小学开展STEM教育的策略初探

⦿郭咏梅

当下中国经济飞速发展，人们经济水平得到了大幅度提升，随着经济水平的提升，人们对教育的关注程度越来越高。在我国，教育行业一直是国民、社会关注的焦点，曾倡导新时代教育要在教育过程中重视学生的全面发展，重视教育模式的改革与开发；2016年教育部也提出要探索STEM新模式教育，提倡让教育教学更有吸引力。这项教育目前在我国还处于探索阶段中，部分小学就已运用STEM教育模式，以促进开发学生的创造性思维能力，培养学生创新精神。

一、什么是STEM教育

STEM教育最初诞生在美国，声称在知识经济时代教育目标之一，就是培养具有STEM素养人才。那么STEM教育这个四个英文字母代表什么？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，其教育方法核心——发现问题——设计解决方法——利用科学、技术、数学知识实施解决方法——将方法告知大家。

比如，妈妈叫一位六年级学生小阳去楼下超市买菜。出门前，妈妈口头报上所买食材名称。小阳面对一堆食材明细，即便是记忆能力再强，也不能确保买齐全部材料。这时，小阳就将妈妈所说食材名称，利用数学逻辑思维进行分类：青菜、肉类、苹果……这样不仅合理解决了问题，还利用数学逻辑思维成功找到了解决问题的方法。这个事例虽然只是STEM教育中最简单的表述方式之一，但它印证了生活中出现的问题，是可以用多种学科知识进行解决的特点。

二、小学开展STEM教育的策略

(一)STEM教育的学科特点 STEM教育学科特点是将各学科知识相结合，让学生自身去发现问题、解决问题的过程。这其中会涉猎其它学科所学习的知识与方法，形成综合性学科特点，比较适合学生全面发展，开拓逻辑思维，激发自身想象力。如果我们传统的小学课堂要运用STEM教育模式，就必须先将学科科目进行整合，才能运用STEM教育模式理念，从而让学生接受。

(二)小学课堂的课程设计 我国的基础课程设计，通常是将每个科目都进行规范性划分，虽然在教学过程中会运用到其它学科知识，但也只是一带而过，不会给学生思考回忆的时间，是一种比较呆板式的教育模式，限制学生发散性思维发展。而STEM教育模式，在孩子发散性思维培养这个问题上，就给足了孩子充裕的发展空间。

眼下的课堂，老师与学生之间一般采用一问一答的问题模式，老师抛出问题，学生解决问题。学生缺少了自身发现问题的能力，而且在一定程度上还会给课程带来枯燥性，学生也失去了探索兴趣。对于小学低年段学生而言，他们的思维要比高年级学生的思维跳跃快，天马行空，喜欢宇宙里最酷炫、最厉害的东西。

那么，如果运用STEM教育模式来帮助学生实现他们的奇思妙想，作为老师应该设计怎样的一个主题课程才能让自己的学生不仅觉得有趣，还要从中找出问题、解决问题，从而提高学生的逻辑思维能力呢？

在设计这个课程并进行实验的过程中，课程需要涉及哪些领域的知识，运用哪些领域的知识，学生又怎能在这些问题中发现问题，当然这些问题老师事先不得而知，毕竟学生的想象力是无穷的，只要不设定限制，他们可以不断进行思考。

设计课程虽然消耗的时间比较多，但相比课程本身带给学生的受益都是值得的。

(三)增强学生的交流能力 因为受居住环境、生活环境等因素影响，学生表达方式方法会出现不同：有的学生喜欢表达，有的孩子不喜欢表达。在STEM教育中不可或缺的环节就是评价和交流沟通，而STEM教育课堂通常采用学生自我评价、相互评价、评价老师等方式。这种评价模式，可以让学生找出自身不足，从他人优点中取长补短，全面提高自身的能力。

在锻炼学生沟通能力的前提下，老师与家长应鼓励学生自信大方地展示自己的成果，并进行介绍。除此之外，家长与老师对STEM教育的理解和态度，也深深影响着学生对STEM学习的信心和能力发展。

