◇孫 萌（浙江：杭州市蕭山區(qū)城東小學(xué)）

隨著教育實(shí)踐的改革不斷深化，STEM 教育理念被逐漸應(yīng)用于小學(xué)科學(xué)這門(mén)幫助學(xué)生探索自然界客觀規(guī)律的學(xué)科。將STEM 教育理念融入小學(xué)科學(xué)教學(xué)，能夠幫助學(xué)生更好地理解和認(rèn)知客觀世界，提升學(xué)生的思維能力與想象力。為了用STEM 打開(kāi)小學(xué)科學(xué)高效課堂的大門(mén)，教師應(yīng)該加深對(duì)STEM 教育理念的理解并提高重視程度，發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，將其應(yīng)用到教學(xué)活動(dòng)的各個(gè)環(huán)節(jié)之中，從而真正打造高效科學(xué)教學(xué)，為學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提升與未來(lái)的發(fā)展做好鋪墊。

一、STEM教育理念概述

STEM 教育源于美國(guó)，是以科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)為主要課程的教育。其中S 指科學(xué)，T 指技術(shù)，E指工程，M指數(shù)學(xué)。

STEM，從字面上可以理解為多門(mén)學(xué)科之間的連接與整合，支持學(xué)習(xí)者以多學(xué)科整合的思維方式展開(kāi)學(xué)習(xí)，理解與探索世界。

從本質(zhì)上理解，STEM 是一種課程，也是一種學(xué)習(xí)方式與教學(xué)策略。作為課程，STEM 是四個(gè)科目的融合與聯(lián)系，但并不是科學(xué)、技術(shù)、工程與數(shù)學(xué)的簡(jiǎn)單疊加，而是綜合四個(gè)學(xué)科的特點(diǎn)，是學(xué)科之間的相互整合，構(gòu)成一個(gè)完整的體系。

小學(xué)科學(xué)課程包括自然科學(xué)知識(shí)、動(dòng)手實(shí)驗(yàn)等實(shí)踐知識(shí)，也需要學(xué)生具備良好的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。STEM 強(qiáng)調(diào)綜合培養(yǎng)學(xué)生的多學(xué)科素養(yǎng)，是一種重實(shí)踐、超學(xué)科的教育概念。在科學(xué)這門(mén)學(xué)科中，完美地融合STEM 教育理念，能真正帶領(lǐng)學(xué)生觀察科學(xué)現(xiàn)象、探索科學(xué)知識(shí)、感悟科學(xué)奧秘，這對(duì)于提升學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，激發(fā)學(xué)生的好奇心與求知欲，提升學(xué)生解決問(wèn)題能力，獲取勇于探索、積極進(jìn)取的科學(xué)態(tài)度與創(chuàng)造性精神具有重要意義。

二、在小學(xué)科學(xué)教育中滲透STEM 教育理念的重要性

（一）學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的催化劑

在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中融入STEM 教育理念，教師可以通過(guò)多學(xué)科整合的方式為學(xué)生呈現(xiàn)科學(xué)知識(shí)，從而讓學(xué)生感受到科學(xué)學(xué)習(xí)與其他學(xué)科之間的聯(lián)系，在對(duì)生活及其他知識(shí)的認(rèn)知基礎(chǔ)上了解科學(xué)，這對(duì)于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣、提升學(xué)生的體驗(yàn)與參與具有積極的促進(jìn)作用。同時(shí)，當(dāng)學(xué)生對(duì)科學(xué)學(xué)習(xí)產(chǎn)生了濃厚興趣，就能夠獲得快樂(lè)愉悅的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，這對(duì)于提升教學(xué)效率、為科學(xué)插上騰飛的翅膀具有重要示范意義。

（二）解決問(wèn)題的驅(qū)動(dòng)力

STEM 教學(xué)是一種跨學(xué)科的教育思想。在小學(xué)科學(xué)教育中融入STEM 教育理念，就能夠?yàn)閷W(xué)生提供運(yùn)用科學(xué)、工程、技術(shù)、數(shù)學(xué)等方法分析科學(xué)知識(shí)的思路，從而讓學(xué)生融合多種方法，通過(guò)動(dòng)手動(dòng)腦，獲取解決科學(xué)問(wèn)題的路徑與方法，這對(duì)于提升學(xué)生探索科學(xué)規(guī)律的能力，尋找解決實(shí)際問(wèn)題的方法，提升解決問(wèn)題的效率，具有重要意義。

