初探stem与小学科学课程的有效结合

潘怡涛

【摘 要】随着教学改革工作的不断深入，传统分科教学方式的弊端逐渐暴露，课程综合化改革成为教育工作者不断探索的问题。创始于美国的stem教育将科学、技术、工程和数学有效融合，通过开展跨学科教育促进学科间的整合，提升学生stem领域知识的综合运用能力，实现全面发展。本文就stem与小学科学课程的有效结合展开研究，为小学课程改革提供新思路。

【关键词】stem；小学科学课程；课程改革

小学是科学课程教育的启蒙阶段，传统分科式教学方式将综合理科领域知识人为的进行了拆分教学，这使得学生的知识体系变得不完整，特别是在知识内容的综合运用能力上较为薄弱。因此，探索跨学科教育十分必要，本文试通过stem教育解决这一问题。

一、stem教育浅析

Stem具体是指science（科学）、technology

（技术）、engineering（工程）、mathematics（数学）。Stem教育是一种将这四门学科整合的教学，其正视了各学科间的内在联系，注重了对学生综合能力的培养。其特点主要表现在：一是开放性，stem教育以教学项目为核心引导学生综合运用stem领域知识解决实际问题，弱化传统教学中对知识内容的记忆，有助于学生全面认知事物，实现知识向能力的转化。二是综合性，stem教育与传统分科式教学最大的区别在于实现了对科学、技术、工程、数学知识的整合，将原本分散的知识内容按照课程逻辑重新架构，形成一个运行良好的有机整体。三是实践性，stem教育的教学宗旨旨在让学生掌握解决实际问题的能力，而不单单是某一学科的理论知识，让学生在实践活动中不断的学习新知识、掌握新技能。四是丰富性，不同学科的交叉联系丰富了教学的深度和层次，为不同能力素质的学生提供了多维的目标追求，学生在多样化课程的学习中获得多种自我发展的可能。

二、小学科学课程开展stem教育的益处与挑战

小学科学课程教学内容涉及自然科学领域等方方面面，这与stem教育在教学内容综合性的特征上是一致的，并且科学课程也具有较强的实践性，在教材中设计有实验、讨论等教学实践活动，让学生在亲自动手操作中掌握知识和技能，小学科学课程的这些特征为stem教育的开展提供了有利的条件。在小学科学课程中实施stem教育，一是能够培养学生的实践操作能力，老师在课堂中向学生抛出问题，学生在实验操作中探究未知，在亲身实践中加深对知识内容的理解。二是锻炼学生的协调合作能力，在完成具体实验任务时常常需要将学生进行分组，形成一个个学习共同体，学生在交流互动中提升了他们的协调合作能力。三是实现教学资源的整合，实施stem教育有效将分散的师资、设备等教学资源进行了整合，既弥补了单科教师的专业缺陷又解决了实验室等教学资源紧张的问题。

Stem教育加强了对学生工程和技术方面的训练，扭转了应试教育模式下“重知识、轻能力”的局面，在培养学生创新创造能力方面实现了重大突破。但是stem教育起源于美国，西方教育与我国教育的差异问题使stem教育在本土化过程中也碰到了不少的问题。一是师资力量匮乏。在传统教育模式引导下，学校根据课程设置都配备了语文、数学等专门的学科教师，教师在上岗前也都取得了相应资格考试的认证，但是Stem教育在我国实施的时间还不长，具备跨学科教学的stem教师数量极其有限，在新教师认证方面还缺乏标准的制度，师资力量的薄弱给教学改革工作制造了阻碍。二是缺少课程支持，教学资源匮乏。Stem教育中涉及的课程科目在当前小学教育中常常被视为“副科”，受应试教育影响，这部分课程是不受重视的，因此stem教育在家长、学校管理层方面都难以获得支持。此外，实施stem教育所必须的教材、实验环境等还十分有限，一些由国外教材翻译来的教学素材与我国教育實情并不完全吻合，不利于教学活动的正常开展。三是教学手段单一、模式僵化。Stem教育倡导的是以学生作为教学活动的主导者，但是受传统教学理念的束缚，不少教师在实施stem教育时依然是以教为主，学生的自主探究能力难以得到有效的锻炼，预期的教学效果也难以实现。

