利用STEM整合小学起始阶段科学专题课程的实施策略

李英明

（广东省中山市西区昌平小学 广东·中山 528400）

1 问题的提出

构建基于STEM教育的跨学科学习模式是新时代培养实践型与创新型人才的需要，通过跨界思考、动手实践、多元化学习与评价，为小学科学课程的学习提供了新的思路。科学专题课程是在单元教学的基础上以知识点为教育专题，对课程内容、课程目标有计划、有内容、有难度、有方法地进行整合而开展的综合性学习。将STEM教育融入专题课程的学习，以项目式学习的形式开展实践探究，促进学科之间的交叉融合,提高专题课程学习的深度与广度，培养学生的综合能力,促进学生的全面发展。起始阶段小学科学课作为科学教学的初始阶段，以培养学生的科学思维能力和科学素养为目标，包括科学学习兴趣、问题意识、实践能力等，发挥着科学启蒙的作用。STEM教育作为一种有效的跨学科理念，如何将其融入起始阶段科学教学中开发合适的专题课程，从而形成课堂与实践的优势互补，这个问题尤为重要。

2 起始阶段STEM专题课程实施概述

起始阶段的科学课从2017年9月开始设置，课程资源相对缺乏，不同的教学模式尚处于探索阶段。STEM教育根据学生年龄特征设计跨学科项目，采用PBL教学法，让学生们从实际问题出发，通过调查讨论、探索优化、动手实践等，综合学习各学科知识，提出解决方案并加以实施。笔者在教学中积极探索将STEM理念融入起始阶段科学专题课程设计，归纳了两类专题模式。

（1）基于探究性学习的STEM课程。依据小学科学课程标准的核心概念与课程目标，从单元学习内容中的某一知识点出发，设计以调查、观察、探究、制作等结构化活动为主的STEM课程。以《多样的生命》为例，选题于粤教科技版二年级上册第1单元《身边的植物》，课程设计基于校园植物，充分考虑到起始阶段学生以直观形象思维为主的特点，课程导入从具体情境出发，并提出需要解决的问题。通过考察校园植物、收集并观察树叶、测量叶子的周长、拓印树叶创作叶子画等活动，从宏观的校园植物到具体一棵植物、一片树叶，认识到生命的多样性。课程设计融合科学、数学、艺术等学科，在实践中深化对植物的认识，培养学生的动手实践能力和创新能力。

（2）基于设计与制作的STEM课程。在把握STEM理念的基础上，将科学教材中的涉及技术与工程领域的内容进行整合，以某一个原理或知识点为中心，设计以探究、设计、制作为主的STEM课程，突出设计思维与工程思维。以《有趣的磁铁玩具》为例，选题于粤教科技版二年级上册第3单元《磁铁玩具》，课程设计基于磁铁的性质，以问题“怎么制作磁铁玩具？”导入，通过设计探究、制作等结构化活动，带领孩子们一起通过试验来理解和掌握磁铁、磁性、磁力、磁极等概念，并动手设计制作磁铁玩具。在成果展示环节，学生历经调试、展示、评比等活动。将单元内容化零为整，过程完整，在“做中学”中解决了实际问题，学生参与积极性高。

结合课程的实施与推进，笔者总结了起始阶段STEM专题课程开发与实施过程中的不足之处，主要表现为：

（1）选题的局限性。主题的选择主要来源于科学学科内容，资源有限，部分内容脱离生活实际，操作性不强。学科之间的联系不突出，部分活动的设计在于学科的堆积，未能真正从真实生活情境中提炼主题。

（2）活动设计僵化，设计思维与工程思维不突出。没有突破传统的科学探究模式，注重问题的探究，物化环节对学生的设计与制作的引导不强，在问题的解决过程中未能引导学生设计有效的解决方案，缺乏设计思维与工程思维。

（3）学生自主性不强。起始阶段学生由于认知尚浅，学生在活动设计中参与不足，而教师在教学中手段单一，学生被老师“牵着鼻子走”的现象频现，这与STEM教育倡导的“让学生自己面对挑战”的理念背道而驰。

（4）缺乏教学评价。STEM课程标准与课程目标的缺位，各年段教与学的深度缺乏具体指导，而工程与技术领域历来重视程度不高，且起始阶段的工程与技术方面更是空白，导致STEM课程缺乏科学完善的评价标准。

