馮松元

【摘要】STEM多學科融合性教育模式的引入是現(xiàn)代教育理論和實踐的一大突破，作為培養(yǎng)面向21世紀具有跨學科思維能力并同時具備實用型和創(chuàng)造型人才的教育理論和教學方式，以其趣味性、情境性、體驗性、跨科學性等特點，深受各國教師和學生的歡迎和認可。相較于傳統(tǒng)的科學課堂，STEM課堂更加注重培養(yǎng)學生的認知能力、動手能力、創(chuàng)新思維、合作意識等核心科學素養(yǎng)。本文以二年級《做個小竹筏》一課為例，以低年級小學生的視角，探討如何開展STEM融合教育，提高課堂趣味性。

【關鍵詞】小學低年級;STEM融合;科學課堂

進入21世紀，我國在科學技術領域取得長足發(fā)展，特別是在信息技術、生物技術、航天技術以及人工智能等現(xiàn)代科學技術方面，已經(jīng)走在世界前列?？茖W技術是第一生產(chǎn)力，以科技立國，已成為國家級發(fā)展戰(zhàn)略。在此大背景下，小學階段的科學教育越來越受重視，從一年級就開設科學課程，并隨著與時俱進的STEM教育的引入，已經(jīng)遍地開花、碩果累累。小學生天性活潑好動、好奇心大、求知欲強，傳統(tǒng)說教式和單一式的科學課堂無法吸引小學生的注意力，無法激發(fā)小學生對科學的興趣和熱情，更無法滿足小學生對新鮮事物的求知欲望，極大地局限了學生的創(chuàng)造力和認知力。STEM融合課堂打破了傳統(tǒng)科學課堂的形式限制和內(nèi)容限制，充分調(diào)動小學生的積極性，抓住他們的注意力，開拓他們的視野，滿足他們的好奇心，讓學生在愉悅的課堂氛圍中學習知識、增強本領，提高學生的科學素養(yǎng)。

一、STEM教育的目標及現(xiàn)實意義

STEM教育，顧名思義就是指科學、技術、工程、數(shù)學的教育，其目的是促進學生在科學、技術、工程和數(shù)學領域的綜合發(fā)展。通過組織開展STEM教育的，讓學生能夠在真實的生活情境中發(fā)現(xiàn)問題和現(xiàn)實需求，確認、澄清背景和條件，應用科學知識和原理提出假設，通過數(shù)學模型建構及數(shù)據(jù)分析進行驗證，綜合選擇和應用工具和材料設計制作產(chǎn)品來解決問題，在解決問題的過程中溝通協(xié)作、批判思考、物化表達和交流分享，并在此過程中增強探究精神和動手實踐能力，學習科學研究的基本方法，掌握常見工具的使用和材料的選取，學會創(chuàng)意化作品的設計與制作，使學生養(yǎng)成正確的價值體認、積極的責任擔當，形成有效的問題解決、個性化創(chuàng)意物化的意識和能力。為國家培養(yǎng)適應21世界發(fā)展需要的復合型和創(chuàng)新型高端人才，掌握科學技術制高點，促使我國在全球的競爭力大幅度提升。

但受限于小學生的知識儲備和學習能力，決定了在小學開展推廣STEM教育必須是基礎性和針對性的。既要符合時代發(fā)展的需要，促使小學生全方面發(fā)展，也要從學生的實際能力出發(fā)。實踐表明，STEM教育可以極力拓展學生的知識面，將學生收獲的知識與生活實踐結合起來，并且轉變成相互聯(lián)系探究世界，最終實現(xiàn)工程設計開發(fā)制作應用的全過程。所以，STEM教育是對真實問題的探究，培養(yǎng)的是小學生在生活情境中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、提出方案，并通過發(fā)明創(chuàng)造，最終解決問題的能力，培養(yǎng)的是小學生在自主探究、團隊合作、交流表達以及個性特征等方面的基本素養(yǎng)。

