下小学科学教学策略探究

摘要：随着科技的迅猛发展，STEM教育理念应运而生，并逐渐成为教育改革的主要趋势。将STEM教育理念融入小学科学教学，不仅是顺应学生成长的天性，更是成为培养未来创新领袖的必由之路。通过STEM教育，学生能够在动手做、动脑想的过程中，自然而然地跨越学科界限，将抽象概念具体化，将理论知识实践化，从而构建起全面而坚实的科学素养基础。文章阐述STEM教育理念的内涵及特征，分析STEM教育理念的应用原则，探讨STEM教育理念下小学科学的教学策略，旨在提升学生的科学素养，激发其创新思维与问题解决能力，为他们的终身学习与发展奠定坚实基础。

关键词：小学；STEM教育理念；科学；教学质量；教学策略；核心素养

中图分类号：G623.6文献标志码：A文章编号：1008-3561（2024）22-0085-04

随着我国教育理念的不断更新，众多富有成效的教育理念被引入到小学科学教学中。其中，STEM教育理念尤为突出，它倡导将科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）和数学（Mathematics）四个领域的知识有机融合，形成一种全新的教育模式。在小学阶段，学生的思维正处于快速发展期，他们对于世界充满好奇心，喜欢动手操作和探究未知[1]。因此，在STEM教育理念下，小学科学教学应注重创新与实践的结合，充分利用学生这一阶段对世界的好奇心和探索欲，鼓励学生动手操作，大胆尝试，以全面培养学生的科学素养、实践能力和创新精神。

一、STEM教育理念的概念及特征

1.STEM教育理念的概念

STEM教育理念最早起源于美国，并在教育政策中推广，以提升国家的竞争力。随后，STEM教育理念迅速在全球范围内得到认可和推广，欧洲、亚洲的许多国家也开始重视并实施STEM教育[2]。在中国，尽管STEM教育的起步相对较晚，但随着国家对科技创新和人才培养的日益重视，STEM教育逐渐受到广泛的关注。

STEM教育理念是一种综合性的教育模式，它融合科学、技术、工程和数学四个核心学科领域的知识和方法。该理念的核心在于强调跨学科的整合与应用，旨在通过综合不同学科的内容，培养学生的创新思维、解决问题的能力以及团队合作精神，从而为他们未来的学术和职业生涯打下坚实基础。

2.STEM教育理念的特征

（1）跨学科整合。STEM教育理念的显著特征是跨学科整合。这能打破传统教育中各学科之间的壁垒，强调科学、技术、工程和数学四个核心学科之间的相互联系和依赖。在STEM教育中，学生不再局限于单一学科的学习，而是被鼓励综合运用多学科的知识和方法来解决问题，这种跨学科的整合不仅体现在教学内容上，还体现在教学方式上。STEM教育倡导项目式学习、探究式学习等教学方法，这些方法往往涉及多个学科领域的知识和技能，要求学生在完成项目或解决问题的过程中，实现学科间的有机整合。例如，一个关于可再生能源的项目，可能会涉及物理学、化学、生物学、数学等多个学科，学生在完成项目的过程中，需要综合运用这些学科的知识和技能，从而实现学科间的有机整合[3]。这种跨学科整合使学生能够从更广阔的视角理解概念，培养他们综合运用多学科知识解决问题的能力，从而更好地适应现实世界复杂问题的解决过程。

（2）重视实践和创新。STEM教育理念的核心特征是对实践和创新的重视。与传统的以理论为中心的教育模式不同，STEM教育鼓励学生通过实际操作、实验和项目来学习科学技术知识，这种以实践为基础的学习方式能够帮助学生将抽象概念具体化，加深对知识的理解和记忆[4]。同时，实践性学习是创新思维培养的重要途径。在动手操作和实验过程中，学生不仅能够运用科学知识解决实际问题，还能够通过尝试和错误，发现新的问题和解决方案。这种探索过程能够激发学生的好奇心和创造力，为他们提供创新思维发展空间。STEM教育鼓励学生在科学技术领域、工程设计和数学建模等方面发挥创意，设计出新颖的解决方案或产品，从而培养创新能力和实践能力。

