提升STEM教育效果

〔摘 要〕 在STEM（科学、技术、工程和数学的英文单词首字母）教育理念的基础上成长起来小学科学课程逐渐受到关注。本文旨在研究在农村小学科学教学中，如何提升STEM教育效果，以教科版小学科学教材为研究基础，结合实例和研究理论，并对STEM教育方法进行了探讨。

〔关键词〕 小学科学；STEM教育；效果

〔中图分类号〕 G424 〔文献标识码〕 A 〔文章编号〕 1674-6317 （2024） 22 088-090

近年来，随着科学技术的迅猛发展，对培养学生解决问题的能力、创造力以及跨学科思维能力的需求越来越高。因此，STEM教育理念逐渐兴起，并在小学科学教育中得到广泛体现。然而，在农村地区，由于资源限制和条件的不足，实施STEM教育面临一定的挑战。因此，本研究旨在根据农村课堂的需求，对在STEM教育理念基础上成长起来的小学科学课程进行评价和改进。

一、部分农村小学科学教学中存在的问题

在农村的教育环境中，任何一个学科都面临着教育资源匮乏和师资力量不足的问题，小学科学课程尤甚。这就要求我们在设计科学课程时，必须考虑这些特点和需求。小学科学教学在农村地区存在的问题主要体现如下。

首先，农村地区的学校缺乏必要的硬件教学资源，如实验室设备和科学教具等；其次，农村地区的小学科学课程师资力量相对较弱。所以，在课堂教学设计方面，应当注重将理论科学知识与农村地区的实际情况相结合。选择贴近学生生活的实例教学，可以引发学生对科学的兴趣。例如，在学习植物生长过程时，可以引导学生观察当地农田中不同作物的生长情况，并与理论知识相结合，让学生了解植物生长的原理和环境因素的影响。这样的实践性学习可以提高学生的参与度和理解力。

二、小学科学教学STEM教育状况分析

目前，在小学科学课程中，STEM教育的应用场景正在不断扩大。在小学阶段，STEM教育主要通过探究式学习和项目式学习等方式开展，逐渐体现出学科优势。

STEM教育的优势首先体现在激发学生对科学的兴趣方面。通过实践性的学习活动，学生可以亲身体验和探索科学知识，从而激发他们对科学的兴趣和好奇心。例如，在学习水循环的过程中，学生可以通过模拟实验和观察自然现象，了解水的转化和循环过程，激发对水资源保护和环境保护的关注。其次，STEM教育在激发学生科学兴趣的同时，通过实践性活动让学生感受科学知识的魅力，有助于培养学生的创造力。项目式学习，学生需要运用所学的科学知识和技能，解决实际问题或完成设计任务。例如，在设计一个简易机械装置的项目式学习中，学生需要运用物理原理和工程思维，设计并制作出能够实现特定功能的装置。这样的实践性学习过程能够激发学生的创造力，培养他们解决问题的能力和创新思维。

当然，目前小学科学课程中STEM教育的应用还存在一些不足之处。

首先，由于师资力量和教育资源的限制，教师在开展STEM教育时，可能面临挑战——缺乏相关理论知识和教材支持的教师可能对如何有效地融入STEM元素感到困惑。其次，STEM教育需要大量的时间和足够的空间来进行实践活动和项目式学习，但在传统的课堂设置中，时间和空间有限，很难满足STEM教育的要求。

三、提升小学科学教学STEM教育的效果

尽管存在一些挑战，但STEM教育在小学科学课程中的应用仍然具有巨大的潜力。所以，为了提升小学科学教学STEM教育的效果，我们需要采取一系列措施来提高教师在STEM教育方面的素养。

（一）开展项目式学习，加强教师培训

对于教师培训，我们可以引入项目式学习方法，并为农村地区的教师提供专门的STEM教育培训。培训应着眼于教师在STEM教育理念方面的素养，致力于教师培养学生跨学科思维能力和问题解决能力，提高小学科学课程教育质量。通过参与项目式学习，教师能够学习到如何将科学知识与实际问题相结合，通过实践活动激发学生的学习兴趣和创造力。理论研究表明，在寻求解决实际问题方案的过程中，学生往往能够更好地理解科学概念和原理。例如，教师可以设计一个关于环保的项目，要求学生研究当地农田污染问题并提出解决方案。学生可能会提议使用生态友好的农业技术，如有机农业或农田生物修复，以减少化学农药的使用，并提高土壤质量。通过这样的项目式学习，学生不仅能够学习科学知识，还能培养他们的创新思维和解决问题的能力。

（二）加大资源整合力度

在农村地区，教育资源相对有限，但可以通过与城市学校、科研机构或社会组织合作来共享资源。例如，可以与城市学校进行远程教学合作，借助现代技术，将城市学校的科学实验室引入农村课堂。这样的合作不仅能够帮助农村学校获得更多的实验设备和资源，还能让学生参加科学实验，加深对科学原理的理解。另外，学校可以与当地的农业研究机构或环保组织建立合作关系，为学生提供参观以及与专业人士交流的机会。例如，学生可以参观农田试验站，了解最新的农业技术和环境保护措施；通过与专业人士的互动，学生可以深入了解科学研究的过程和方法，激发他们对科学的兴趣并培养创新能力。再如，在学习动物生态系统时，教师可以引导学生了解当地的自然保护区，并组织野外考察活动。学生可以观察不同物种的生活环境、行为以及它们之间的相互作用，从而更深入地理解生态系统的运行原理。

