STEM教育与小学科学有效融合的教学策略

厉雪兰

随着知识经济时代的到来，我国的科学、技术、工程以及数学都得到了飞速的发展，在此背景下，对学生的科学教育也提出了更高的要求。我国自小学教育阶段就开设了科学课程，目的正是为了传授学生科学知识以及培养学生的科学素养。当然，小学科学教学工作在开展中也应当要采取一定的先进策略，这样才能够提高教学效率，真正实现科学教育的目的。实践证明，将STEM教育融入小学科学教学，是提高教学效率的有效途径。

我国社会在发展进程中，对STEM领域人才的需求越来越高，因此无论是哪个阶段的教育，都越来越重视对STEM领域人才的培养。STEM是科学、技术、工程以及数学这四门学科的集合，从教育角度上来看，STEM教育有着很高的应用价值。尤其是将STEM教育和小学科学融合为一体，可以更有效地培养学生的科学素养。不过，由于我国引入STEM教育较晚，对STEM教育的应用经验尚不足，并且即使是在国外，STEM教育也仅处于发展初期，所以从总体上而言，STEM教育和小学科学有效融合的教学策略仍有待进一步探索和实践。笔者联系多年小学科学教学经验，对STEM教育和小学科学有效融合的教学策略谈几点看法，仅作抛砖引玉之用。

一、STEM教育的概念及发展背景

“STEM”一词起源于美国，其中“S”“T”“E”“M”四个字母分别指的是“Science”“Technology”“Engineering”“Math”，即“科学”“技术”“工程”“数学”，因此顾名思义，STEM教育即是以这四门学科为基础的一种跨学科教育模式。人类社会进入21世纪以来，科学和工程成了为国家创造财富的主要动力，在此背景下，人们对科技创新愈来愈重视，因此，对STEM领域人才的需求也与日俱增。美国政府由于看到本国中每年毕业于STEM相关专业的学生数量不断减少，所以投入了大量的人力、物力及财力来支持STEM教育，以培养更多的STEM领域人才，增强国家在全球化进程中的核心竞争力。所以，美国教育界率先开发并实践了一系列STEM课程项目，并取得了一定的成果。其后，STEM教育逐渐传到全球，包括我国。我国教育部于2016年出台了《教育信息化“十三五”规划》，其中明确指出：“有效利用信息技术推进‘众创空间建设，探索STEM教育、创客教育等新教育模式，使学生具有较强的信息意识与创新意识，养成数字化学习习惯，具备重视信息安全、遵守信息社会伦理道德与法律法规的素养。”此后，在我国的各个教育阶段，纷纷开始进行STEM教育实践。

二、我国小学科学教育的发展现状

小学科学课是小学教育中的一门重要素质教育课程，自我国新课程改革以来，对小学科学教学工作的重视程度日渐提高。2001年7月，我国教育部为响应“科教兴国”战略而颁布了《基础教育课程改革纲要（试行）》，给我国的科学教育指明了新的发展方向。《基础教育课程改革纲要（试行）》中明确规定：小学科学课程是小学高年级开设的一门基础教育课程。相较于小学其他课程而言，小学科学课主要是以培养小学生的科学素质为宗旨，属于一门科学启蒙课程。小学科学课倡导让学生亲自探究，激发学生的求知欲与兴趣，挖掘学生的潜能，发展学生对科学本质的理解。不过，受我国应试教育模式的影响，目前部分小学院校对小学科学教育的重视程度仍旧不足，同时由于教学资源的缺乏、教学方法的落后以及师资力量的不足，导致了小学科学教学整体效率较低。为了适应现代社会发展的紧迫需求，未来我国应当进一步提高对小学科学教育的重视，不断引进新的教学方法，增强教学资源与师资力量，以更好地实现小学科学教育目标，为我国STEM领域人才的培养打下坚实的基础。

三、STEM教育和小学科学有效融合的教学策略

（一）加强教学的实践性

小学科学课本身就是一门具有很强实践性的课程，所以STEM教育和小学科学的融合也应当要重视实践性。例如，在《斜面》这节课的教学中，教师可以先给学生提问：斜面有什么作用？然后让学生们通过亲自试验对比垂直向上拉某物体的力和沿斜面向上拉某物体的力的大小，从而探索出答案：斜面具有省力的作用。接着，教师可以进一步提出更加深入的问题：斜面的坡度与省力的多少有关系吗？并让学生再次进行实验对比，探索斜面的坡度对省力的大小的影响。最后，教师还可以让学生自主提出更多的问题，如：斜面提升的高度对省力的多少有影响吗？斜面的长度對省力的多少有影响吗？这样的问题能够充分发挥出学生的主观能动性，让学生在实践中自主探索出答案，非常符合STEM教育的理念。

