STEM教育视域下科学课堂建构与探讨

崔超

[摘要]随着现代素质教育理念的倡导以及教育体制改革进程的推进，STEM教育体系越来越受重视。在小学科学教学中，教师要基于STEM教育思想，对学生的感知能力、归纳能力、思维能力等进行培养，从多个角度对科学教育模式进行探讨，提升学生的科学核心素养，促进科学教育事业的发展与进步

[关键词]小学科学;STEM教育体系;建构

[中图分类号] G623.6 [文献标识码]A [文章编号] 1007-9068（2020）36-0057-02

STEM教育体系是集科学、技术、工程、艺术以及数学为一体的多学科教育模式。STEM教育体系与我国一直倡导的素质教育理念不谋而合，旨在从多个角度培养学生的科学能力。对STEM教育体系内的单一学科，以科学课程为例，STEM教育体系强调就学生的科学探究能力、科学实验意识、科学感知能力等多方面进行培养。因此，在科学教学过程中，融入STEM教育思想，既符合当代人才培养的发展方向，又满足现代科学教育理念的具体要求。

下面，笔者结合相关教学案例进行深一步的分析和说明。

一、基于感知素养，培养学生的科学观察能力

在科学学习中，观察能力是学生能够对科学事物正确理解的前提和基础。小学生具有较强的求知欲和好奇心，激发其对科学知识的学习兴趣往往较为容易。但是，在科学教学过程中，学生之所以学习知识较为困难，并非受学习兴趣不高的影响，更多地应归咎于其观察能力不足。在此基础上，培养学生的感知素养，帮助学生掌握正确的科学观察方法，是提高学生科学学习质量的关键。对此，教师可从以下几点着手培养。

1.明确科学观察目的，加强课堂教学引导

在培养学生的观察能力时，教师首先要帮助学生明确观察的目的，引导学生带着目的进行观察。对学生的科学观察过程进行调查发现，大多数学生虽具备科学观察的兴趣，能够在主观意愿的驱动下自觉参与科学学习，但由于并未掌握系统的观察技巧，且在观察过程中容易受到多重外界因素的影响，因此较易出现观察目的不明确、观察效率低下等问题。教师需在学生观察时给予他们适当的引导和帮助，使学生在明确的观察方向指引下，以十分专注的姿态投入科学观察之中。例如，教学《认识器官》一课时，由于该课观察内容多为动物图片，因此除了尽量减少图片的干扰因素外，教师还应教会学生将观察内容定位于动物本身，这样一方面规避草、树枝等图片内容对学生观察的影响，另一方面使学生明确观察目标，注意力得到进一步集中。

2.明确科学观察顺序，培养学生的观察技巧

在科学观察过程中，不同的观察对象要求采用不同的观察方法，不同的观察次序会导致不同的观察结果。因此，教师应针对不同的事物，教会学生采用合适的观察方法和合理的观察顺序。对大多数的科学现象，可采用由近及远、由整体到局部的观察顺序。例如，教学《树叶变黄了》一课时，教师要教会学生先于整体层面观察树叶的形态和颜色，再于局部层面观察树叶的变化过程。这样可加深学生对树叶变黄这一科学现象的理解和把握，使学生养成正确的观察习惯，帮助其形成科学的观察素养。

3.明确科学观察内容，培养学生的辩证意识

对科学事物来说，在不同观察角度下，其呈现的科学性状也会有所不同。因此，在实际观察过程中，教师要引导学生形成一定的辩证观察意识，从视觉、听觉、味觉、嗅觉等多个方面进行多角度观察。这样可规避片面观察导致事物的不真实性，使学生形成科学的观察意识，促进學生观察能力的提高。例如，教学《感官总动员》一课时，判断西瓜是否成熟是老生常谈的一个话题，教师可引导学生采用观察西瓜纹路、听敲击西瓜的声音等多种方式进行观察，提高学生的观察技巧，使学生学会观察。

