如何在初中科学教学中引入STEM教育

2020-10-20徐策

新教育时代·学生版 2020年11期

徐策

摘要：如何在初中科学教学中引入STEM教育，本文以初中科学“大气的压强”的教学为例，尝试如何在初中科学教学中融合STEM教育理念的课堂教学，为更好的将STEM教育应用在初中科学的教学中，促使学生打破学科界限学会综合运用多种学科知识，提高学生科学素养和解决实际问题的能力。

关键词：STEM教育初中科学应用课堂教学

《新课标》明确指出：初中科学课程是以对科学本质的认识为基础、以提高学生科学素养为宗旨的综合课程。即初中科学教学的过程当中，其根本目的就是为了全面提高学生的科学素养。在教学建议中强调要重视学科间的联系，有目的、有计划地设计一些学习活动，这一过程能够充分体现出科学本质，因此科学这一门课程是有着较强综合性的。STEM源于美国，是科学、技术、工程以及数学的缩写。STEM更为注重的是四个学科之间的融合，通过将四个学科进zhong行有机的整合，进而形成一个有机整体，提供一种学习情境让学生主动探索真实的世界，从而促进学生创新实践能力的提高。

一、STEM教育的内涵

STEM教育源于美国，是科学（Science），技术（Technology），工程（Engineering），数学（Mathematics）四门学科英文首字母的缩写，其中科学在于认识世界、解释自然界的客观规律;技术和工程则是在尊重自然规律的基础上改造世界、实现对自然界的控制和利用、解决社会发展过程中遇到的难题;数学则作为技术与工程学科的基础工具[1]。自从提出STEM概念以来，STEM教育便得到社会各界政治、教育、经济等领域的广泛关注。在生活中的现实问题不是以单一学科出现的，而是科学、工程技术和数学问题的融合，所以要积极推进STEM的学科整合，能够运用多学科综合知识来解决实际问题，培养复合型人才[2]。不仅对国家未来的创新能力和竞争力有决定性的影响，而且是社会进步的必要基础。如今STEM教育已成为美国以及欧洲国家的重要教育举措。

二、STEM教育理念在我国初中科学教学中的应用现状

目前，我国很多一线教师也曾尝试着将STEM教育理念引入到教育教学之中，并从多维视角对其进行了理解与实践应用，如一些一线教师通过项目方式、任务方式等将STEM教育理念引入到教学实践之中，并得到了良好的教学效果。但是，由于STEM教育理念的科学课程设计、实践均缺乏统一的理论性指导，这也导致很多初中科学教师在应用STEM进行教学时，也出现了一些问题，如课程设计不合理、教学实践缺乏有效性等[3]。我国初中科学教材是结合学生对科学知识的需求及学习规律等编制的，因此，其在科学实验内容的编制上更加突出了科学实验的实践性、知识性、科研性。但是，很多科学教师在教学时，尤其在科学实验的教学时，过多侧重理论知识的讲授，虽然个别科学教师也将STEM教育理念融入到了科学实验教学，但因实验教学设计缺乏合理性，也未能有机地将其他学科知识内容加以整合，进而导致很多科学实验内容、教学内容均无法达到培养学生科学探究能力、实践创新能力的目的，最终出现教学质量低下的问题。

三、STEM教育理念在初中科学教学中的应用策略

STEM教育理念是将科学、技术、工程、数学等多学科内容加以有机地整合，以培养学生自主探究、合作以及既有知识综合应用能力，是一种重实践、学科融合的教育理念[4]。然而，由于初学生既有的学科知识、自主探究能力、分析研究能力有限，因此，教师在运用STEM教育理念进行科学课堂教学时，要采用相应的教学策略、教学方法来提升“教”、“学”质量。

1.确定合理的教学模式

在“初中科学课程是以对科学本质的认识为基础”前提下，根据基于STEM教育理念与初中科学探究式教学的特点初步建立的教学模型.

基于 STEM 教育的初中科学科学课堂教学模式将围绕这样的模式展开：

①问题：创设情境，激发兴趣——提出问题

②探究：学生自主、合作探究——探究学习获得科学原理

③解释：展示作品，分析特色——STEM过程

④评价：学生自评，同伴互评——产品测试，交流评价

在某一种教学情境下，通过探究认识科学本质，教师提出核心问题，学生运用STEM四个方面的综合知识解释核心问题，通过量化评价，促进学生科学素养的提高。这样的教学模式突出知识的内在联系，鼓励学生综合运用相关知识，创造性地解决实际生活中的问题。

2.合理设计STEM教學流程

根据以上教学模型可将教学途径分为四个步骤来进行，

第一步：创设的以生活中的科学现象为背景的问题情境作为切入点，引导学生发现问题和提出问题，便于学生理解和接受;

第二步：结合直观有趣的科学探究实验，学习巩固相关科学知识;