二、STEM融合課堂的學習目標

趣味性、情境性、體驗性以及跨學科性是STEM課堂較為顯著的四個特征，而其中趣味性、情境性、體驗性是形式和手段，跨學科才是STEM課堂的靈魂。不同學科在不同學段上的學習目標也不盡相同，小學低年級科學的STEM課堂通過多學科融合，以擴大學生的知識面，吸引學生的注意力，激發(fā)學生對科學的興趣度，促進學生的全方面發(fā)展為目標。以《做個小竹筏》一課為例，STEM融合課堂主要有三個學生目標：一是拓寬小學生的認知領域，通過制作竹筏了解竹筏能夠承載物品的原理，加深對前面所學內(nèi)容“哪些物體是浮的？”的理解。二是豐富小學生的情感領域，竹筏作為一種漢族民間水上交通和運輸工具，流行于江南廣大地區(qū)，已有近2000年（有說7000年）的歷史。在科學實驗過程中學生豐富了對中國傳統(tǒng)文化的了解，增加了學生對民族的文化認同感和自信感，并通過親手制作竹筏，激發(fā)他們對科技制作產(chǎn)生興趣，從小培養(yǎng)對事物的審美能力。三是促使小學生思辨能力和動手能力的提升和發(fā)展，學生通過使用常見生活廢棄物和簡單的工具去制作一個可以在水中承重的小竹筏這個簡單的科技小手工。從選材、設計、構造以及制作過程中，學生了解到一些常見現(xiàn)象背后所涉及到的多個學科的基礎知識和基本原理，培養(yǎng)了小學生動手制作的能力和樂于探究科學原理的興趣，學會了從對具體現(xiàn)象和事物的觀察中提出科學的問題發(fā)方法，并且通過分析、研究以及團隊協(xié)助，嘗試去解決相關問題。整個STEM融合課堂是在教師的引領和指導下，以學生為主體協(xié)作完成，最后讓學生對自己制作的作品開展交流進行評價，并且根據(jù)其他同學提出的建議進行改進，培養(yǎng)他們的思考能力和組織表達能力。

三、STEM融合課堂的構建方法

（一）多種學科知識的融合，豐富課堂的知識性

如前所述，STEM教育的核心就是科學、技術、工程、數(shù)學的跨學科融合教育，多學科和跨學科就是STEM教育的基本特點。低年級學生屬于人生漫長學習歷程的初級起步階段，知識儲備有限，而且均是碎片化的，還沒有效地連接起來。如何豐富學生的知識點、擴大學生的知識面，繼而引導學生如何將碎片化的知識點連接起，最后形成他們自己的知識體系，這是教師的工作和責任。

在小學科學課堂，特別是低年級，盡量在課堂上恰如其分地融合其它不同學科的知識，極大豐富課堂知識點，極力擴展學生知識面，是課堂教學的首要任務。以《做個小竹筏》一課為例，看似簡單的一節(jié)課，就涉及到材料學、生物學、結構力學、美學和歷史學等多學科知識和（下轉第19版）（上接第18版）理論。如材料的選取，為什么用竹子而不用鐵作為原材料？（不同物體的在水中的沉浮等問題）為什么用一次性竹筷子而不用塑料棒？（廢物利用、塑料污染、竹子的生長特性、可再生能源等問題）如竹筏結構的確定，為什么要用多根筷子排起來而不易捆起來？（承載量、滑行阻力）為什么要在并排的筷子上橫向扎四根筷子？（結構結實牢固，課室橫梁的作用）教師應該在教學課堂上通過對“為什么”的提問和解答，適當引入不同學科的基礎知識和基本概念，盡量豐富課堂的知識性，把不同學科的知識作為一種常識性的“了解”灌輸和傳播，不求理解原理，但求拓展知識點和知識面，激發(fā)學生的求知欲為以后高年級開展STEM項目式學習積蓄知識儲備。

（二）多種教授方式的融合，提高課堂的趣味性

在日常教學中，教師常用講授法、談話法、演示法、欣賞法、練習法、討論法、復習法和實驗法等教授方法。當然，不同的教師也有其他不同的教授方法，但也都是大同小異，如何做到因材施教，每個教師都有自己的一套教學實踐。小學科學作為一門非應試學科，教授方式應該更加靈活多變，并且要丟棄“考什么”的應試包袱，多從有利于學生綜合素質(zhì)成長方面入手，而且要不斷探索創(chuàng)新教授方法，通過提高課堂的趣味性，激發(fā)學生對科學的求知欲望和興趣。

（三）多種學習活動的融合，提高課堂的實用性

小組學習是現(xiàn)代課堂上常用的學習活動組織形式。小組學習有利于教學的多邊互助，為每個成員創(chuàng)造了平等參與的機會;有利于尊重學生個別差異，使每個學生獲得成功的體驗。小學科學作為該學段綜合性最強的學科，小組學習顯得尤為重要。在小組學習中，讓每位成員分工協(xié)助，圍繞學習目標，分解學習任務、研究提出解決問題的方法、并通過親自動手，完成制作任務或實驗任務，并進行自我評價或成果展示。以《做個小竹筏》一課為例，該課時一共安排了兩個小組活動，一個是關于“怎樣做小竹筏”的小組討論，一個是關于“制作小竹筏”小組制作。小組討論主要解決的是材料選取問題，而小組制作主要解決的是最優(yōu)化設計和實現(xiàn)問題。常言道：“科學來源于生活并服務于生活?！彼越處熢谠O計小組學習活動時，一定要注重相關學習活動的實用性，要引導學生一起探討相關設計和實驗活動在現(xiàn)實生活中有哪些具體應用，能解決哪些生活問題。

