问题驱动下的STEM教学

王昱悦

〔摘    要〕  随着新课改的推进， STEM 教育理念被广泛地应用于小学科学课堂。在此过程中，教师作为学生的引导者致力于激发学生的参与热情，培养他们的创新能力与实践能力。受年龄等多种因素的影响，小学生经常无法快速理解教学内容。为改变这一现象，教师应积极发挥自己的教学经验，循序渐进地引导学生独立发现问题、分析问题、解决问题。

〔关键词〕  小学科学；问题驱动；STEM教学策略

〔中图分类号〕  G424               〔文献标识码〕  A        〔文章编号〕  1674-6317  （2023）  18-0067-03

STEM 教育是一种融科学、技术、工程、数学于一体的综合性教育模式。相较于传统意义上的教学模式，STEM 教育更讲求学生的主体地位。一般来说，学生的实践能力有限，所以，教师既要重构自己的教学重点，关注他们的自主能力、创造能力，又要凭借学情预估让学生懂得如何解决问题。本文从具体的教学案例出发，深入分析问题驱动下小学科学STEM教学策略的有效应用。

一、贴近实际生活，优化教学内容

（一）创设情境，调动学生学习积极性

在以往的教学活动中，教师经常以自己为主体，根据自己的教学经验以及学情预设教学内容。然而，从实际的教学效果看，由于小学生的知识积累与教育者不同，所以，整体的课堂氛围普遍比较低迷。为了解决这一问题，大部分教师会引入STEM 教育理念并构建生动的教学情境。相较于传统意义上的师生互动，STEM教育通过具体的学习项目以及情境，学生一边理解任务要求，一边搜集、对接、整合、分析课内、课外的资源 ，能够获取更多的参与感。

以苏教版小学科学《空气有质量吗》一课为例。在课程导入阶段，教师首先提问：生活中有哪些事物是有质量的？结合这一问题，学生纷纷结合自己的理解回答：书包是有质量的，书本是有质量的。随后，教师追问：空气是有质量的吗？在此过程中，学生各抒己见，叙述自己的猜想。针对不同的想法，教师依次展示两只泄了气的皮球、一个电子秤以及一个打气筒。问道：“如何用上述三个道具称量空气的质量？”接下来，学生以小组讨论的形式共同商讨实验方法。经过2分钟的讨论，部分小组尝试着分享自己的观点，即，把一只球打满气，分别测量2只球的重量，计算两者的差值就能得到球体内空气的质量。基于这一观点，教师一边听取学生的建议，一边展开实验。经过一系列的操作，学生逐渐印证了自己的想法。在实验的最后，教师又普及了测量空气质量这一经典实验的发展过程。

小学生的知识积累以及实践能力有限，所以，教师要做好相应的引导。通过问题情境与生活情境的结合，学生能够在项目初期就确定实践框架。凭借提问—猜想—讨论—验证—总结等一系列步骤，学生逐渐掌握了探索的内容。

（二）加强实践引导，提高学生综合能力

陶行知认为，教育与生活密不可分。与此同时，快乐也是教育者应考虑的主要内容。对小学生而言，单纯的理论讲授并不能激发他们的学习积极性。从学生的生理特点看，多元、有趣的小游戏更能让他们乐于参与。因此，教师在引入 STEM 教育理念设计具体的实践活动时，不仅要创设真实的教学情境，还要利用问题引导，让学生形成“理论学习—应用迁移”的学习习惯。通过多次地引导，学生能逐渐意识到，知识的输出与知识的输入同等重要。由于实践活动集沟通交流、操作实践、创新于一体，所以，一定会产生诸多摩擦。面对学生中出现的小问题，教师要注重引导，让他们尝试自己解决具体的问题。

以苏教版小学科学《不同环境里的植物》一课为例。“我们生活中常见的植物有哪些？你还知道哪些不常见的植物？这些植物分别生长在哪些环境中？”学生要回答这一连串的问题，就需要在预学阶段到当地的花鸟市场了解植物的基本种类。考虑到学生的实践能力，教师提前发放了一张表格。根据表格内容，学生将植物的名称、特点以及生长环境记录下来。在课程导入阶段，教师以学生的实践成果为基础引入本节课的重点：不同环境里的植物以及它们的生长特点。由于学生搜集的信息比较有限，在课程讲解阶段，教师利用PPT展示了此前发放的表格，并以“答案+引导”的方式逐步完善“沙漠中的植物”“水中的植物”“雨林中的植物”等多个课题。

STEM教育理念下的小学科学课堂是充满生机的。一方面，学生充分发挥自己的想象力，将自己的所思所想融入具体的实践；另一方面，实践内容蕴含着大量的知识点，学生在具体操作时也能实现知识点的有效应用。值得一提的是，教师不再是学生的监督者，而是引导者，学生经常会产生激烈的观点碰撞。凭借教师的适当引导，学生能逐渐形成体系化的知识结構。

二、发掘教学资源，优化授课内容

（一）促进学科融合，丰富活动内容

从学科特点看，小学科学本身就是一门综合的学科。然而，在以往的教学活动中，教师经常忽略教材内容的延伸。虽然学生能够根据教材中的描述完成初步的探索，但要提升他们的综合能力，教师就要重构教学理念，整合更多的教学资源，而最显著的特征就是促进学科融合。实践表明，小学科学与化学、物理、音乐、语文等多个学科的融合，能让学生更加乐于参与课堂互动。

以苏教版小学科学《七色光》一课为例。通过本节课的学习，学生要学会用多种身边的物品制作彩虹。教材中的内容与物理知识有着诸多联系，因此教师提出了一个学习项目：制作人工彩虹。在此过程中，学生要依托教材内容，运用互联网信息查询相关的操作方式。当学生了解了人工彩虹的制作方式后，教师发放调查问卷，让他们填写自己所需的材料。在课程讲解阶段，教师展示了两组实验材料，其中，一组是不需要水的，而另一组则需要用到水。随后，被点名的学生到台前展示他所了解的实验步骤。

