基于STEM理念下小学科学教学中科学思维培养探究

曹红艳

(江苏省苏州市苏州工业园区金鸡湖学校 江苏苏州 215000)

STEM教学理念融合科学、技术、工程和数学，侧重于打造综合性学科人才，具有很高的教育价值。在小学科学教学中，对学生科学思维的培养是关键，这是学生的启蒙思维，也是未来学习发展的基础性思维。如何在小学科学中结合STEM理念培养学生的科学思维是教育值得探究的问题。

一、什么是STEM教学理念

近年来，STEM教育理念被提出并为广大教育工作者和家长们接受，它具体是一个怎样的教育理念方式呢？STEM是Science（科学）、Technology（技术）、Engineering（技术）和Mathematics（数学）的首字母缩写组合[1]。其中首先提出者将它与传统教学理念区分开来，传统教学理念注重于书本知识，以灌输的方式让学生接受大量的知识，侧重于让学生看着课本和黑板“跟着老师走”。而STEM教育强调跨学科学习，以面向具体问题进行探究和思考为重点，鼓励学生独立自主地思考，旨在培养学生的学科性思维、提高学生对知识的综合运用能力。

STEM教学理念非常重要的一点是让学生学会“整合”信息，通过接触到的、观察到的、学习到的知识，与实际运用整合、建立联系。STEM教育最为常用的场合是学科整合、教材整合等。通过STEM教育，学生的思维能力也能得到良好的发展，理念核心在于培养学生的创新意识、逻辑思维、想象力、记忆力等重要思想和能力，并不断给予学生探究的乐趣，让学生在发现问题、解决问题以及团队合作中都能发展个人能力。

二、科学思维的教育意义

科学思维有多种定义，综合来说，科学思维是指人在自然界中对客观事物的观察、认识及追求科学严谨的求知态度和方式。科学思维属于逻辑思维的一种，在教育中具有很高的价值。科学教师的教学方法决定了学生科学素养培养的效果，科学思维是小学科学中经常用到的一种思维模式，它不仅可以运用在学习中，在生活中也有积极的作用。在小学科学教育中，科学思维可以说是启蒙性的思维能力，有效培养能够给学生带来十分高的价值，其教育意义主要有以下三个方面。

第一，科学思维能够帮助学生提高交流能力和综合素质，改善思维漏洞。科学思维影响着人日常生活中的言行习惯和科学素养，它能够帮助学生增强其思辨能力，帮助学生利用思维定势快速解决问题，不被负面作用影响，加强思维的强度，促进自身思维体系的完善。

第二，科学思维能够提高学生的科学素养，促进学生形成运用科学认识、科学方法、科学材料的一种理论思维体系。科学思维对事实与理论是否符合的判断，有利于学生综合运用各种科学思维方法，在各种情况下，解决不断冒出的问题，从而有所发现、有所思考、有所掌握。

第三，科学思维能够帮助学生更好地学习和掌握科学世界观和方法论，形成正确的思想观念，对世界的认知也能有一定的概念。科学思维要求从实际出发，观察和认识客观事物的本质和规律，运用科学思维方法分析和解决问题。在教育中，科学思维有助于学生正确认识世界，用联系、发展和矛盾的眼光看待问题。

三、生活化情境在小学科学高效课堂中的构建策略

（一）融合STEM理念，打造综合学科

STEM理念不像传统教学，把各科划分得清清楚楚，而是结合了几大学科的优势，提出一种更加全面的教学模式。小学生正处于快速发展的阶段，对世界的认知过少，理解能力也需要提高，在STEM理念的帮助下，学生能够理解教学的目的、对科学价值观、学习观的建设也有一定积极作用。例如，在教科版小学科学一年级下册动物“给动物建个‘家’”的教学课堂中，教师可以将学生的注意力引导至生活化情境中，结合生活经验引导学生探究科学学习内容，在给小动物建个家的过程中，比如给小鸟建一个窝，需要用到哪些材料，需要考虑到哪些问题等，激发学生自主思考。丰富生活化实验的开发一方面是提高学生对课本知识的陌生感，使其能够享受课堂思考的乐趣，另一方面是通过实际举例让学生对问题的理解更深一层，能从多学科、多角度进行思考。

（二）利用信息技术，发展科学思维

科学思维是小学生应当具备的一种思维模式，对逻辑思维、推理思维等理性思维来说，科学思维是一项学生需掌握的基础性思维。在小学科学的课堂上，学生在学习基础知识的同时应当训练自身的思维能力，促进自身的能力发展[2]。例如，在教科版小学科学四年级下册“花、果实和种子”的课堂教学中，教师可以通过介绍月季花的一生引导出“植物的一生”。教师可以利用多媒体向学生展示一些纪录片中植物的一生的变化，让学生能够看到植物在生活中的样子，从而留下深刻的记忆，更好地理解课本中的教学内容。合理运用信息技术向学生展示一些生活中碎片，能让学生身临其境地感受和体会科学的魅力。教师也可以通过动物的一生引导学生发散思维，思考人的一生这个概念。思维的发散性能够有效活跃大脑，开发智力，培养延伸性的思维模式，为今后的学习打下良好的基础。

（三）丰富教学形式，培养模型建构思想

模型建构是科学学习中经常用到的一种学习模式，在针对现象或结论进行探究论证时，建模思想能够保证学生的思维顺畅，提高学生对知识的理解。丰富课堂形式能够帮助学生长时间集中注意力，调动学习积极性，从而保证教学质量[3]。例如，在教科版小学科学四年级上册“分离食盐与水的方法”的教学课堂中，教师可以在课堂上开展一个小组合作活动，让学生分组进行科学实验模型建构，比比看哪一组的实验最完整，方法最合理，模型最准确。通过融入小组合作形式进行教学，能让学生多方面提高自身的各项能力，如协作交流能力、生活化角度思考能力等。

（四）促进实践探究，培养创新能力

实践是检验真理的唯一标准，在小学科学课堂中，教师可以积极开展一些促进学生动手探究的实践课，基于STEM理念，让学生通过科学的、系统的理论学习和操作，锻炼学生的动手能力，培养创造力、想象力等。教师可以适当开展实验课，虚拟实验室是一种有效的模式，能帮助学生以实践的方式学习新知识。例如，在教科版小学科学四年级下册“做个小开关”的教学课堂中，教师可以让学生学习课本知识后自主设计一个“小开关”，满足教师提出的基本要求。如果环境条件不足以让学生动手设计自己的作品，教师可以让学生通过虚拟技术和信息设备模拟制作自己的小开关，可以是灯泡开关、水龙头开关或者其他的一些开关。学生在动手实践的过程中能够感受到科学知识的魅力，不仅能锻炼创新能力和动手能力，还能有效提高科学素养，促进自身全面发展，提高课堂效率和质量。

总而言之，在小学科学的教学中，提高学生的学习效率和质量是教师应当重视的关键问题。首先教师需要在教学中融会贯通STEM理念，让学生意识到科学学习的重要性；其次，将模型建构与生活情境结合，促进学生的思维发展；最后，通过丰富的课堂形式提高教学效率，促进学生全面发展。