（二）设计趣味性的教学环节

俗语有云：“兴趣是孩子最好的老师。”此言不假。兴趣的激发即是学习积极性的激发，所以在应用STEM教育开展小学科学教学时，应当通过给学生设计趣味性的教学环节，来激发学生对科学探究的兴趣。例如，在《日食和月食》这节课的教学中，教师可以选一名学生到讲台上举起一颗小球当月亮，另一名学生到讲台上举起一颗大球当地球，另外将教室里亮着的一盏灯泡当作太阳，然后让举小球的学生围着举大球的学生转，代表月亮围着地球转，而当灯光、小球、大球三者在同一直线上时，询问举大球的学生是否能够看到“太阳”;此时举大球的学生会发现自己看不到太阳，讲台下坐着的其他学生也会发现这一现象，就此教师即可引出“月食”的知识。在这一过程中，学生仿佛只是做了一场游戏，顺便学习到了一个知识，整堂课感到非常轻松、快乐，于是他们就会发现学习科学原来是这么一件有意思的事情，而并非自己想象中的枯燥、乏味，进而就会爱上科学。可见，兴趣是发挥学生主动性的关键要素，只有让学生带着对科学的浓厚兴趣去进行学习，才能够使其深刻地体会到学习科学的乐趣，从而提高学习效率。

（三）根据学生的个体差异开展教学

每个学生都是不同的个体，他们有着自己的性格和特长，所以教师在对待他们之时不能一概而论，而应当尊重学生的个性，根据学生的个体差异开展教学。我国古代教育家孔子提出的“因材施教”理论，也是这个道理。特别是将STEM教育融入小学科学教学后，更要充分考虑到学生的个体差异，根据学生理解能力和动手能力的不同来对其设计不同难度的教学内容，以保证每个学生都能够在学习中获得最大化的收益。同时，这也有助于提高学生的学习自信心。例如，在《平面镜改变光的传播路线》这节课的教学中，教师可以先给学生们设计一个“阳光拐弯”的实验任务，然后针对操作能力较强的学生，让他们自主独立完成实验即可;而针对操作能力较差的学生，则从旁指导他们完成实验。这样一来，不同能力的学生均可以顺利完成实验。

（四）设计丰富的STEM活动

1.结合其他学科设计STME活动

STEM教育和小学科学的有效融合，还体现在STEM活动的設计上。结合其他学科设计STME活动是最常见的STEM活动形式。小学科学课虽然是一门独立开设的课程，但是其知识却不是独立的，而是与其他学科之间有着十分密切的联系。所以，教师可以充分结合其他学科，让学生基于已有知识，对新知识进行自主探索与深入分析。这既有助于开阔学生的思维，也有助于培养学生的科学素养。例如，在《简单机械》这节课的教学中，教师可以先完成教材中要求的基本教学任务：让学生理解“距离支点越远的物体产生的重力越大”，然后在此基础上，带领学生通过进一步分析实验数据，提出“动力臂×动力=阻力臂×阻力”这一物理公式假设，进而适时引导学生建立该数学模型。在上述过程中，分别结合了物理和数学知识，充分体现出了STEM教育的特色，同时在提出假设和实验探究的过程中，还培养了学生的思维能力和动手能力，可谓一举多得。

2.结合科技比赛设计STEM活动

结合科技比赛设计STEM活动是STEM活动的另一常见形式，其主要目的是为了拓宽课堂内容，以进一步培养学生的科学素养与科学研究兴趣。近年来，各地面向中小学生举办的各类科技比赛越来越多，作为小学科学教师，应当积极鼓励和带领学生们参与这样的比赛，尤其要多参加一些团队比赛，并借机来设计一些STEM活动，让学生们一边发挥团队力量，通过合作交流完成比赛任务，一边在活动过程中锻炼动手能力、培养科学探索精神。

（五）采用QIEIE教学模式

QIEIE教学模式是STEM教育和小学科学教学相融合的重要手段，其旨在使学生在学习科学知识的过程中，通过对知识进行实践应用，来加深对知识的理解，并同时培养学生的科学思维与创新意识。QIEIE教学模式一般分为五个阶段：①问题阶段：教师通过为学生创设问题情境，以引导学生自主提出问题并分析问题，同时教师帮助学生澄清问题;②探究阶段：学生以前面提出的问题为主题展开深入探究，并自主设计探究计划，自主实施探究过程;③设计与建造阶段：学生自主根据在探究中所得的结论设计解决问题的方案，并建构相应的模型;④改善阶段：学生自主设计检验设计模型的方法，以用于对自己建构的模型进行检验，同时教师从旁加以指导和帮助;⑤评价阶段：学生以小组为单位，通过多元的方式来呈现解决问题的方案，并由教师和学生共同构建评价标准。上述过程充分体现出了学生的主体地位，并可以最大限度地发掘出学生的潜能。

四、结语

综上所述，STEM教育是一种跨学科教育模式，其将科学、技术、工程以及数学四位一体，是培养STEM领域人才的重要途径。在小学科学教学中，通过STEM教育的有效融入，可以大大提升教学效率，更好地实现教学目标。在具体的教学实践中，应当从加强教学的实践性、设计趣味性的教学环节、根据学生的个体差异开展教学、设计丰富的STEM活动以及采用QIEIE教学模式等方面入手，将STEM教育充分融入小学科学教学当中，发挥出STEM教育的特色，体现出STEM教育的先进性。

【作者单位：东阳市千祥镇中心小学浙江】