渗透STEM理念 培养小学生科学素养

【摘 要】科学教育是小学教育中的重要内容，是培养小学生科学意识和思维的重要途径。然而科学课程内容繁复，若仅是采取传统教学模式，很难激发小学生的学习兴趣。同时科学知识有一定的复杂性和条理性，对部分小学生来说学习起来颇有难度。STEM理念为小学科学教学提供了新的思路，在小学科学教学中渗透STEM教育理念，可有效培养学生的创新意识，提高其实践的能力，有利于促进学生科学素养的发展，为其未来的学习奠定坚实基础。

【关键词】STEM理念;小学生;科学教学;科学素养

【中图分类号】G623.9  【文献标识码】A  【文章编号】1671-8437（2021）28-0195-02

STEM教育理念涉及科学素养、技术素养、工程素养和数学素养等多方面、多领域的教育内容，具有實践性、跨学科性、融合性等特征。新课改主张多学科融合的教育方式，注重培养学生的实践能力和创新精神，这与小学科学教育的目标基本一致。因此，教师应充分把握STEM理念的内涵和特征，积极将其渗透到科学教学中，优化教学内容，创新教学路径，为学生创造更加生动丰富的科学课堂。

1   立足生活设计活动主题，调动学生探索科学的兴趣

兴趣是小学生探索科学、学习科学的源动力。因此在小学科学教学中，教师教学必须贴近实际生活，通过融合多学科的趣味知识，设计丰富生动的科学活动主题，激发小学生探索未知的兴趣和“打破砂锅问到底”的精神，让他们通过活动来掌握科学知识与技能，深化对STEM教育理念的理解和认知。

以“蚯蚓的选择”一课的教学为例，在课堂开始时，笔者可通过询问科学常识来吸引学生注意力，“关于蚯蚓你知道哪些知识？”这时候有学生举手回答：“蚯蚓可以松动土壤，帮助农民伯伯施肥。”也有学生说：“可以作为药材，许多中药药方里面都有蚯蚓。”笔者微笑着点头，使用多媒体设备展示蚯蚓的作用和特性：“其实蚯蚓远不止这些特点，蚯蚓既可以作为药材使用，也可以做成食品。同时蚯蚓喜欢吃腐败的有机物，也是处理垃圾的小能手。此外，一些喜欢钓鱼的人经常将它们作为钓饵使用。”接着笔者拿出一个装着蚯蚓的昆虫箱，提出问题：“有没有同学想要摸一摸蚯蚓啊？”部分女生有点害怕不敢靠近，有几个胆子大的男生“主动请缨”，然后便“义无反顾”地将手伸进了昆虫箱。待他们摸完后，笔者让他们说说触摸蚯蚓的感觉，有说“滑滑的”，有说“黏黏的”，还有的说“还挺好玩的”。笔者继续问道：“有没有人知道蚯蚓喜欢什么样的居住环境呢？”“泥土！”学生不假思索地回答。为加深学生对蚯蚓的认识，笔者继续追问：“那么蚯蚓为什么会喜欢泥土呢？”学生都表示不知道。此时，笔者利用STEM教育，开展对照实验。首先将蚯蚓放到箱子中间，然后用黑布盖上一半，让学生五分钟后观察，看看蚯蚓是到了黑暗的一边还是光明的一边。然后再将一些沙土放入箱中一侧，放入湿润的泥土在另一侧，这一次两边都盖上黑布，五分钟后再次观察蚯蚓在哪一边。由此得出实验结论：蚯蚓更喜欢黑暗和湿润的地方。

将一些常见小动物作为科学学习的“引子”，再配合一些贴近生活的简单实验，可快速吸引学生的注意力，调动他们探索学习的欲望和兴趣。因此，在小学科学教学中，教师设计教学内容时，需贴近生活，让学生在生活中学习，这也是实施STEM教育的必要手段。

2   通过模仿制造，提升学生科学实践能力

实践体验是激活学习灵感、培养思维模式的重要方式。而科学课堂的主要职能之一就是积极地引导学生发明创造和模仿制造。小学生天性活泼，思维活跃，可通过模仿产生出许多天马行空的创意。因此，教师在开展小学科学教学时，应积极引导学生进行亲身体验，鼓励他们模仿制造，锻炼其动手动脑的能力，提升其科学实践