（3）团队合作与交流能力的培养。STEM教育理念的重要特征是团队合作与交流能力的培养。在教育教学中，学生通常被鼓励参与小组合作项目，共同解决问题或完成任务。在这个过程中，学生不仅需要运用科学、技术、工程和数学知识，还需要学会与他人沟通合作。团队合作既是现代社会工作和生活中不可或缺的能力，也是STEM教育的重要目标之一。通过小组合作，学生可以学习如何在团队中发挥自己的长处，如何有效地与他人沟通自己的想法，以及如何处理团队内部的分歧和冲突，这些经验无论是对学生未来开展学术研究，还是进入职场都具有极其重要的意义[5]。除了团队合作，交流能力的提升也是STEM教育的一个关键目标。在团队合作的过程中，学生不仅要清楚表达自己的想法和计划，也要倾听和理解他人的观点，这种交流不仅是语言上的，还包括非语言的交流，如图表、模型和其他视觉辅助工具的使用。通过团队合作和交流，STEM教育能够帮助学生掌握社交技能，并培养学生的领导能力。

二、STEM教育理念的应用原则

1.学生主体性原则

STEM教育理念的应用，强调以学生为中心的教育原则，在教育过程中，教师应始终围绕学生的需求、兴趣和学习风格，进行教学活动的设计，让学生成为学习的主体[6]。这意味着，教师不再是传统意义上的知识传授者，而是转变为学生的引导者和协助者，他们需要提供必要的知识和资源，帮助学生自主探索和学习，鼓励学生通过实际操作、讨论和反思，自主构建知识体系。学生主体性原则的应用，有助于激发学生的学习动机和潜能，培养他们的个性化学习和创造力，从而实现学生全面发展。

2.情境学习原则

STEM教育理念的应用要遵循情境学习原则。这一原则认为，知识的获取和应用是与特定的社会文化背景和实践活动紧密相关的。因此，在STEM教育中，学习内容不再是孤立的知识点，而是与现实社会的问题和情境相联系的。通过模拟真实事件的情境或者直接让学生参与到实际问题的解决中，学生能够深刻理解知识的应用价值，增强学习的实践意义。情境学习原则支持学生在真实的或模拟的环境中使用跨学科知识，培养他们的问题解决能力以及批判性思维。

3.持续优化原则

STEM教育理念的应用，强调持续反思与改进的原则，这一原则要求教育实践应当是一个动态的、迭代的过程。在这个过程中，教师要定期评估学生的学习进度和理解程度，反思教学方法和材料的有效性，并根据反馈进行适时的调整。同时，学生要对学习过程和成果进行反思，找准提升空间，实现自我超越。持续优化原则可以促进教育实践的适应性和灵活性，不断提高教学质量和学习效果，推动STEM教育的持续发展。

三、STEM教育理念下小学科学的教学策略

1.创设情境，激发学生探究兴趣

STEM教育理念强调将科学、技术、工程和数学等领域的知识与实际情境结合，培养学生的综合素养和创新能力。对于小学科学教学而言，创设真实、有趣的情境至关重要。一个精心设计的情境不仅能牢牢吸引学生的注意力，更能有效激发他们的好奇心与探究欲望，促使他们主动参与到科学学习的过程中[7]。

例如，在教学“植物是活的吗”一课时，教师可以创设一个生动的探究情境，以此激发学生探究兴趣。课前，教师可以准备一些常见的植物，如小草、花朵等，并将它们摆放在教室的角落，营造出一种让学生身临其境的氛围。课上，教师可以引导学生观察这些植物，提出问题：你们觉得这些植物是活的吗？为什么？通过这样的问题，激发学生的思考与讨论。在教学过程中，教师可以设计一系列小实验，如让学生亲手触摸植物的叶片，感受它们的柔软与湿润；引导学生观察植物在阳光下的变化，了解植物的光合作用等，这些实践活动可以让学生更加深入地了解植物的生长过程，增强他们的观察与探究能力。通过这样的情境创设，学生不仅能够感受到科学的魅力，还能在实践中学习和掌握科学知识，激发科学探究兴趣。

2.小组合作，促进学生协作与交流

在STEM教育理念下，合作学习是小学科学教学中不可或缺的一种教学方式。这种方式不仅有助于培养学生的团队合作精神和集体荣誉感，更能促进他们之间的信息交流与y9na88iT4qEmNlnlz/Dllg==思维碰撞，从而点燃创新的火花。在教师的引导下，学生可以根据自己的兴趣和能力在小组内承担不同的角色和任务[8]。通过共同讨论、协作探究、共同解决问题，学生可在互动中学会如何更有效地与他人沟通、如何倾听和尊重他人的意见，这些都是未来成功所必需的重要技能。