但受限于小學生特別是低年級學生的知識儲備和學習能力，導致開展常規(guī)化的小組學習活動時遇到不少困難。此時，教師的角色顯得尤為重要，除了發(fā)揮好組織者、引導者、促進者和合作者的作用，同時還是知識點的主要授予者。以《做個小竹筏》一課為例，教師在組織開展小組討論和小組制作活動前，先要將材料選擇的基本要求和承重和結構之間的關系簡單的介紹一下，并引導學生通過舉一反三，找出最優(yōu)方案。

（四）多種教學手段的融合，提高課堂的效率性

教學手段是師生教學相互傳遞信息的工具、媒體或設備?，F(xiàn)代化的教學手段主要是指多媒體教學手段，它集聲音、圖像、視頻和文字等多種信息媒體為一體，因利用其聲、光、電等現(xiàn)代化科學技術輔助教學，又稱為“電化教學”，具有形象性、多樣性、新穎性、趣味性、直觀性、豐富性、高效性等特點。它可以根據(jù)教學目的、要求和教學內(nèi)容，創(chuàng)設出形象逼真動靜結合的學習環(huán)境和教學情景，使教學氣氛更加生動活潑，使教學效率更加高效。

小學生，尤其是低年級學生，天性愛玩愛鬧，注意力難以集中，同時卻又具有著強烈的好奇心和表現(xiàn)欲。通過電腦、投影機、實物展臺以及多媒體音箱等現(xiàn)代化教學設備的應用，將圖、文、聲、像等多種媒體形式融合到STEM課堂中，不僅可以增加課堂的趣味性，也可以通過觀看與課堂知識相關的視頻、圖片來吸引學生的注意力，誘導學生隨教師的進入情景式思考，豐富學生想象力的同時提高了課堂教學效率，有利于學生智力的發(fā)展和知識快速積累。然后老師再用問題激趣的方法引導學生參與課堂學習，感受科學樂趣和魅力。例如，在講解一年級《做個小竹筏》一課時，教師可以先通過播放關于竹筏歷史由來的，以及解放軍在渡江作戰(zhàn)時通過竹筏搶渡長江的電影小視頻。并且現(xiàn)場將一個小竹筏模型放置在一個水盆內(nèi)，讓學生現(xiàn)場觀察木筏是如何浮于水面的。學生觀看完展示后，接下來就輪到老師的問題激趣環(huán)節(jié)。提問：解放軍叔叔是通過什么工具渡過長江解放全中國的呢（中間可穿插1-2分鐘的愛國主義教育）？回答：竹筏。從而引出課堂內(nèi)容。提問：竹筏為什么可以浮在水面上呢？我們可以用什么材料制作一個可以將胡蘿卜載起來的小竹筏呢？然后給學生以小組為單位相互交流、相互討論的時間，教師則積極正確引導學生，查漏補缺，為學生答疑解惑。最后學生通過自主發(fā)言，表達自己的設計和制作思路，著重培養(yǎng)學生的思考能力、表達能力和解決問題的能力，促進學生全面發(fā)展。

四、結語

一個國家、一個民族的發(fā)展離不開科學技術的進步，科學技術是第一生產(chǎn)力，創(chuàng)新是引領發(fā)展的第一動力。我國政府高度重視科學普及，從娃娃抓起，從幼兒園就開始普及科學教育，并在小學一年級開始正式開設學科課，不斷提高廣大人民科學文化素質(zhì)。STEM教育作為當今最流行的教育模式，已被各國廣發(fā)推廣應用。通過STEM融合教育模式的引入，開辟了我國科學教育改革的新思路，讓學生們更好的領略到科學的奇妙，感受到科學世界的奧妙，激發(fā)了對科學探索的欲望和熱情?！蹲鰝€小竹筏》一課，通過材料學、生物學、結構力學、美學和歷史學等多學科知識的融合，通過科學實驗和樂玩活動相結合，通過現(xiàn)代多媒體教學設備的引用，通過鼓勵學生動手操作等方法，構建STEM融合課堂，增強了課堂趣味性，吸引了小學生的注意力，激發(fā)學生對科學的興趣，開拓了知識世界的視野，切實提高了小學生的科學核心素養(yǎng)。

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