STEM构建小学科学高效课堂

周欣

【摘  要】STEM（科学、技术、工程和数学）教育在现代教育中变得越来越重要。在小学教育中，构建高效的科学课堂对培养学生的创造力、解决问题的能力以及培养对科学的兴趣至关重要。基于此，本文详细分析了STEM背景下构建小学科学高效课堂的路径，以供参考。

【关键词】STEM;小学科学;高效课堂

在小学阶段培养对科学的兴趣对于学生未来进一步深入学习和研究科学领域具有关键意义。通过提供有趣、实践性的STEM课程，学生可以在轻松愉快的学习氛围中体验到科学的乐趣，从而激发他们对科学的兴趣和热情。这样的体验可以为学生选择未来的学科方向提供启发，并为他们未来的职业发展打下坚实的基础。

一、STEM教育理念的概述

STEM（Science， Technology， Engineering， and Mathematics）教育是一种综合性的教育理念，旨在培养学生的创新能力和解决问题的能力，以应对现代社会面临的复杂挑战。在小学科学教育中，应用STEM教育理念可以构建一个高效的课堂环境，激发学生的学习兴趣，并培养他们的科学思维和动手能力。

首先，STEM教育强调跨学科的学习。传统的科学教育常常将不同科目分割开来，学生只是被要求记住一些理论知识。而在STEM教育中，学生将能够同时学习科学、技术、工程和数学知识，从而更好地理解这些学科之间的相互关系。例如，在小学的科学课堂中，可以引入简单机械、电路和测量等概念，让学生了解这些知识如何应用于现实生活中的问题。其次，STEM教育注重学生的实践和合作。学生通过实际操作和实验来巩固他们的学习成果。例如，学生可以设计和建造简单的机械模型，通过实践来理解物理的基本概念。同时，STEM教育也鼓励学生之间的合作，因为很多的问题需要团队的智慧和集体的努力才能解决。通过合作学习，学生能够培养自己的沟通、合作和领导能力。再次，STEM教育强调解决现实生活中的问题。学生通常会被给予一些具体的问题或挑战，他们需要运用他们的知识和技能来寻找解决方案。这样的学习方式可以帮助学生将抽象的科学理论应用于实际问题中，并培养他们解决问题的能力。例如，在小学的科学课堂中，可以设计一个小型的环保项目，让学生了解环保的重要性，并给予他们解决一些环保问题的机会。最后，STEM教育注重培养学生的创新能力。创新是21世纪的核心能力之一，而STEM教育正是为了培养学生的创新能力而设计的。学生通过STEM教育可以培养他们的创造性思维和解决问题的能力，从而为未来的挑战做好准备。总而言之，STEM教育提供了一种创新的教育方式，能够促进学生的学习兴趣和科学思维，培养学生解决问题的能力。在小学科学教育中，应用STEM教育理念可以构建一個高效的课堂环境，帮助学生更好地理解科学的基本概念，培养他们的实践能力和创新能力，为他们的未来做好充分准备。

二、STEM构建小学科学高效课堂的价值

（一）符合教育教学规律

STEM的教育理念，要求课程设计要将科学、技术、工程和数学紧密结合，让学生在动手操作中学习，在探索发现中学习。这就要求教师要做到“理实一体化”教学，即将科学知识与工程技术应用于教学实践，将知识与技能应用于解决现实问题。教师要基于学科整合、学做一体的思路来组织教学内容，突出学生的主体地位，让学生主动参与课堂教学。因此，在小学科学课堂教学中，教师应根据小学生的年龄特点和认知规律，构建小学科学高效课堂。科学课堂教学要打破学科壁垒，整合“理实一体化”教学，体现学科间的相互融合。同时，还要充分考虑学生的认知规律、学科特点和教育教学规律，从而让学生在有趣、有用、有价值的科学实践活动中获得知识。

（二）有利于培养学生的科学素养

在新的时代，科学素养作为必备的基础素养，与人的终身发展和国家发展息息相关。我国《义务教育科学课程标准》中指出，要培养学生科学素养，使学生具有基本的科学知识、技能和方法，了解与生活、生产密切相关的科技知识，认识科学对社会发展的作用。而 STEM教育是以学生为中心，以培养学生自主学习能力为目标，让学生在探究过程中发展综合运用知识和技能解决问题的能力。这种教育理念下培养出来的学生将是具有创新能力和实践能力的“复合型”人才。因此，在小学阶段实施 STEM教育有利于培养学生的科学素养。教师在实施 STEM教育时可以充分利用教材中有关科技知识的内容，联系学生实际生活中的一些现象设计问题情境，让学生在探究中学习，在实践中探究，通过观察、比较、实验等方式培养和发展学生的科学素养。

