STEM理论下小学科学课程建构发展研究

朱秀秀

【摘 要】STEM教育倡导融科学、技术、工程和数学于一体，主张跨学科学习。小学科学具有较强的综合性，涵盖了地理、物理、化学等多种学科知识，适合引入STEM理论进行教学。本文先对STEM理论进行了概述，重点研究了STEM理论下小学科学课程建构发展策略，希冀能为进一步提升小学科学教学有效性建言。

【关键词】STEM理论;小学科学;课程建构

STEM理论结合了技术（Technology）、科学（Science）、工程（Engineering）与数学（Mathmatics）等多门学科知识，其倡导以项目学习、问题解决为导向来组织课程，培养学生跨学科解决问题的能力[1]。小学科学涵盖了地理、物理、化学等多种学科知识，具有较强的综合性，与STEM理论具有较高的契合度。为更好地提高学生的科学素养，小学学校应基于STEM理论下对小学科学课程进行新的建构发展，以确保小学科学教育目标顺利实现。

一、STEM理论概述

20世纪80年代，美国提出了STEM理论。STEM并非是技术、科学、工程与数学四门学科的单一性的叠加，而是彼此自然地交叉融合并形成一个新的整体。技术是为了社会发展需要，人们在社会经济发展历程中创造的方法和技能的总称;科学是人们在实践中，经过理论与事实论证而发现客观世界各类事物的属性特点和运动规律;工程是科学和数学的某种应用，人们在自然科学理论指导下，通过结构、机器、产品、系统和过程，充分利用自然界的物质和能源特性，高效、高质地做出对人类有用的东西;数学是研究数量、结构、变化、空间以及信息等内容的自然学科，也是形式科学的一种，作为学习和研究现代科学技术必不可少的基本工具，其通过分析现实世界空间表现方式与数量关系，来为社会经济发展提供服务。尽管STEM理论源自美国，但其有别于传统的单学科、重书本知识的教育方式，能促进学生实现全面、综合的发展，因此从根本上符合社会对人才的普遍需求，在全球受到了推崇。我国在2015年11月，将STEM教育纳入下一个五年规划中，关于STEM理论相关的教育研究也逐渐增多。如王然认为应将STEM教育理念融入科学课程教学设计中，以培养学生的跨学科思维、复合思维及创造性思维能力[2];刘韬容，肖化认为，可从教学情境、课程教学和课程评价三方面，推动STEM教育与小学科学课程的有机融合[3]。

二、STEM理论下小学科学课程建构发展策略

（一）基于STEM理论优化课程设计

STEM理论强调培养学生的开拓和创造能力，在对小学科学课程进行优化设计时，要综合考虑教育目标、教学、学生、教师等多种因素，以提升课程设计的科学性、合理性。基于STEM理论的科学课程要重视PBL项目式教学，让主题变得新颖、有趣，并设置成若干小项目，分别组织学生进行探究学习。这样能使学生快速进入角色，明确各自的分工，根据问题导向找到有效解决方法。STEM理论不是让学生去做，而是更强调让学生想做，在做的过程中得到锻炼和提升。在优化小学科学课程教学目标时，要明确课程教育目的，根据学生的知识掌握能力、心理成长特点、动手能力等各种因素，设计更加符合小学生的小学科学课程教学目标。项目与活动的设计应以知识点作为活动的主线，通过知识点来帮助学生建构正确的科学知识体系。课程评价应做到多元化，从不同角度，运用不同模式、不同标准进行评价，评价的对象既要包括课堂教师教、学生学的效果，也要对教师和课程中的资源分配情况进行评价。

（二）增加课程内容趣味性

相关研究表明，小学阶段学生的注意力维持稳定的时间约为20-25分钟，因此，在对小学科学课程进行完善时，应在教育及认知发展规律导向下，根據小学生的身心特点与兴趣爱好，最大可能地提高课程的趣味性和丰富性，理论部分要言简意赅，这样才能以趣激学，吸引学生积极主动地参与课程学习。工程设计是工程的核心，也是将STEM教育融入小学科学课程的突破口。例如，在学习“光”的内容时，教材原有的内容是先对相关科学知识进行介绍，然后再通过制作和评价太阳能热水器来进行实践。尽管其做到了理论和实践一体化，却未有真实的任务或项目驱动，中规中矩的教学内容难以激发学生的学习兴趣。解决此问题，可先借助图片、视频等现代化教学方式，来构建一个真实的工程问题情境：在能源紧缺、环境污染背景下，作为新能源中的一种，太阳能具有非常可观的应用前景，开发利用太阳能可以应对能源危机、保护自然环境。在此基础上，引出太阳能热水器设计与制作任务与要求。学生在工程问题解决的教学模式下，了解背景知识，思考位置和朝向、支架倾斜度、材料等对太阳能热水器集热效能的影响，进而在教师的指导下，设计出一款太阳能热水器。最后，采用多元化课程评价方式，应用最具STEM特色的项目评价量表，来对学生的项目学习结果进行评价。这种趣味性强的课程，不仅有利于提高学生的学习兴趣，还能培养学生的创新创造能力，使学生掌握工程设计在落实科学和工程知识学习、技术和数学中的应用。

三、结语

综上所述，传统的小学科学课程，重视学生的认知学习，而忽视对学生知识应用能力和创新创造精神的培养。STEAM理论是一种重实践的超学科教育理念，在其指导下对小学科学课程进行重新建构和优化发展，将能更好地提高小学科学的教学有效性，全面提高小学生的科学素养，增强其未来发展能力。

参考文献：

[1]孙燕.STEM教育在小学科学课程中的融合[J].教育科学论坛，2018（32）.

[2]王然.基于STEM理念的小学科学课程研究与设计[J].科学大众（科学教育），2020（02）.

[3]刘韬容，肖化.STEM教育融入小学科学课程的改革路径与实践探索[J].基础教育参考，2019（17）.