例如，在教学“磁铁怎样吸引物体”一课时，教师可以设计一个小组合作探究活动。教师可将学生分为若干小组，并为每个小组提供磁铁、铁钉、纸片、塑料等物品，然后让学生探究磁铁能够吸引哪些物体，不能吸引哪些物体，并记录下他们的发现。在探究过程中，小组成员可以分工合作：有的负责操作实验，有的负责记录数据，有的负责总结发言。通过这样的小组合作，学生不仅能够更加深入地了解磁铁的性质，还能在实践中锻炼团队协作能力和科学探究能力。

3.问题导学，引导学生主动探究

问题导学是一种强调通过提出具有针对性的问题，来促进学生思考、积极探究的教学方法，旨在培养学生的科学思维能力和问题解决能力。在这一教学模式中，教师扮演着引导者和启发者的角色，需要根据教学内容和学生的实际情况，精心设计一系列既具有启发性又具有探究性的问题，充分激发学生的好奇心和求知欲，引导他们深入思考、积极探索。同时，教师要注重问题的层次性和递进性，使学生在解决问题的过程中，能够逐步深化对知识的理解与掌握。

例如，在教学“阳光下物体的影子”一课时，教师可以采用问题导学法，引导学生主动探究。首先，教师可以提出一些启发性问题：你们注意过阳光下的影子吗？它们有什么特点？这些问题可以引发学生的思考与讨论，让他们回忆并分享观察经验。然后，教师可以进一步提出探究性问题：影子的形成需要什么条件？为什么影子会随着光源的移动而改变方向？这些问题可以引导学生深入思考影子的形成原理和影响因素。在探究过程中，教师可以鼓励学生动手实验、观察记录，并引导他们通过讨论和交流得出结论。通过这样的问题导学，学生不仅可以更加主动地参与到科学探究活动中，也能很好地锻炼学生思维能力和问题解决能力。

4.项目驱动，培养学生实践能力

在STEM教育理念下，项目驱动教学是培养学生实践能力的重要手段。这种教学策略鼓励学生通过参与具体的项目任务，运用所学科学知识解决实际问题，从而锻炼他们的动手能力和创新思维。项目驱动教学强调学生的主动性和创造性，在项目设计与实施过程中，教师应充分考虑学生的年龄特点和认知水平，确保项目任务既具有挑战性又具有可操作性。通过项目的完成，学生不仅能够加深对科学知识的理解，还能够提升实践技能，培养解决问题的能力。

例如，在教学“声音是怎样传播的”一课时，教师可以设计一个名为“声音的传播探秘”项目任务，该项目要求学生通过观察和实验探究声音在不同介质中的传播特点。教师可以为学生提供必要的实验器材和材料，如音叉、水、空气球等，并引导学生设计实验方案，记录实验数据，分析实验结果。在项目实施过程中，学生需要充分发挥团队合作精神，共同讨论解决问题，同时提交一份项目报告，总结自己的发现和体会。通过这样的项目驱动教学，学生能够在实践中学习和掌握科学知识，提升实践能力和创新思维。

5.整合资源，优化科学教学环境

丰富的教育资源和良好的教学环境，能够为学生提供更广阔的探究空间和实践机会，激发他们的学习兴趣。为了优化科学教学环境，教师应积极整合各类教学资源，这包括利用网络平台获取丰富的教学素材和实验案例，利用实验室器材开展实践探究活动以及利用社区资源组织校外科学实践活动等。同时，教师应注重教学环境的创设与改善，确保实验室设备完善、安全、可靠，为学生提供舒适宽敞的学习空间。