三、Stem融入小学科学课程的对策

1.加强stem教师的培养与发展

保障stem教育有效开展的首要任务是要充实师资队伍力量。教育管理部门应当制定明确的stem教师资格认证制度，确保新入职教师达到教学的基本要求。学校方面应当针对stem教育的要求制定相应的教师培养方案，让单科教师掌握必要的stem教学法的基础知识，提升跨学科教学能力，让更多的教师推动stem教育的发展。对于老师应当要树立stem教育理念，敢于冲破传统教学模式的束缚，加强课程教学创新，正真成为stem教学的践行者。

2.调整科学课程培养目标和课程标准

Stem教育强调的是知识和技能的应用，因此小学科学课程在人才培养目标和课程标准的设计上应当要做出相应的调整。一是以课程项目为教学导向，教学中老师不应把知识讲授作为教学的重点，而应当根据课程内容设计具体的任务项目，让学生在实践中学习知识。二是注重任务项目的真实性，学习知识和技能的最终目是要去解决实际问题，课程教学任务紧贴生活实际才能体现知识的价值，也才能激发学生的学习兴趣。三是建立科学的教学评价，科学课程教育是要帮助学生掌握一定的应用技能，传统考分评价方式只是检验了学生对理论知识的掌握情况，stem教育让学生参与具体教学任务，对学生在项目全程中的表现进行评价更为的全面、客观。

3.丰富教学手段和形式

Stem教育为小学科学课程教学提供了灵活、多样的教学平台，其以具体的教学项目为主导，让学生开展自主探究，学生们在交流合作中解决问题并形成反馈。教学中，老师应当积极创新教学手段和形式，可以通过分组实验、头脑风暴、校外调查研究等方式让学生更多的参与教学活动，同时不同学科间教师的协同教学也能够有效弥补单科教师的专业缺陷问题。

四、STEM教学实例

“世界在运动”项目就是STEM教学的具体应用实例，其通过在真实情境下开展教学活动，让学生在探索世界的过程中学习数学知识和科学技能。例如该项目中“滚动的物体”课程就是通过玩具来引导学生对速度、动量等物理知识进行探索，让学生在动手实践中构建物理科学知识体系。因为小学生的认知水平有限，所以在课程的设计上要尽量简单，例如可以让学生探究斜坡高度和车重对玩具车动能的影响，学生通过测试改变玩具车斜坡轨道高度，获得不同的撞击结果数据，并根据不同的试验数据总结得出一般性的结论。试验过程中可以将学生分成若干个试验小组，让学生们亲自动手试验、记录数据并开展学习讨论。老师在教学中应当对各小组的试验情况进行观察记录，以便后期开展课程点评时将好的做法与其他同学分享，共性的问题进行集中讲解。Stem教学与传统教学最大的不同在于其强调为学生创造真实的教学情境，根据学生的认知发展特点从生活情境入手启迪学生思维，帮助学生学习知识。此外，课程内容还具备综合性、非结构性等特点，将科学、数学、工程、技术等知识内容融合其中，围绕生活实际问题开展探索，学生从实验的设计建模到探索再到结论评价全程参与其中，并在团队合作中锻炼了自己的沟通协调能力。这种项目挑战式的学习方式避免了传统填鸭式教学中学生被动接受知识的弊端，使学生的批判思维和自主学习能力得到了培养和锻炼。

参考文献：

[1]杨亚平，陈晨.美国中小学整合性STEM教学实践的研究[J].外国中小学教育，2015（5）.

[2]叶兆宁.教育走进中小学科学课程——融合：实现教育的有效策略[J].中国科技教育，2014（3）.