一般来说，小学科学中的大部分教学内容均取自人们的生活，但也有部分知识与物理、化学等学科息息相关。区别于其他章节，这些知识点往往更加抽象且复杂。因此，教师往往要另辟蹊径，运用多个学科的工具、材料阐释具体的知识点。

（二）优化教学引导，转换师生角色

长期以来，学生作为被动的知识接受者，缺乏探索积极性。随着新课改的推进，越来越多的教师致力于重构学生的学习习惯，激发他们的思维与活力。受时间与空间的限制，教育者往往无法实现知识讲解的连贯性。针对这一现象，教师不妨转换自己的角色，即，把学生放在“教师”的位置上，把自己放在“学生”的位置上，让学生围绕具体的学习项目进行结果的汇报。为了加深学生对知识点的印象，教师可以模仿“学生”的角色，进行积极的提问。这样，通过有来有往的师生互动，引导学生逐渐掌握课程知识重点。

以苏教版小学科学《浮力》一课为例。从前期的教材内容分析中，教师发现，本节课涉及的知识点大多比较抽象，因此尝试通过物理实验与教材内容的融合，让学生理解何为浮力以及浮力在生活中的具体应用。在预学阶段，教师提出了一个简单的家庭实验问题：浮力受哪些因素影响？根据实验要求，学生要利用两个体积相同重量不同的球、水探究浮力的影响因素。经过一系列的实践，学生初步得出自己的经验。在课程讲解阶段，教师随机请一名学生并要求他复盘此前的实验流程。区别于以往的授课流程，这时，教师将自己代入学生的视角并进行提问，如为什么要将两个体积相同、重量不同的圆球放入水中？结合循序渐进的提问，学生充分调动自己的知识积累完成知识点的应用与迁移。

区别于以往的教学模式，学生不再是单纯的知识接受者，而成了知识的输出者。值得一提的是，教师除了可以进行师生角色的互换，还可以在日常的教学活动中指定某一名学生进行部分知识的讲解，这样，该生为了回答好其他同学可能提出的问题，就会自觉地深入挖掘教材内容。

三、强化实践形式，优化实验流程

（一）大胆猜想，发现问题所在

从问题驱动的落实过程看，大胆猜想是任何一个实验开始的前提与基础。在猜想的过程中，学生首先要进行假设。区别于普通的猜测，问题驱动理念下的猜想，需要一定的佐证，适当的猜想不仅能透露出学生的所思所想，还方便教师进行后续的教学引导。

以苏教版小学科学《斜坡的启示》一课為例。考虑到后续的授课效率，教师在预学阶段提出一个问题：斜坡的使用是更省力还是更费力？针对这一提问，学生纷纷提出自己的想法。其中，有的学生认为，斜坡更省力，也有的学生认为，斜坡更费力。随后，教师要求他们根据自己的猜想制订具体的实验方案。考虑到学生的实际情况，教师又构建了两个场景：其一是利用弹簧拉力器将1个小车从地面抬升至1m处，其二是利用弹簧拉力器将小车放在斜面上拉高1m。“这两种方式哪一个更省力？”在课程讲解阶段，教师分别询问此前提出不同观点的学生，你的猜想被证实了吗？凭借前期的猜想以及后续的实践，学生逐步得出自己的结论。

一般来说，无论学生做出何种猜想，教师都不能有干预的行为。如果教师因为某一名学生提出的“不靠谱”猜想而予以批评，就会压抑学生的天性。为了最大限度地提升学生的实践热情，教师要重视这一环节并引导学生依托猜想亲身试验、证明、交流。

（二）得出结论，复盘实验流程

基于问题驱动理念的科学实验，是一个系统的过程，当学生得出相应的结论后，教师要辅助他们复盘实验流程。受时间的限制，教师经常会忽略实验流程的复盘。而通过一步步地回顾实验内容，学生能够从感性认识逐步上升至理性认识。

以苏教版小学科学《煤、石油和天然气》一课为例。通过本节课的学习，学生将制作一个模拟石油开采的器具。与此同时，学生还要了解石油分布的圈层。在课程讲解的最后，教师带领学生依次回顾实验所用的材料以及具体步骤。“我们首先要准备广口瓶、食用油、石子以及双孔橡皮塞等材料。随后，将长颈漏斗和玻璃导管穿过橡皮塞，分别伸入瓶底和瓶中部， 把与玻璃导管相连的橡皮管另一端放入空烧杯中。最后，向长颈漏斗中缓缓倒入红色水，观察出现的现象。”区别于以往的总结方式，教师将总结的主动权交给学生。

合理的实验复盘不仅能帮助学生了解实验步骤，还能提升他们的口语表达能力以及知识积累水平。在此过程中，教师要做好引导，更好地提升课堂教学成效。

总之，随着小学科学教育的发展，越来越多的教师意识到STEM 教育理念的重要性。由于小学生的实践能力有限，因此，循序渐进的问题引导能提升他们的逻辑思维能力。值得一提的是，为了最大限度地提升课堂教学效率，教师要紧跟学生的实践流程，并进行相应的引导。

参考文献

[1]王玲.基于STEM教育视野下的小学科学课堂的跨学科融合[J].学苑教育，2022（36）：32-33，36.

[2]于全玲.如何在小学科学教学中融合STEM教育[J].华夏教师，2022（18）：79-81.

[3]张先国.基于STEM在小学科学教学中的融合运用探讨[J].新纪实，2020（9）：40