例如，在教学“不简单的杠杆”一课时，教师可以利用网络平台搜索并筛选关于杠杆原理的丰富资料和实验案例，如视频教程、互动模拟实验等，为课堂教学提供多样化的素材，帮助学生从多个角度理解杠杆的工作原理。然后，教师可以组织学生前往实验室，利用实验室的器材开展实践探究活动。通过亲手操作杠杆，学生可以直观地感受到杠杆的平衡原理，观察不同条件下杠杆的变化，从而加深对理论知识的理解。此外，教师可以积极联系区域资源，如当地的工厂、建筑工地或科技馆等，组织学生参观并观察杠杆在实际生产和生活中的应用，这种校外科学实践活动可以让学生将课堂上学到的知识与实际应用相结合，进一步提高实践能力。通过这样的资源整合，学生能够在更加丰富多彩的教学环境中，学习科学知识，提升实践能力和创新思维。

6.跨学科融合，拓宽科学视野

在STEM教育理念下，跨学科融合已成为小学科学教育的一大重要趋势。跨学科融合强调科学、技术、工程和数学等领域的相互渗透和相互促进。通过跨学科融合，可以帮助学生建立更加全面、系统的科学认知体系，提升他们的综合素养。在小学科学教学中，教师应积极尝试结合其他学科的知识，设计综合性的教学活动，让学生在实践中体验不同学科之间的联系和应用。通过融合不同学科的知识和方法，学生不仅能够拓展科学视野，还能够培养综合思维能力和解决问题的能力。

例如，在教学“能量从哪里来”一课时，教师可以结合物理学、化学、生物学乃至地理学等多个学科的知识，设计综合性的教学活动。如教师可以组织学生开展风车实验，让他们进一步观察风能转化为机械能的过程；教师可以引导学生进行燃烧实验，让学生近距离观察化学能转化为热能和光能的过程。通过这样的跨学科教学，学生不仅能够全面了解能量的来源、转换与应用，还能在探究科学奥秘的过程中不断成长。

四、结语

综上所述，在STEM教育理念的引领下，小学科学教学策略的探究显得尤为重要。为了推动STEM教育理念与小学科学教学的有效融合，教师要创设情境、激发学生探究兴趣，通过小组合作、促进学生协作与交流，运用问题导学、引导学生主动探究，运用项目驱动、培养学生实践能力，整合资源、优化科学教学环境，实现跨学科融合、拓宽学生科学视野，旨在为培养具备科学素养和创新精神的新时代人才贡献力量。

参考文献：

[1]王雪莲.浅谈STEM教育理念在科学教学中的实践运用[J].小学教学参考，2021（21）：62-63.

[2]达佳敏.基于工程思维的小学科学FCRCTP教学模型建构———以“我们的过山车”为例[J].甘肃教育.2023（11）：104-108.

[3]陈彪，周文娟.STEM教育理念在小学科学教学中的实践与建议[J].安徽教育科研，2023（04）：4-6.

[4]蔡鑫.STEM教育理念在小学科学教学实践中的应用[J].基础教育论坛.2022（03）：106-107.

[5]缪萍萍.优化课前学习助力科学教学———小学高段科学教学“微课式预习单”的设计与践行[J].小学教学参考.2024（15）：73-76.

[6]聂炬.STEM教育视角下小学科学教学路径探究[J].基础教育研究，2020（09）：35-37.

[7]马亚红.基于STEM教育理念的小学科学教学策略[J].内蒙古教育.2019（33）：49-50.

[8]余雪菲.小学科学教学中课程资源开发与利用实践策略探究[J].甘肃教育研究，2023（11）：99-101.

Exploration of Science Teaching Strategies in Primary Schools under the STEM Education Concept

Li Shoudong

（Gansu Province Minqin County Nanguan Primary School， Minqin 733399， China）

Abstract： With the rapid development of technology， the STEM education concept has emerged and gradually become the main trend of education reform. Integrating STEM education concepts into primary school science teaching is not only in line with the natural growth of students， but also a necessary path to cultivate future innovative leaders. Through STEM education， students can naturally cross disciplinary boundaries， concretize abstract concepts， and apply theoretical knowledge through hands-on and brainstorming processes， thus building a comprehensive and solid foundation of scientific literacy. The article elaborates on the connotation and characteristics of STEM education philosophy， analyzes the application principles of STEM education philosophy， explores the teaching strategies of primary school science under STEM education philosophy， aiming to enhance students’ scientific literacy， stimulate their innovative thinking and problem-solving abilities， and lay a solid foundation for their lifelong learning and development.

Key words： primaryschool； STEMeducationalphilosophy；science； teachingquality； teachingstrategies； corecompetencies