STEM教学有效性研究

马文姬

为了满足社会发展的需求，积极响应“科教兴国”战略，国家教育部门颁布《基础教育课程改革纲要（试行）》，希望它的颁布能引领科学教育的发展。本文基于STEM教学，以《桥》作为教学案例，探讨如何使小学科学教学更加有效。

在小学科学课程之中包含了工程教育的部分。本文结合小学科学教学之中的《桥》这一节内容，运用STEM教学模型，设计主题单元课，直接将教学渗透到整个过程之中，这样就可以让教学分析更有针对性，通过开展STEM活动提高小学科学教学效果。

一、简化环节，教学材料精炼简约

针对小学生的认知特征，教师应注意突出小学生的主体地位，弱化讲解环节，保证在课堂上顺利开展STEM活动；通过简化步骤、减少材料的方式让学生在重点环节集中精力，保证课堂教学效果。在STEM活动中，教师要注意诊断教学材料，按照不同教学目标与主题选择不同教学方式，简化流程，寻找最适合小学生的STEM活动方式。

例如：在《桥》的教学中，教师就可先让学生明确学习目标，了解有关于设计桥的概念，知道桥的发展历史以及类型，了解桥的功能与各部分名称。接着教师诊断教学材料，为学生展示课前准备的和桥的发展有關的视频资料，请学生与自己的生活经验结合起来讨论桥在人们的日常生活中发挥了哪些作用，成功吸引学生集中注意力、投入精力。之后教师再设置课堂学习任务，请同学们为一条河流设计稳定的桥的模型，桥面的长度是40厘米，主要的造桥材料是纸张，讲解设计模型时有哪些限制条件。教师将多个类型不同的桥展示给学生看，问学生是否知道这些桥有什么相同之处，桥有哪些共有结构，并请学生们将这些内容做成一个简单的表格。如此，教师利用精炼简约的教学材料，通过简化教学环节，让学生在每一个环节都进行有目的的学习，改善课堂效果。

二、从心动到行动，加强实践探究

STEM教育的一个显著特征就是实践性，这充分体现在小学科学课程设置以及教学实施过程中。科学本身就是有很强实践性的学科，需要教师引导学生利用实践的方式学习。小学生往往依靠动手操作去认识世界、理解世界；获取知识时也主要从感性经验中积累而来，并基于反复的模仿练习形成技能；更是在实践中形成态度。所以只有在动脑想的同时动手做，教师才能让学生慢慢学会解决现实问题，从心动到行动的学习过程中体会科学的魅力。因此，小学科学教师要对教材内外的资料以及相关内容进行充分的挖掘，引导学生积极参与实践，体验实践的乐趣，逐渐爱上动手，特别是课业负担较重时应通过实践更有效地掌握知识，积累财富，提升科学素养。

例如：在深入讲解《桥》的知识时，教师就可引入STEM教育理念，让学生对桥结构上的作用力进行界定，解释运用一个和现有力呈相反方向的力提高桥结构的稳定性。教师先提出引导性的问题：桥的结构上有哪些作用力？如何克服它们？接着教师为学生们介绍这一课时的内容，让学生分析物体上的作用力，思考物体结构的稳定性受到哪些因素的影响。教师再将全班学生分成若干小组，为每一个小组提供2张纸板，并准备若干回形针、若干刻度尺以及若干纸张、透明胶带。整个实践活动的过程如下：

第一，给每一个小组一把刻度尺，问他们能不能在不借助任何工具的情况下竖直放置刻度尺？让刻度尺竖立的方法有哪些？第二，请学生们分析刻度尺借助支持物时受到了什么力？它的作用方向如何？刻度尺对支持物产生什么方向的力？这两个力的方向之间存在什么关系？如果刻度尺对支持物的力小于支持物对刻度尺的力，会产生什么现象？该活动环节的目的是让学生认识作用力、反作用力。第三，让学生用回形针、纸板以及透明胶带制作出一层结构，分析它的顶部受到的力，并把方向标准出来。第四，放置砝码，对一层结构增加力的作用，分析加上砝码之后这一层结构的顶部受到的力，砝码对一层结构会产生什么影响？如何克服砝码对一层结构的顶部产生的影响？第五，让学生用回形针、纸板以及透明胶带制作出双层结构，用风扇吹双层结构，将现象记录下来并对其受力进行分析，思考怎样克服力对双层结构的影响，并结合所学知识找到增强结构牢固性的方法。通过让小学生自己动手操作，教师成功引导小学生逐渐养成严谨的科学探究态度与精神，有效掌握科学知识，提高实践操作能力。

三、教师言传身教，渗透情感教育

培养小学生对科学的正确态度与积极情感是当今科学教育大力提倡的目标，基于STEM的教学同样注重学生对待科学和生活的态度与情感。在培养小学生的态度与情感时，渗透好过直白，身体力行好过喋喋不休。所以教师在小学科学教学中应坚持寓教于乐的原则，用更生动的形式向学生普及科学知识，促使学生体验情感力量，慢慢爱上科学。

例如：科普剧是独特的、新颖的科普表现形式，它将科学的知识、方法与研究精神、生活理念等通过戏剧的情节以及表扬形式展示出来，是小学科学教学中具备德育意义的一种教学形式。因此，教师在讲解《桥》时就可选择有丰富人文内涵的环保、低碳等科学话题，为学生播放科普剧，并组织一些喜欢表演的学生用课余时间排演建造绿色桥梁的科普剧，在课堂上或科技节上表演。在这之中，教师不能只做学生们的组织者或指挥者，更应亲自参与其中，由学生为自己安排一个角色，对学生进行言传身教，和学生一起学习关于桥的科学知识，体会生活和科学之间的密切联系，从而引导学生积极体验科学、主动学习科学，在激发小学生对科学的兴趣和好奇心的同时增强他们的团体观念、合作精神和社会责任感。

四、结语

面对STEM这一全新的理念，小学科学教师在工程设计教学中应有效实施、合理确定问题，引导小学生运用所学知识积极探究、主动学习。教师不仅要简化课堂教学环节，精炼教学材料，还要引导学生把心动变成行动，积极动手操作，利用自己的言传身教在小学科学工程教学中渗透情感教育，培养小学生的科学素养。当然，这只是前期研究，一线教师在小学科学日常教学中还会遇到诸多问题，需不断探索和实践。