STEM教育理念下科学课问题情境的设计

冶飞飞

STEM的教育源于美国，1986年，美国首次提出STEM的教育理念，将科学、技术、工程、数学等集成为一种新型的教学观念，以跨学科的方式使学生的能力可以在众多学科之中建立良好的连接关系，使学生更为整体地认识世界。随着基础的教育教学课程的发展，STEM的教育教学观念也引起了我国教育部门的关注。在STEM的教育理念之下，学科融合使学生经历了更为完整的教学历程，从而获得更加直观的学习经验，提高了学生解决生活中综合问题的能力。但在教学过程中，往往因为缺少合适的STEM问题情境，使得小学科学在目前阶段并未完全落实新型教育改革的观念。基于此，本文从问题情境教学的角度入手，并结合实际教学经验，对在STEM教学课程中的问题情境的设计提出几点建议，以供参考。

一、设计需求

曾有教育学家提出，教育教学的艺术并不在于传授学生学习的本领，而在于唤醒、鼓舞并激励学生学习。在STEM教育理念下，可以使学生保持更为强烈的兴趣和持久的动力，因此教师一定要为学生设计更有目的、更有吸引力、更獨特的教学情境，以提升学生的体验感和参与感。而且在教学过程中，由于STEM的教学理论比较复杂，学生在学习过程中也往往会遇到认知困难，对此，教师一定要帮助学生提出更有层次的教学问题，从易到难，循序渐进，使学生更好地完成知识的迁移，对知识混淆以及思维矛盾等，也要更好地了解。在STEM教学理念下，创新能力是培养学生综合素质的重中之重。因此，在STEM的观念下，小学科学教学一定要为学生设置更加复杂真实的问题情境，以帮助学生拓展思维、创新思维观念、实现学生能力的提高。

二、STEM教育理念下科学课问题情境的设计

（一）考察类问题情境

在STEM的教育教学理论和原则上为学生设置问题情境一定要基于学生的认知范围，并遵循教育教学的基本原则。STEM的教学课程更注重学生在生活中真实的问题，以便于使学生更为了解知识在生活之中的形态，从而获得更为深刻的感悟。实地考察，是教师为学生设置真实情境的最为有效的教学形式。教师可以利用自然博物馆、科技馆、工厂等场所，结合STEM的融合性教学理论为学生设置教学情境。例如，教师在讲解“水”这一部分教学内容时，就可以将学生带到河边或者是自来水厂等地，让学生去观察这二者之间的水质有哪些不同，并了解河水的基本性质以及水厂在净化过程中的流程对水造成了哪些的影响，使学生在真实的体验之后提出科学问题，并进行理性的分析。例如，在关于水污染这一部分的科学课程在设计过程中，基于STEM教育理念，教师对学生的特点、学习的目标、学习的内容进行有效的分析和衡量，积极做好前期的教学准备工作，然后带领学生去周边有代表性的地点，进行水质的检测，并根据实际情况为学生设置问题。如，采访当地的水质检监测专家，询问他们是如何监测当地水质的;又是如何整理监测数据、形成相关报告的。引起学生的思考，提出问题“我们应该怎么做？”在这样真实的教学场景之中，更加深了学生对于问题的分析和理解，使学生从自身的基础上提出对水质问题的解决策略，实现了小学科学教学的有效性。

（二）生活类问题情境

学生的学习都是来源于生活并应用于生活的。教师一定要把握生活中的科学元素，对学生进行更为真实有效的科学教学，提高学生在生活中应用知识的能力。例如，在教学过程中可能会有这样的实验探究部分，如自制净水器。教师就可以引导学生观察身边的净水器，然后自主搜索网络资料，根据身边可以用到的教学资源来制作简易的净水器。首先，教师可以为学生提出问题，“五千年的中华文明源远流长，中国地大物博。但是随着经济发展和地域环境的客观差异，也使得我国依然有部分地区存在饮水问题，甚至在西北部地区的一些地方依然直接采用天然水饮用，这样做是可行的吗？”可能会有部分学生回答可行，而部分学生回答不可行。这样，教师就可以分层为学生设置问题情境，如回答可行的学生在接下来模拟一个生态平衡装置，模拟天然水循环，也就是根据自然原理而净水的装置;回答不可行的学生，则根据网络资源制作简易的家用净水器。细心的学生会发现，不管是自然净水还是家用净水，都是利用石子、沙砾等物质来净水的，这样学生对学习的知识就会有更加深刻的理解，极大地增强了学生学习的有效性，使学生在联系生活实际的过程中更好地理解了知识，为学生架起了生活与理论的桥梁，实现学生能力的提高。对比这两个净水装置，学生也会发现家用净水器的物理净水也是脱胎于自然原理的，加强了学生对于知识的认知，使学生更加主动地探寻身边的科学知识，调动学生对科学学习的主动性。

三、结语

总而言之，由于STEM教育理念的真实性和复杂性，教师在设置教学情境的过程中一定要更加灵活、更多样化;要侧重于学生的生活实际，引导他们根据自身的生活经验来获取知识、理解知识，强调学生主观能动性的发挥。教师要立足于生活实际，带领学生认识身边的科学知识，为学生架起生活与知识间的桥梁，这样，更有利于培养学生的综合能力，促进学生全面发展。

【甘肃省教育科学“十三五”规划2020年度课题——“农村小学科学课程教学设计融入STEM教育理念研究”（课题立项号：GS[2020]GHB2565）研究成果】