让小学科学与STEM教育擦出精彩火花

□ 江苏省扬州市邗江区黄珏学校 孟海玲

STEM是一种源于国外的教育方法，也是一种先进的教育理念，现如今在我国教育领域比较盛行。STEM教育是一种跨学科教育理念，集科学、技术、工程、数学四门学科于一体，应用多学科知识解决复杂问题的一种方法，STEM教育跨学科、重实践，强调知识的综合运用和思维的跨界融合，注重培养学生的综合素养。小学科学作为一门科学素养的启蒙课程，具有综合性、实践性等特点，与STEM教育有着诸多相同之处，这也为STEM教育的渗透提供了有利条件。笔者尝试在小学科学教学中渗透STEM教育，开展跨学科教学，让小学科学与STEM教育擦出精彩火花。

一、STEM教育为科学教学添翼

在科学教学中渗透STEM教育，应坚持学科立场，以科学学科为中心，同时借助STEM教育方法，为科学教学加油助力，给科学教学增光添彩，为科学探究添翼助飞。STEM教育对科学教学具有多重价值，现简单例举三点。

1.激发科学学习兴趣

兴趣是成功的秘诀，喜欢科学是学好科学的前提，学生只有对科学内容感兴趣，才会喜欢科学，喜欢探究学习。传统科学课堂教学比较封闭，教师教学方法陈旧，尤其是学科之间缺少交叉，科学教学内容枯燥，探究活动形式单调，科学学习趣味性不强，科学课堂气氛沉闷，导致多数学生的科学学习兴趣点降低，这也是科学教学低效的主要原因。

STEM教育融入科学课堂教学，具有激趣促学的价值。STEM教育是一种跨学科教学，综合了多学科知识、方法，让科学教学内容更丰富，使科学学习方式更多元。STEM教育创新了科学课堂教学方法和模式，将科学探究活动与STEM活动结合起来，让科学学习变得趣化、美化、活化，较好的激发了学生好奇心，提高了学生学习兴趣，扭转了学生被动学习的局面，让学生积极参与到科学探究活动中，使学生真正成为学习的主人。

2.提升科学探究效果

探究式学习是科学学习的主要方式，学生在教师的引领下解决科学问题，通过自主探究学习，实现知识的自我建构。在科学探究中，学生一般只会用到科学知识和科学方法去探究科学问题，而有些科学问题却较为复杂，仅靠一门学科知识或单一的方法是无法解决的，这就需要学生能够拥有多学科知识，学会运用综合知识和方法去探究。STEM教育的跨学科特点，为科学问题的探究与解决提供了便利，在STEM活动中，学生要应用多学科知识，学会多视角观察，多维度思考，在科学探究中，学生学会跨界思维，运用科学思维、技术思维、工程思维、数学思维等多元思维去解决问题。STEM教育理念指引下的小学科学教学，激活学科知识与多元智能，优化学习方式与方法，助力学生探究与理解，提升科学探究效果。

3.促进科学素养培育

培养学生科学素养是科学教学的宗旨，科学素养包含了科学兴趣、科学知识、科学方法与科学精神四大要素，而要培育好这些科学素养，必须给学生提供更好的学习平台，将学生引入科学探究过程，让他们亲身实践体验，亲自应用感悟，帮助他们全面认知，促进他们感知理解。STEM教育就是这样一个有助于学生科学素养培育的平台，STEM教育与科学教学的结合，让科学教学内容趣味化，使科学教学活动主体化，让科学探究方法多元化。科学学科与其它学科的串联，多学科知识与思维的整合，放大科学教学的力量，较好地培养学生科学兴趣，有效建构科学知识，帮助学生掌握科学方法，蕴育科学精神。

二、科学教学与STEM教育对接

若要提高科学教学中渗透STEM教育的效果，必须找准科学与STEM的融合点，在两者之间搭建一个跳板，以便于两者之间的有效对接。教师可以采取以下策略进行链接，达到科学教学与STEM教育的有机融合。

1.借助情境链接

情境教育理论认为：情境激发学生情感，发动和促进认知。情境是指在一定时间内各种情况的相对的或结合的境况，情境是一种带有情绪色彩的具体形象的场景，情境具有直观形象性、情感激励性等特点，有助于激发学生学习兴趣，情境增强学生的情感体验，有助于知识的应用与迁移，情境通过人的感官而影响学生的心理情绪，为学生的学习营造良好的学习环境。

情境教学是科学教学的基本方法，也是STEM教育的必由之路，情境对于两者都很重要，如同科学教学与STEM教育的共同桥梁，因此，在小学科学中开展STEM教育，教师可以创设情境，用情境为载体，借助情境进行链接。在创设情境过程中，要尽量确保情境的生活性与真实性，用学生身边的事例，或者生活中的现象，作为科学探究与STEM活动链接的桥梁，以实现两者之间的无缝对接与有机融合。

