让科学教学与STEM教育完美融合

孙卫红

STEM是一门集科学、技术、工程、数学学科于一体的融合性课程，STEM教育意在培养学生的STEM素养，即科学素养、技术素养、工程素养与数学素养，它具有极强的跨界性与综合性。小学科学是一门指向学生科学素养启蒙的学科课程，旨在培养学生基本的科学知识、科学方法、科学能力、科学习惯、科学精神等科学素养。STEM与科学在差异之中存在共同之处，两者均以培养学生素养为宗旨，为学生的发展奠基，都以问题解决为驱动，以自主探究为核心。因此，科学课程可以作为STEM教育的实施载体，将STEM教育理念渗透于科学教学之中。当科学遇上STEM，又会擦出怎样的火花呢？两者怎样才能达到有机的融合呢？我在小学科学课堂中致力于STEM教育理念的渗透研究，以期科学教学与STEM教育实现完美融合，现以《齿轮的奥秘》一课教学为例，谈谈科学教学中渗透STEM教育的策略。

一、选择适切性主题，确立研究任务

“正是问题激发人们去观察、学习和实践”，问题是科学的心脏，有了问题才会思考，有了思考才能找到解决问题的方法，无论是科学探究还是STEM活动，都离不开问题，两种活动都以问题为引擎，用问题驱使学生去探究。科学世界如浩瀚的大海，科学内容涉及生命世界、物质世界、地球与宇宙等领域，科学问题多如牛毛、数不胜数，学生身边的每一件事物或现象无一不蕴藏着丰富的科学知识和神秘的科学道理，几乎都可以成为学生开展科学探究的载体。但是，并非所有科学问题都适合SATEM教育活动，不是都能作为SATEM教育活动主题的，因为SATEM教育并不等同于科学教育，它具有高度的跨学科性、实践性与技术性等特征。

适合进行STEM教育的探究主题应当是一个可操作的综合体，能够为学生开启科学之窗、技术之门，搭建工程之桥、数学之路。因此，要在科学课堂中开展STEM教育，我们必须精心设计探究主题，选择适切性问题，确立明确的研究任务，以利于科学教学活动的开展，以凸显STEM教育的理念。《齿轮的奥秘》属于机械部分的内容，该课的教学目标主要是了解齿轮的作用，认识链条传动和齿轮传动两种传动方式，学会设计和组装齿轮组。该课属于机械类，便于学生实践操作，有利于融入工程、技术、数学等教学内容，是STEM教育开展的良好契机，我在选定该内容作为实施STEM教育的主题后，将教材进行适当调整重组，把教学重心转移到齿轮传动。在教学初始，我以学生身边的“修正带”为抓手，引导学生观察、猜想修正带的内部结构，对修正带进行亲手解剖，探究修正带的工作原理，在借助“修正带”的探究导入后，我提出了设计制作一个“钟表模型”的任务，引领学生探究钟表结构，设计绘制钟表图稿，动手制作钟表模型。

二、组织融合性探究，培育多元智能

加德纳的多元智力理论认为：人的智力不是单个的，而是一组能力的综合体，科学教育应以培养学生的多元智能为方向，而不能仅停留在科学知识的传授。那种千篇一律的教学方法不能适应全体学生的发展，具有跨学科特点的STEM教育让多元智能的培养成为可能。科学教学中渗透STEM教育，不仅使得多学科知识得以综合运用，而且有助于培养学生的多元思维和能力，不失为培育多元智能的有效路径。

基于STEM教育的科学教学，既要让学生动手，又要让学生动脑;既要关注科学思维，又要兼顾学生的数学思维、技术思维、工程思维。因此，我们在课堂中不仅要让学生自主探究，更要注重探究活动的丰富性，组织融合性探究，为学生提供多类型、多层次的科学探究活动，引领学生展开跨界思维。例如，在教学《齿轮的奥秘》一课时，我在探究活动教学中设计了观察齿轮、组装齿轮组、改装齿轮组、制作钟表模型等活动，整个活动以科学探究为主线，同时融入了数学、技术、工程等学科元素，如在组装齿轮活动中，我让学生观察并数出齿轮的齿数，比较齿轮的大小，通过数每个齿轮转动的圈数，归纳总结出齿轮转速快慢的规律。我还让学生逐次增加齿轮个数，从2个一直增加到5个，深入探究齿轮的作用。在设计齿轮制作钟表模型活动时，引导学生开展技术思维，要求学生从材料的节省、成本的控制、转动的流畅等方面进行考虑，不断优化提高学生的技术素养。在模型的制作过程中，我引导学生开展工程活动，动手调节螺丝的松紧、齿轮的距离，先内部组装后外部优化，终于制作出完整的钟表模型。我借助钟表模型的制作任务，带领学生展开多元思维，运用多学科知识去探究齿轮的奥秘，在自主构思操作中解决实际问题。

三、开展拓展性活动，开放探究时空

生活的科学无处不在，时时可以进行科学探究，处处可以开展STEM活动。学海无涯，学无止境，科学探究没有终点，STEM教育就无尽头。STEM教育不能局限于科学课堂，生活才是STEM教育最大的舞台，我们要开放科学探究时空，让学生走出狭小的课堂，走进广阔的生活天地，利用充裕的课余时间将探究进行到底。为此，我在科学教学中，总要设计一些拓展性项目，给学生安排一些富有挑战性的探究任务，让他们到生活中展开后续研究，以丰泽他们的STEM素养。

例如，在教学《齿轮的奥秘》一课中，我在学生制作完成了钟表模型后，组织学生进行了作品展示交流，但探究并没有就此停滞。我在课堂结束之前，带领学生欣赏齿轮在生活中的广泛应用，启迪学生进行创意设计，并给学生布置了新的研究任務，请他们应用齿轮的作用和规律，在课后制作出一个新颖独特的生活物品。拓展性活动开启了新的STEM教育契机，不但丰富了学生的课余生活，而且延展了科学探究的时空，促进了学生创新能力的发展。

STEM教育赋予科学教学新的活力，让我们在小学科学教学中选择适切性主题，组织融合性探究，开展拓展性活动，让科学课堂洋溢STEM教育的芬芳。

【作者单位：海安市南莫镇中心小学  江苏】