三、科学课堂实施STEM教育

STEM教育的目的在于孩子可以利用所学习到的综合知识合理并灵活的解决眼前出现的问题，同时STEM教育会涉及到众多学科，这些学科所包含的内容可令孩子拓展知识、开阔眼界，并在学习的过程中，身临其境的感受到知识的魅力。STEM课堂教学中要求学生综合运用知识对问题进行处理，解决问题的模式包括了设计、分析、发现和解决等。首先，孩子的想象力是丰富的、天马行空的，但针对某个问题进行解决时应先通过老师的指引，从老师指引的方向中，自我摸索、分析，这样的教学方式不仅可增加孩子对科学的认知，还能通过自身感受、自身行动改变原有思维方式。此外，STEM教育还具备较强的综合整理能力，即将学生接触到的学科知识进行优势互补，而通过此优势互补的关联，可有效提高孩子对各个学科的学习兴趣。同样，近些年，随着STEM教育的关注度愈加增高，使得很多学校老师都效仿此教学模式，同时也随着STEM教育在小学的发展，使得我国在科学教育模式中做出了改革与创新，而这样的改变使得学生的创造性、动手性、科学性等都得到了有效提升与锻炼。

就某学校切合生活实际所创造的创客课题之《煎炒神器——防油护手罩》。当我们煎炒食物时，经常不敢靠近油锅，因为害怕被油溅到皮肤上烫伤，于是就想发明一款防止油溅到手上灼烧皮肤的《煎炒神器——防油护手罩》。此作品想法来源生活，首先冷油滴在热锅里，就会受到热胀冷缩的影响，冷油一下子变成热油，并四处乱溅，容易烫伤拿着锅铲的手。在生活中细心观察后得出结论：如果能在手握锅铲的部位加上挡板，则能防止油溅到手上。而创造防油手套是最佳方式。这就是发现问题、分析问题的能力培养。

怎样解决问题，首先老师为学生准备塑料与布条，学生通过老师讲解与咨询家长，得知需使用热熔胶将材料粘成一定的形状，制成防油护手套。方案设计过程中，教师辅助为主，由学生自主通过自我想法设计手套方案；通过从生活中的观察与发现，进行手套设计。制作过程中，老师将重点告知学生，即挡板形状以及怎么固定锅铲。如果做成圆形挡板，会发现隔油效果不好，且挡板太靠近锅，受热高，容易变形；若采用倒漏斗样式的圆锥形挡板，则能解决隔油问题。对于如何固定锅铲，则使用热熔胶和塑胶圈，不仅可以有效固定手柄，同时拆装方便，清洁时可以展开，然后用铲子刮下油垢，用洗洁精清洗。回收的油可做成手工皂，低碳环保。

学生通过老师提供的资料，分组制作，制作过程大致为六个步骤：①以软塑面板底边中点为圆心，以2CM、15CM为半径分别画出两条半圆弧线。②沿弧线剪下一个扇面形。③以底边中点为顶点，将扇面两边往中间对折凹成一个圆锥体，接口部分用热熔胶粘黏。④用剪刀沿圆形垫圈中心点剪出一个“十”字形开口，开口足以卡紧锅铲手柄，并且能够自由伸缩为宜(建议直径约2.5CM)，不能剪断垫圈。⑤将垫圈置入圆锥体底部(靠近小口一侧)，用热熔胶粘黏封口，确保垫圈和圆锥体接口处固定粘牢。⑥将袖套无橡皮筋的一侧张开套住圆锥体较大一侧开口并固定，可以选择两种方式固定：a)用热熔胶将袖套固定在圆锥体上，不可拆卸。b)用夹子将袖套固定在圆锥体上，可以拆卸。这个装置采用第(1)种方式。固定好之后，《煎炒神器——防油护手罩》就完成了。

通过动手实验，可让学生感知到，通过反复修改设计，尝试不同材料，不断实验，深刻体会到科学研究需要严谨的态度、顽强的毅力和一丝不苟、精益求精的精神，容不得半点马虎。并了解科学就在我们身边，它可以改善我们的生活，提高生活质量。同时在制作模型过程中，培养我们的动手能力、实践操作能力、合作能力。最后在实验过程中，我们分析问题、解决问题、自学能力等都得到了提升，初步达到STEM教学目的。

在小学科学课堂中应用STEM教育，让学生对生活中的自然、技术、工程、数学有所认识乃至思考，让过去的“纯科学”的教育模式走出教室，让学生在问中想、想中做、做中学，有效培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力以及勇于创造的精神，而不仅仅只是为了科学而学科学。

四、结束语

STEM教育模式虽然在我国还处于发展探索时期，但针对小学教育来说，STEM教育模式可以更好地激发学生的想象力、创造力，让学生有更大的自由发挥空间，同时学生的语言表达能力和沟通能力也得到了极大的锻炼。

STEM教育模式，虽然在一定程度上会给学生带来益处，但对于老师，对于我国的基础教育模式有着不小的冲击。想要推广实施这项教育，需要在原有基础教育模式上做出改变，让STEM教育模式与我们的教育模式相结合，让学生更加全面发展。