水平[1]。

以“做一个生态瓶”一课的教学为例，笔者先将学生分成小组，让学生制作生态瓶。课前运用多媒体展示一些图像资料，向学生介绍一个生态圈需要具备的条件，如植物、沙石泥土、鱼儿等，并告知生态圈需要这些要素的原因，如植物可以造氧，提供栖息地，还是许多动物的食物;动物可以排放二氧化碳，为植物光合作用提供原料等。生态圈只有形成一个完整循环才能繁衍生息。教师可以发放给每个学生一个记录本，要求他们定期记录生态瓶中的变化。同时，每隔一段时间，教师可指导学生适度改变试验变量，如提出问题：如减少给水量，生态圈中的鱼儿生活会怎么样？学生推测：鱼儿的生存环境变差。实验方法：做对照实验，观察水多和水少的时候鱼儿浮出水面的次数有什么不同，以此验证推测，得出结论。上述的体验过程，不但锻炼了学生的模仿能力，同时还提升了其科学实验能力。因此，教师在开展小学科学教学时，一定要秉承STEM理念的原则，积极引入生物、科学、信息技术等学科元素，丰富学生对科学现象的认知，从多角度展开模仿制造活动，以此锻炼动手动脑能力[2]。

3   展开互动交流，培养学生团队协作能力

要想加强小学科学教育与STEM教育的深层次联系，教师就应组建学习团队，加强教师与学生、学生与学生间的沟通互动，以此提升学生的团队协作能力。然而，就目前来说，小学生受到知识、经验、逻辑能力和学习能力的局限，在面临一些难度较大的问题时能力略显不足，无法有条不紊地完成计划制定、数据收集、测试等系列实验作业，因此教师要多注意这方面的问题，有意识地加强学生这方面的协作配合。

以教学“做个太阳能热水器”一课为例，教师可通过融入STEM教育理念，引导学生互动协作，培养其团队配合能力。首先，笔者在实际教学中，先让学生分成小组，详细讲述太阳能热水器制作的硬性条件（至少可以装200ml的水，尽可能利用手边的材料，尽可能在15分钟内升高水温，具有保温和加热的基本功能）。然后由小组成员负责不同的任务，如有学生负责设计这个热水器的基本样式，有学生负责找寻基础材料（大纸盒、泡沫塑料、饮料瓶、锡箔纸等），有学生选择适合的天气组织试验，还有学生记录观察水温变化等。团队协作是培养学生科学素养的重要一环，也是教师开展小学科学教学所必须具备的前提条件，更是STEM教育得以践行的核心要素。小学生通过互动沟通和团结配合，可快速掌握科学学习方法，养成科学思维，为未来解决跨领域和多学科的问题奠定良好基础。

4   鼓励大胆创造，培养学生的创新意识

科学教育的核心精神在于大胆创造、勇于创新，因此教师在开展科学教学时，不可一板一眼，以书本上的知识为唯一标准，应当鼓励学生探索和尝试，即便失败了，也能够在失败中寻找进步的契机。教师应在科学教学中应充分发掘小学生潜在的能力，并积极培养他们的创新意识。良好的科学创意不仅来师生间的良性互动，更来自于学生个体的积极心态和探索精神。

以教学“能量和太阳”一课为例，笔者先为学生布置预习任务：通过各种途径和方式展现自己所知道的能量，或描述太阳与自然的关系。上课时有的学生在家长的帮助下，将太阳与自然的关系做成了简单的动画：一颗小小的种子接受了太阳光传递的能量，在土壤中渐渐长大，而后冒出绿芽，长出枝叶，时间一点点流逝，绿芽在太阳光的照射下逐渐长成一棵小树，然后经过漫长的时间最后终于长成了一棵参天大树，由此诠释太阳与自然的关系。有的小学生则是收集到各种能源的图片，如沼气能源可用于发电，通过风力转动风车能发电，还有通过水势动能来发电的水力发电站等。学生通过不同途径、方式将他们眼中认知的能量与太阳的关系展现出来，不但能帮助其他同学明白能量的种类和来源，更激活了他们的科学思维，为其后续的学习打下了坚实基础，同时这些丰富生动的学习方式，能够加深学生对科学规律的理解，促进其养成良好地探索学习习惯，对培养学生的创新意识和创造能力具有促进作用。

总之，小学阶段科学教学不是为了培养科学家，而是注重对学生的科学启蒙教育，这与STEM教育理念具有内在的一致性。在开展小学科学教学活动时，教师需充分渗透STEM教育理念，融合多学科的知识，精心设计科学活动的主题和内容，调动小学生的探索兴趣和参与积极性，拓宽其科学视野，并在引导其进行模仿制造的活动中，锻炼其实践操作能力和团队协作能力，促进学生学科学、做科学、用科学，在科学学习中获得全面发展。

【参考文献】

[1]徐燕.基于STEM理念的小学科学实践活动组织策略[J].基础教育研究，2021（6）.

[2]徐海婷.基于stem的小学科学生本课堂的构建研究[J].文理导航（下旬），2021（3）.

【作者简介】

于鼎（1993～），男，汉族，江苏盐城人，中小學二级教师，本科。研究方向：小学科学教育。