4.明确科学观察重点，培养学生的感知能力

在学习科学时，很多教师会教学生对事物的某一点进行重点观察，其日的在于挖掘事物的根本特征，帮助学生直接对事物进行观察。在学生观察过程中，教师应提前为学生设计观察主题，在帮助学生消除其他不利因素影响的同时，增强学生观察的意识，提高学生的观察效率。例如，教学“白天看不到星星”这一科学问题时，由于课程涉及星星模拟实验，因此教师应于开课前明确探究的主题，使学生将注意力放置于所研究的问题之上，引导学生探索出“阳光太亮了”的结论。

5.明确科学观察价值，培养学生的观察习惯

对科学学习来说，观察兴趣和良好的观察习惯缺一不可。而对于本身具备较高观察兴趣的学生来说，使其长期保持端正的观察态度和良好的观察习惯，是提高其观察能力的关键。在此基础上，教师要更加注重发挥自身的引导作用，在学生观察时及时给予指导和启发，在帮助学生解决实际观察困难的同时，使学生形成健康的观察意识，培养学生的观察素养，促进学生观察能力的提高。

二、基于思维素养，培养学生的科学思考能力

在观察之余，系统的科学思维是确保学生形成正确科学认知的核心要素。对此，针对学生普遍存在的思维方法单一的问题，教师要及时帮助学生正确认识归纳、演绎、类比等科学思考技巧的具体原理，引导学生建立系统的科学思维模式，促进学生科学思考能力的提高。具体可从以下几方面进行研究：

1.挖掘事物科学特征，培养学生的归纳意识

在科学研究过程中，归纳法不失为一种非常有效的研究手段。教师可引导学生在观察事物后，将不同事物的特征进行联系、整理，帮助学生在不断构建完整事物认知体系的基础上，形成系统的科学归纳意识。例如，教学《石头》一课时，教师先让学生研究不同石头的大小、颜色和斑纹，引导学生在结果整理中挖掘不同石头特征的内在联系，深化他们对特定事物的理解认知。

2.挖掘事物变化过程，培养学生的演绎意识

除归纳法外，演绎法也是科学研究中比较常见的一种研究手段。演绎法与实验法大同小异，旨在分析事物变化的具体过程。因此，在科学教学中，教师应引导学生基于科学事实，采用不同方法进行过程演绎，培养学生的科学态度，使学生形成科学演绎意识，提高学生的科学素养。例如，教学“力能改变物体运动状态”的相关知识时，由于课程涉及“小车运动”实验，因此教师要求学生积极参与科学实验，引导学生在实验演绎过程中验证“力导致小车运动”的科学事实，深化学生对该课知识的理解。

3.挖掘事物相同特征，培养学生的类比意识

在探究陌生事物时，类比法是一种较为常见的研究手段。对此，教师应根据国家创新实践型人才培养理念的具体要求，在科学教学中激发学生的类比意识，鼓励学生在已有知识的基础上对陌生事物进行探究。这样可提高学生的创新意识，培养学生的探究欲和求知欲，促进学生形成终身学习的科学态度。

三、基于实验素养，培养学生的科学实验能力

在小学科学教学中，实验教学法始终是最为有效的教学手段之一，而在学生的实验过程中，科学记录能力往往是确保学生科学探究结果正确的关键素养。对此，教师要引导学生学会运用画图、表格等多种方式记录实验，这样既可提高学生的实验总结能力，又能使学生掌握科学的探究模式，促进学生科学技能的提高。

综上所述，教师要基于STEM教育体系，结合学生科学学习的特点，详细分析科学教育工作的创新路径，不断从学生的观察素养、思维素养、实验素养等多个角度，对学生的科学能力进行培养，提高学生的科学素养，促进科学教育工作的全面发展。

[参考文献]

[1]易兴凤.STEM教育背景下小学科学教育的思考——以《空气的热胀冷缩》为例[J].科学咨询（教育科研），2019（8）.

[2]李娟，陈典.STEM教育视域下小学科学教师专业能力提升的策略探析[J].科教导刊（下旬），2019（6）.

[3]梅笑漫，徐彩娣.小学全科教师视阈下高师科学教育体系的多元化构建[J].高教论坛，2017（10）.

[4]张恺.小学科学教育体系和结构的设想[J].上海师范大学学报（教育版），2000（5）.

（特约编辑 木清）