3 基于STEM教育的课程开发与实施策略

起始阶段STEM专题课程的开发与实施有助于学生在科学启蒙阶段树立问题解决的意识，将所学知识在实践中应用，以解决实际问题。因此，笔者结合科学教学实践以及学习感悟，提出了以下基于STEM教育的起始阶段科学专题课程开发与实施的策略。

（1）选题紧贴生活方向，唤起学生对情境的认同感。起始阶段学生生活经验尚且不足，选题范围不可过大，难度要适宜。在把握起始阶段学生心理及思维特征的基础上，选取生活中常见的素材，将生活作为专题课程的情境来源。结合书本内容及课程标准提取核心概念，设计符合“最近发展区”的STEM项目，解决教材与生活中的问题。在唤起学生对情境认同中培养学生探究学习的兴趣，注意知识的呈现具有探究性与启发性，案例设计具有生动性与趣味性。起始阶段科学课程内容大多源于生活，如身边的植物、动物、水果与蔬菜、书本及玩具等，教师可立足科学教材，并联系学生的学习与生活实际，从具体情境问题出发，转换问题模式，设计结构化活动课程。

（2）把握学科横向联系，开发跨学科学习项目。单一的学科在解决问题中存在明显的局限性，STEM教育倡导跨学科学习以解决生活中的真实问题，是一种综合性学习理念。科学专题课程以科学学科为中心，在把握学科课程标准的基础上开发主题活动，根据各学科学习进度，设计合理的跨学科项目。因此，课程设计要联合各学科合作开发，创建多学科组成的 STEM 项目团队。立足学科之间的横向联系确定课程内容，开发有逻辑、有顺序、有结构的活动环节，而不是简单的学科拼凑。例如在二年级下册《种蔬菜》专题中，笔者在教学活动中布置了让学生种植蔬菜的任务，并设计了观察记录单，要求学生每天定量浇水，定时观察蔬菜生长的情况，并测量生长高度。学生在种植蔬菜的过程中历经了科学观察与数学测量，初步接触跨学科学习。

（3）践行“做中学”，在动手动脑中探究科学知识。起始阶段学生由于知识与实践的积累尚不足，综合解决问题的能力较弱，因此起始阶段课程的设计应倡导并践行“做中学”的理念，设计以单一的实践活动——小制作、小实验为主，融入材料知识与工具的使用知识。在设计与制作中初步利用横向跨学科知识解决问题，逐步渗透设计思维与工程思维，并通过实践活动学习相关学科知识。例如，在《常见的尺子》一课中，以制作一顶合适的生日帽为主题，可融合科学的材料探究、数学的测量应用、美术的手工制作等内容。将学科知识进行结构化的活动设计，促进了知识在实践中的应用。

（4）搭建学习支架，鼓励自主探究。起始阶段学生自主性缺乏往往是因为缺乏有效的指导，学生没有实践经验可循，因此应提供丰富的学习支架，用支架支持学生的自主探究。STEM课程中教师可根据学生的学习需要，综合运用多种类型的学习支架。在课堂教学参与环节，教师通过提问、展示图片和视频等多媒体素材的形式为学生提供情境型支架，帮助学生引发思考促进新旧知识的碰撞快速进入学习状态；在探究实践环节，教师可提供学习资源与解决对策支架，协助学生展开探究学习，并解决实际问题；在知识的拓展与迁移环节，教师可提供交流型支架，协助学生交流并将所学知识予以应用迁移等。丰富的学习支架让学生在实践中有法可依，能够提高学生自主探究的能力和学习科学的兴趣。

（5）多元评价，建立目标管理机制。STEM教育鼓励给学生不同的表现机会，关注学生在过程中技能的习得与情感态度的表现。起始阶段学生初步接触STEM课程，因此学习评价需建立综合评价体系。首先，形成性评价与总结性评价相结合。在实践过程中对学生的实践过程进行持续性关注，及时发现问题，调整课程实施策略。对活动的成果及成效做总结性评价，关注课程实施的效果。其次，以激励性评价为主，记录学生在实践过程中的真实表现，对学生的探究活动、设计制作、成果展示等环节以激励性评价为主，对不足之处及时协助予以调整，关注学生的情感态度。同时建立目标管理机制，课程实施之前明确课程目标，对学生在实施过程中的表现及实践成果予以量化评价，量化指标尽量细化。最后，基于综合评价评选“科学小达人”，以提高学生参与课程的积极性。