STEM教育背景下小学科学教育的思考

龚凯健

STEM教育，即科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、数学（Mathematics）教育的统称。在STEM教育背景下，2011年7月，美国发布了《K12科学教育框架：实践、交叉概念和核心概念》（以下简称《框架》），关注了科学教育的三大维度。即：科学与工程实践、跨学科概念和学科核心思想。

1999年我国第八次基础教育课程改革以来，小学科学教师的教学观念有了很大的改变，注意从知识与技能、过程和方法、情感态度价值观三个维度来组织教学。借鉴于美国的STEM教育和《框架》的三维度教育要求，在当前国际教育环境之下，我国的小学科学教育应该重点关注以下几点。

一、重视学习模型的创设

《框架》提出了跨学科概念，约瑟夫·科瑞柴科（Josepb Krajcik）认为，美国先前的科学教育都是由一些零散的科学事实所构成。学生在接受了这些科学事实后，并不能很好地应用于解决实际问题，这是由于缺少对众多事实间联系的关注。我国的小学科学教育，课改后教师的教育观念得到了一定的改变，但还是处于浅层次的探究学习，局限于某个学科内某些具体问题的探究过程。跨学科概念，就是要寻找出零散于各学科的相似之处，从各个学科问題的解决过程中，形成一个学生能够接受的解决问题的模型，为更高层次的学习建立一个框架，便于后续学习能在此框架内进行演绎、推理。

二、扎实开展科技实践活动

工程、技术和科学的融合，是STEM教育背景下《框架》的显著特点，也是我国小学科学教育变革的重点。科学的学习过程为工程和技术提供理论基础，在工程和技术过程中又能提出新的科学问题，科学问题的解决同样也离不开工程和技术的支持。

我国现有的小学科学教材，已经有很多把工程、技术和科学三者融合的课例，在教材的编写上也很具合理性。教科版每个单元的最后一课，大多是实践课。六年级上册《形状和结构》单元，安排了8个教学内容，前面七课是科学知识的学习。为第八课造“桥”做理论准备，同时在前面的学习中除了科学知识的积累，还帮助学生形成一定的技术，如做框架时皮筋的扣结方式。造“桥”就是一项工程，需要学生充分运用所学知识与技术，方能搭建一座坚固的“桥梁”。但是科学知识的学习，技术的形成，工程的实施都需要时间作保障。特别是工程的实施，以造“桥”为例，按照教材编排的两个板块“用纸造‘桥要考虑哪些问题”和“介绍评价我们的‘桥”，一课时显然是不够的。教科版六年级上册四个单元32课，以一个学期20周来计算，每周2节科学课，共40节，考虑到假期和其他因素。难以保证教学活动保质保量开展。所以，科技实践活动的切实开展需要时间保障，让学生以工程的方式，充分运用知识与技术，不断改进工程质量，以达到工程、技术和科学融合的目的。

三、给教学内容“降压”

在有限的课程时间内，要达到小学科学学习的进阶标准，唯一的方法就是去粗求精，选取最为核心的内容开展教学。

《框架》提出了确定核心思想的五个基本原则。（1）具有学科意义：它具有跨越多个学科领域的广泛的重要性，或者是某个学科中组织相关知识的关键概念。（2）具有解释力：能够用来解释许多现象。（3）具有生成性：能够为理解和探究更为复杂的概念和解决问题提供关键的工具。（4）与人们的生活相关：它与社会和个人关注的问题有紧密的联系，并与学生的生活体验和兴趣相关。（5）能够从幼儿园贯穿到高中：它可以在多个年级教与学，并不断提升深度和复杂性。对照五大原则，我国小学科学各版本教材的内容安排是否在第五大原则上出了问题。在小学阶段更为关注的是科学与工程实践、跨学科概念两大维度，小学阶段第一和第二维度的深度学习，是“渔”的获取，能为后续获得更多的“鱼”做好扎实的准备。比较小学科学中《杠杆》和初中物理《杠杆》的学习，似乎需要达到的教学目标，采用的学习方式都十分接近，那么小学阶段的学习要求是否过高？所以在教学内容的安排上，考虑从幼儿园到高中的学习连贯性，降低小学阶段的科学知识难度，把有限的时间侧重于科学与工程实践和跨学科概念的形成，是我们迫切思考且需要解决的问题。

编辑 薛小琴endprint