2.借助问题链接

陶行知说过：“有了问题才会思考，有了思考，才有解决问题的方法。”问题是科学学习的起点，探究是科学学习的方式，科学探究就是解决问题的过程，就是学生在教师的引导下，围绕科学问题思考和寻找解决问题的方法，然后自己去尝试实践，实现问题的自我解决。问题让科学探究有根源，使学生思维有依靠。问题也是STEM教育的载体，STEM教育以问题为起点，以问题解决为活动主线。问题是连接科学与STEM的纽带，因此，教师在STEM教育理念引领下的科学教学中，可以借助问题进行链接，实现两者的有效对接。在设计问题时，既要保持科学的学科特点，又要带有学科的跨界特色，还要提高问题的复杂性、综合性与挑战性，这样既能提高学生的科学探究兴趣，又能凸显学科的融合性与活动的探究性。

3.借助作品链接

STEM教育的核心是工程，而工程的核心是设计与建造，设计作品是STEM教育的产出环节，在作品设计中实现知识的迁移与融合。设计也是科学教学的重要环节，设计实验方案，设计创意作品，在设计后展开实践性活动，将理想变为现实。设计是科学教学与STEM教育的共同环节，而作品是两者的融通点，作品是设计后的终端产品，是学习结果的外化，是知识与能力的外显。教师可以借助作品，将科学教学与STEM教育链接到一起，让学生在设计作品、制作作品、展示作品、评估作品的过程中，实现手脑双挥、做思合一，同时借助作品来提高学生学习的积极性，提升学生的实践能力与创新能力，提升学生的成就感与自信心。

三、科学教学中渗透STEM教育策略

科学教学中渗透STEM教育不是简单的跨界，不是机械地把各学科进行叠加，而是要统整考虑，统一设计，有机交融。教师可以采取以下具体操作策略，实现两者的整合，放大教育的力量，提升教学的实效。

1.挖掘素材，精选项目

STEM教育实际上是一种项目学习活动，诚如科学中的项目研究，因此，项目的选择与设计是开展STEM教育的前提。不是所有科学内容都适合开展STEM教育，不是任何一个科学内容都可以成为STEM活动项目，STEM活动项目应属于工程类，具有综合性、实践性，综合运用科学、技术、工程、数学知识和方法，通过手脑并用方式去完成项目研究，实现问题的解决。

教师要精选科学研究项目，以实现学科知识的有机整合。在开发设计活动项目时，可以从现有的科学教材中挖掘，或者去学生的日常生活中挖掘。例如，教师可以在《搭支架》这一课的教学中渗透STEM教育，把教材进行适当改编，设计了一个“建宝塔”项目，将搭支架应用于建筑之中。笔者也曾经结合学生喜欢玩具汽车的事例，开发设计一个“心爱的小车”项目，组织学生讨论小车的特点，设计制作一辆小车，设法改进车轮，使小车走得更远。

2.基于探究，精设活动。

科学探究是获取科学知识的重要方法，探究式学习是学生学习科学与开展STEM活动的重要方式，探究式学习以学生为学习主体，以自主探索为活动中心，在探究中实现知识的融会贯通。在科学教学中渗透STEM教育，需以活动为探究的载体，要精设活动，用丰富多彩的探究性活动，蕴育学生科学素养，培养学生综合能力。

为了凸显跨学科特点，教师设计的活动应具有探究性、复杂性、综合性、实践性，可以是设计活动，可以是制作活动，可以是思考活动，可以是实践活动，有工程建造活动，有技术优化活动，有数学计算活动等。例如，笔者在教学《搭支架》一课时，将其改编为“家乡的宝塔”，使其带有STEM教育味道，笔者创设寻访家乡宝塔的情境，引导学生寻宝塔、赏宝塔，通过问题驱动：“为什么宝塔下大上小？”组织学生讨论宝塔的结构，探究宝塔的特点，笔者着重安排了宝塔设计与制作活动，让学生综合运用知识，动脑设计，绘制样图，亲手制作。最后，笔者还设置了作品展评活动，引导学生展示成果，分享经验，评价完善。学生在讨论、设计、制作、评价中探究支架的结构，认识支架的作用，进行实践创新。

3.跨界思维，精致融合

跨界是STEM教育的显著特点，是跨越学科的边界，将多门学科进行融合，有学科知识的整合，有多元思维的融合。通过跨界融合，助推科学问题的解决，科学概念的理解，科学知识的建构。以往小学科学教学中，一般应用单学科知识，采取单一性思维，而融入STEM教育理念的科学教学，需要彰显跨学科特色，将技术、工程、数学等知识融入科学，需要采取跨界思维，多视角观察多维度思考，运用技术思维、工程思维、数学思维去解决科学问题。在跨界整合时，要做到精致融合，实现无缝对接。例如，在教学《搭支架》一课中，笔者重点利用作品设计环节，引导学生从工程、技术、数学、美术等角度进行思考，将多元思维用于宝塔搭建的活动中，兼顾宝塔的牢固、美观、节材，从而在跨界思维中整合学科知识，实现学科的精致融合，提高科学教学质效，促进学生综合素养提升。