STEM教育理念下小学科学实践课例的实施路径

周小萱 江嘉卫

【摘要】提高教学质量，培养创新型人才，是提高综合国力的重要途径。STEM教育理念有助于更好地落实课程標准，培养出更多的科技创新型人才，因此，在小学科学课程中融入STEM教育理念势在必行。怎样才能将STEM教育理念应用到实际教学当中呢？本文通过确定研究问题、多种方式学习学科基础知识、学科整合设计方案、技术制造再调试、评价与反思五方面来探讨STEM教育理念下小学科学实践课例的实施路径。

【关键词】STEM教育;小学科学;实践课例;实施路径

一、STEM教育理念融合小学科学实践课例的重要性

STEM教育理念指的是把科学、技术、工程和数学融合为一体进行综合性教学的理念，强调通过学科之间的融合来解决当下的问题，旨在培养学生综合运用知识的能力，有利于提高学生创新的能力和解决问题的能力。

现今，小学科学学科的课程学习一般以教师讲授为主，学生学习到的仅为课本上有限的学科知识。但是，科学注重课程内容与生活实际相结合，进而开展探究活动的科目，因此，以讲授为主的科学课程并不能算是真正的科学课。要提高小学科学的教学水平，达到课程标准的要求，这要求我们更新教学理念，融合STEM教育理念，抓住科学课程的核心素养，切实让学生从生活中发现问题，进行独立思考、自主探究、小组讨论、找到方法并解决问题，大大提高了学生对知识的利用率，从而提高教学质量，体现小学科学课程的价值。

新时代对科技创新型人才需求量大，为国家培养科技创新型人才是教育工作者的重要任务。小学科学是一门具有基础性、综合性、实践性的科目，对培养学生善于观察、发现、思考等方面有一定的作用，而在此基础上融入STEM教育理念，把关注点聚焦在整合学科知识，通过工程技术解决解决实际问题上，放手让学生自行创造，能有效地培养学生的创造性思维，对培养学生的创新意识、能力具有潜移默化的作用，为培养科技创新型人才奠定了基础。

二、小学科学实践课例的实施路径

（一）确定研究问题

STEM教育理念的课程强调根据实际问题来进行研究，因此，第一步要确定所研究的问题，在某种特定的情境下产生某种需要或实际问题，再围绕问题进行相关的研究学习。由于是在小学科学的教学中融入STEM教育理念，所以，在开展STEM课程时要结合小学科学的课程要求来创设情境，引出要研究的需要或问题。以2020年6月出版的教科版小学四年级科学第一单元《声音》为例，可以把第八节“制作我的小乐器”作为最终的教学目标，先创设问题情境，然后在课堂上清唱一首歌，让学生发现“没有伴奏，有点单调”，从而引出本单元STEM课程的学习目标，制造出一种乐器，怎样制造呢？引起学生研究的兴趣。

（二）多种方式学习学科基础知识

在一般的STEM课程中，确定研究问题后，紧接着是由学生通过自行查阅资料等方式对问题进行探究。而在这里，我们需要结合小学科学的课程要求，先学习小学科学课本上相关的基础知识。这里可以由学生查阅资料自学、教师教授、学生观看教学视频、学生实验探究、同学间交流研究等多种方式来进行学习，替代了原本在STEM课程中单一的学生自行探究学习的方式。例如，要制造出一种乐器，首先要对声音有一定的了解，而第一单元前七节的内容刚好是与声音相关的内容，像“听听声音”“声音是怎样传播的”等。这样，教师可以播放教学视频让学生进行学习。其中，“声音是怎样产生的”“声音是怎样传播的”“我们是怎样听到声音的”这三节可以由教师来教授;而“声音的强与弱”“声音的高与低”“让弦发出高低不同的声音”则可以让学生先查阅资料自学，接着进行实验探究，最后来和同学交流研究共同得出结论。

（三）学科整合设计方案

有了相关的科学基础知识后，教师需要把这些基础知识整合起来。此外，还需要将其它科目的知识与之融合在一起，综合考虑，设计出最合理的方案。例如，在教学第一单元《声音》时，教师要把前面七节课所学内容中有关于制造乐器的内容提炼出来。如，声音是怎样产生的，声音的强弱、高低是怎样控制的，怎样的弦可以发出怎样的声音，等等，这些都是在制造乐器前必须了解的。接着，每个学生需要把科学的基础知识、数学的计算、美术的审美感等知识融合在一起，把乐器设计出来，并进行小组讨论，最终共同确定最优的设计方案。这样，学生既可以学以致用，锻炼综合运用知识的能力，又可以发挥创造力，有利于提高自身的综合能力。

（四）技术制造再调试

对于小学阶段STEM课程的产品制造不要求有多优秀，但要求制造出来的产品是合格的，能正常使用的。小学生的方案设计，是在缺乏实践经验的情况下，仅凭相关基础知识来完成的，因此，方案的设计可能有不合理之处。只有经过制造过程，才能确定设计方案是否正确合理。一旦制造进行不下去，或是制造出来的产品根本不能用，则需要修改设计方案，并进行调试。修改方案后，再来制造。例如，在制作小乐器的这一节课里，部分学生想做弹拨类乐器。学生学习基础知识后，可知道用橡皮筋作为弦，并知道通过调节橡皮筋的松紧程度可使之发出高低不同的声音。但是，在实际操作中，学生制作出来的乐器，声音的高低不明显。这时，可改用利用同种材料不同粗细的橡皮筋，粗的橡皮筋相对调松，细的橡皮筋相对拉紧，凸显声音的高低。可见，即使有充足的理论知识，设计出最好的方案，在实际操作上，可能还是会遇到困难和问题。遇到困难或问题后，可通过交流讨论后再调试，最后制造出优化产品。这有助于培养学生解决问题的能力。

（五）评价与反思

对于学生进行了多次调试后制造出的产品，教师需要根据一定的标准对产品进行评价。学生针对评价，对自身的知识储备、方案设计、制造过程等进行反思。这里的评价主体可以是学生，也可以是教师、家长，争取进行多角度评价，使评价多元化，进而促进学生的成长，提高学生解决问题的能力。例如，制作小乐器，除了可以评价产品的质量，还可以从知识的使用情况、制作时间的长短、所用材料的选择、小组的配合程度等方面进行评价，力求让学生对整个学习过程都进行反思，从而提高学生解决问题的能力。

STEM教育理念和小学科学的教育理念提倡“在做中学”的教学方法。融合了STEM教育理念的小学科学教学更加强调把所学知识应用到实践当中，以解决问题。把课本知识与生活相联系，有利于提高科学知识的利用率和学生学习科学知识的兴趣，为学生之后的社会实践提供了知识保障。小学科学倡导探究式学习，而STEM教育理念的核心就是增强学生的问题意识， 两者都是为了培养学生的创新精神和提高学生解决问题的能力。因此，STEM教育理念融合小学科学课程教学符合科技创新型人才培养的要求，为提高国家综合国力提供人才的保障。而STEM教育理念下小学科学实施课例没有固定的路径，主要是根据教师的教学风格、学生的知识水平、书本内容的安排、解决问题的需要等灵活处理，只要在课程的实施中，有切实培养学生的创新意识和提高学生解决问题的能力即可。

参考文献：

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责任编辑  林百达