三、STEM构建小学科学高效课堂的策略

（一）创设生活场景，培养探索精神

创设生活场景是一种有效的策略，可以激发学生对科学的兴趣，培养他们的探索精神。学生们通常更容易与他们身边的世界和经验产生联系。在科学课堂中，教师可以根据学生的生活经验和日常环境，积极引入与课程主题相关的问题和情境。教师需要提供与学生生活相关的问题和情境，引起学生的好奇心。利用实物、图片、视频等教具，展示生活中的科学现象，鼓励学生观察、探索、提问和亲自实践，培养他们的主动学习能力。以“冰融化了”为例，教师可以采取多种策略来打造一节高效的科学课堂。首先，老师可以在课前准备阶段引入一个生活场景，例如夏天的一个炎热下午，学生看到冰棒慢慢融化的情景。通过观察和描述，引发学生对冰融化的好奇心，激发他们的思考。老师可以提出问题，如“为什么冰会融化？”“融化的冰变成了什么？”等等，鼓励学生提出自己的猜想和解释。其次，为了让学生更好地理解冰融化的过程和机理，可以准备一些简单的实验设备。比如，将冰块放在一个透明的容器里，再放在室温的环境中，观察冰块的变化。这样的实验设备可以让学生清晰地观察到冰融化的过程，以及周围环境对冰块的影响。接下来，设计一个实验表格，让学生记录冰融化的时间和温度变化。学生可以每隔一段时间记录一次冰块的融化情况，以及周围环境的温度。通过填写表格，学生可以对冰融化的过程进行量化和观察，并且可以通过对比数据，分析冰块的融化速度与环境温度之间的关系。在实验过程中，学生可以进行数据处理和分析。他们可以通过计算冰块融化的速度，比较不同环境温度下冰块融化的差异。学生还可以使用图表或图像来展示实验结果，从而更直观地展示冰融化的过程和规律。最后，鼓励学生根据图表进行分析。他们可以思考为什么冰融化的速度会随着环境温度的变化而变化，或者讨论冷冻和融化的原理。

（二）结合实验教学，指导学习实验

实验教学是STEM教育的核心之一，可以帮助学生更深入地理解科学概念，并培养他们的观察、实验设计和数据分析能力。在小学科学课堂中，教师应该充分利用实验教学的机会，指导学生进行实际操作，并引导他们观察实验现象、记录数据，并對结果进行分析和总结。通过实验教学，学生能够亲自体验科学的乐趣，培养科学思维和解决问题的能力。以“种子发芽实验”为例。首先，在教学设计上，教师应将实验作为课程的一部分，与科学知识紧密结合，确保实验能够突出教学重点。教师可以通过展示有关种子发芽的图片、视频，引发学生的兴趣和好奇心，引导学生思考植物的生长过程和发芽所需的条件。接下来，教师可以向学生提出问题，引导学生通过实验来获取答案。比如，“什么因素会影响种子的发芽？”“种子在不同温度下能否发芽？”等。其次，在实验过程中，教师应引导学生充分参与，培养学生观察、实验和记录的能力。实验前，教师可以组织学生共同制定实验计划和安全措施，明确每个角色的任务。学生可以自行设计实验步骤，并准备所需的材料和器具。在实验进行过程中，教师可以提醒学生观察植物的变化，记录实验数据，并鼓励学生进行实验结果的分析和总结。实验后，教师可以组织学生展示实验成果，并进行交流和讨论，以提高学生的合作与沟通能力。再次，教师应运用多种教学方法，激发学生的学习兴趣和动手能力。在种子发芽实验中，教师可以采用观察法、比较法和归纳法等多种教学方法。通过让学生观察不同条件下种子的发芽情况，比较实验结果，学生能够更好地理解不同因素对植物生长的影响。同时，教师还可以引导学生理解实验原理，并将实验结果与科学原理相对照，帮助学生建立科学思维和创新思维。最后，在评价上，教师应该注重对学生实验过程的评价，而不仅仅关注实验结果。教师可以通过观察学生的合作与沟通能力、实验记录的规范性、实验数据的准确性等方面来评价学生的实验能力。此外，教师还可以设置开放性问题，让学生通过实验结果对问题进行分析和推理，以评价学生的科学思维和创新能力。

（三）联系生活实际，引导应用科学

联系生活实际是一个重要的策略，可以帮助学生将所学的科学知识和现实生活相结合，使其具有实际应用的能力。这种策略可以增加学生对科学的兴趣和动力，同时也加深他们对所学科学概念的理解。以“营养要均衡”为例，教师需要让学生了解营养的重要性，并通过实践去探索健康饮食的原则。为了使学生更加高效地学习关于“营养要均衡”的科学知识，老师可以通过实际案例或实验引导学生深入了解。以“食物金字塔”为例，通过让学生将不同的食物分类到金字塔的各个层级中，学生可以理解不同食物所提供的营养的种类和含量。同时，老师还可以向学生展示不同年龄阶段所需的营养摄入量，并引导学生将其应用到现实生活中，计算出自己所需的各种营养素。除了理论知识，实践也是学生学习“营养要均衡”的重要环节。老师可以组织学生进行营养调查或观察身边的食物。学生可以调查同学们的早餐习惯，并进行对比和分析，从而了解不同食物对健康的影响。另外，学生还可以观察不同食物的营养成分标签，通过比较食物的营养价值，引导学生做出正确的选择。在教学中，老师还可以利用电子设备和应用程序帮助学生应用科学知识。通过使用手机或平板电脑上的营养应用程序，学生可以输入所食用的食物，自动计算摄入的能量和各种营养素，并分析饮食的均衡性。学生可以根据应用程序的反馈，调整自己的饮食结构，确保摄入的营养丰富而均衡。同时，老师还可以鼓励学生进行实践性的项目和活动。学生可以以“营养要均衡”为主题，设计自己的健康餐单，并在班级中展示和分享。学生还可以一起种植蔬菜或水果，亲身体验食物的生长过程，并将自己种植的食物用于健康饮食。通过这些实践性的活动，学生不仅提高了对“营养要均衡”理念的理解，还增强了自主学习和解决问题的能力。

综上所述，STEM构建小学科学高效课堂的重要性在于帮助学生建立综合性知识体系、培养创造力和问题解决能力，以及提前培养对科学的兴趣。通过这样的课堂教育，学生可以在积极的学习环境中全面发展，为未来的学习和职业发展奠定良好的基础。因此，教育者和学校应该重视STEM教育，积极构建小学科学高效课堂，为学生的发展提供更广阔的舞台。

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