（三）加大对农村SETM教育的硬件投入

“工欲善其事，必先利其器。”加大对硬件设施的投入，可以更有效地激发学生对科学的兴趣和好奇心，增强他们的实践能力，达到小学科学课程的最大效果。

除了教师培训、资源整合及硬件投入，还可以通过拓宽课程内容，结合农村实际情况，来提高学生的科学素养和创新能力。

（四）理论实践结合，打造创意课堂

一是创设实践场景。可以通过创设实践场景来激发学生的学习热情。例如，在学校周边的自然环境中，建立一个小型的农田模型，让学生亲自参与种植不同作物，观察它们的生长过程。在这个过程中，教师可以引导学生进行观察、记录和分析，让他们亲身体验植物的生命周期、植物与土壤之间的关系以及农业技术的应用。通过这样的实践活动，能够培养学生出色的观察力和实验技能，并培养对科学的兴趣。

二是结合农村实际情况。为了提高学生的创新能力和问题解决能力，我们应该将科学知识与农村生活和农业实践相结合。例如，在学习动植物的生态系统时，可以组织学生参观当地的自然保护区或农田实验站。通过实地考察，学生可以亲自观察不同物种的生活环境、行为以及它们之间的相互作用，进一步加深对生态系统的理解。此外，在学习环境保护时，我们可以引导学生了解当地农民采取的环保措施，如有机农业、农田生态修复等。通过与农民交流和实地考察，学生可以深入了解科学知识在农村中的应用，同时培养创新思维和问题解决能力。

三是引入实例和案例分析。在教学过程中，引入一些与农村相关的实例和案例，让学生通过分析和讨论，理解科学知识在农村中的应用。例如，在学习天气现象时，可以介绍当地的气象观测站，并与学生共同分析气象数据，预测未来的天气变化。这样的实例和案例分析可以帮助学生将抽象的科学概念与实际情况相联系，更好地理解和应用所学知识。此外，还可以引入一些农村中的科技创新实例，如智能农机的应用、高效灌溉系统的设计等，让学生了解科技对农业发展的影响，激发他们的创新思维和实践能力。

四是促进合作与交流。在农村小学科学课堂上，我们应该鼓励学生之间的合作与交流，培养他们的团队合作精神和沟通能力。可以设计小组项目，要求学生一起探索和解决科学问题，并鼓励他们分享自己的经验和发现。此外，可以组织科学展览或科技竞赛，为学生提供展示和交流的机会，激发他们的自信心和创造力。

四、实施与效果评估

为了验证和评估在农村小学中实施改进策略的效果，我们需要采用定量和定性的研究方法进行全面评估。为了全面评估学生的科学素养和创新能力，我们可以设计一系列实践任务和开放性问题。例如，要求学生根据所学知识，设计一个农田生态修复方案，或者提出一种可持续发展的农业模式。通过这样的评估方式，不仅能够考查学生对科学知识的掌握程度，还能培养他们的创新思维和解决问题的能力。评估可以通过学生的报告、实验结果和小组讨论等方式进行。同时，教师可以及时提供反馈和指导，针对学生的不足之处进行辅导和提升。

首先，我们可以进行学生学习成果的定量评估。通过设计科学知识和解决问题的测试，我们可以比较改进前后学生的学习成绩，并量化他们在科学领域的知识掌握程度的变化。同时，我们还可以利用问卷调查等方法，收集学生对于改进后课程的满意度和学习动力是否提高的反馈。此外，我们也应该进行学生兴趣变化的定性评估。通过观察、访谈和比对学生作品，我们可以发现学生在参与创造性项目式学习后，对科学的兴趣变化。例如，我们可以记录学生在参与环保项目后是否表现出更多的主动性和积极性，以及他们对于科学实践的自信程度是否增加。这样的定性评估能够帮助我们深入理解学生在学习过程中的态度和行为变化。

另外，为了评估学生的解决问题能力提升情况，我们可以设计一系列开放性问题或任务，考查学生对于实际问题的分析和解决能力。通过观察学生的思维过程，我们可以了解他们是否能够运用科学知识来解决实际问题，并评估他们在创新思维、团队合作和沟通能力方面的进步情况。

当然，在实施与效果评估的过程中，我们需要确保研究设计的科学性和可信度。为此，我们应该随机选择参与改进策略的学校和班级，并使用对照组进行比较研究。同时，我们也需要注意样本量的合理性，以确保结果的代表性和可靠性。最后，将收集到的数据进行统计分析和质性分析，形成有效的评估报告。将形成的这份报告反馈给相关教育部门、学校和教师，以帮助他们改进农村小学科学课程并推广成功的经验。通过持续监测和评估，我们可以不断改进和优化教学策略，提高农村小学科学教育的质量和效果。

本研究通过对基于STEM教育理念的小学科学课程在农村课堂上的评价与改进，旨在为农村地区的科学教育提供有益的参考和借鉴。我们相信，只有通过创新的教育模式和实践活动，才能培养出具备跨学科思维和解决问题能力的未来科学家。

参考文献

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[3]马建龙.浅谈STEM教育在小学科学课程中的融合[J].学周刊，2020（23）：87-88.