（三）學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)的推動(dòng)力

在傳統(tǒng)科學(xué)教學(xué)中，教師都是以講知識(shí)、示范實(shí)驗(yàn)為主，而學(xué)生的主體性得不到體現(xiàn)，學(xué)生實(shí)踐活動(dòng)少、學(xué)習(xí)效率低。而STEM 教育理念指導(dǎo)下的科學(xué)教學(xué)，強(qiáng)調(diào)生生之間、師生之間的相互配合與溝通。學(xué)生通過(guò)小組合作、網(wǎng)絡(luò)查詢等方式，搜集信息，通過(guò)假設(shè)、驗(yàn)證、分析，獲得科學(xué)知識(shí)與結(jié)果。在這樣的學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生真正成了學(xué)習(xí)的主體。在此過(guò)程中，他們相互激勵(lì)、相互幫助、相互學(xué)習(xí)，共同探究科學(xué)的奧秘，尋求問(wèn)題解決的方法。這對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)精神，提升學(xué)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作精神，具有重要意義。

三、STEM教育理念與科學(xué)課程的契合點(diǎn)

STEM 教育理念為小學(xué)科學(xué)教學(xué)提供了動(dòng)力支持與方法支持，對(duì)于提升科學(xué)課程教學(xué)效率具有重要意義，這是因?yàn)镾TEM 教育理念與科學(xué)課程有著最佳的契合點(diǎn)。發(fā)揮STEM 教育理念在科學(xué)課程中的優(yōu)勢(shì)，能推動(dòng)教學(xué)效率的大幅提升。

首先，從課程特征看，科學(xué)課程是以學(xué)生的日常生活為基礎(chǔ)的，強(qiáng)調(diào)學(xué)生知識(shí)學(xué)習(xí)中的參與體驗(yàn)與綜合實(shí)踐。這是一門(mén)綜合性的學(xué)科，強(qiáng)調(diào)的是物質(zhì)科學(xué)、自然科學(xué)、地球與宇宙科學(xué)、技術(shù)與工程等領(lǐng)域的滲透與聯(lián)系，從而發(fā)揮不同知識(shí)領(lǐng)域的教育功能，引領(lǐng)學(xué)生創(chuàng)造性思維能力發(fā)展。而STEM 教育理念強(qiáng)調(diào)學(xué)生在真實(shí)的生活情境與問(wèn)題情境中動(dòng)手操作、動(dòng)腦思考，探究問(wèn)題解決的方法，進(jìn)而解決問(wèn)題，在此過(guò)程中，發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新性思維能力等綜合素質(zhì)。

其次，從課程目標(biāo)看，科學(xué)課程的教學(xué)目標(biāo)在于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)發(fā)展科學(xué)探究能力，形成科學(xué)態(tài)度與科學(xué)精神，感受科學(xué)技術(shù)、生活環(huán)境與實(shí)踐之間的關(guān)系，為終身發(fā)展奠定基礎(chǔ)。而科學(xué)素養(yǎng)正是STEM 素養(yǎng)的重要組成部分。STEM 素養(yǎng)包含了科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)四個(gè)方面的素養(yǎng)，強(qiáng)調(diào)運(yùn)用這四個(gè)學(xué)科的能力與素養(yǎng)，將學(xué)到的知識(shí)轉(zhuǎn)化為探究真實(shí)世界的綜合能力。

最后，從課程內(nèi)容看，科學(xué)課程以主題或任務(wù)形式呈現(xiàn)，與其他學(xué)科之間有著密不可分的關(guān)系。STEM 教育包含科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)四個(gè)學(xué)科的知識(shí)，而學(xué)生在具體的學(xué)習(xí)過(guò)程中，以任務(wù)或是項(xiàng)目為引導(dǎo)，將四個(gè)學(xué)科的內(nèi)容進(jìn)行整合。

綜合上述三個(gè)方面，可見(jiàn)STEM 教育理念與小學(xué)科學(xué)課程之間有著密不可分的聯(lián)系。因此，將STEM 教育理念落實(shí)到科學(xué)教學(xué)課程中，不但是提升科學(xué)教學(xué)效率的一種方法，更是促進(jìn)科學(xué)教學(xué)改革的重要路徑。

四、在小學(xué)科學(xué)教學(xué)活動(dòng)各個(gè)環(huán)節(jié)中滲透STEM教育理念

（一）圍繞STEM 設(shè)計(jì)PBL 教學(xué)

科學(xué)課程應(yīng)該以探究性學(xué)習(xí)為主，但是這不是唯一的方式。STEM 理念強(qiáng)調(diào)以項(xiàng)目學(xué)習(xí)、問(wèn)題解決為導(dǎo)向，進(jìn)行課程的組織。這一組織方法非常適用于科學(xué)課程，在實(shí)際教學(xué)中，教師應(yīng)仔細(xì)閱讀教材，并且整合科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)等綜合性的跨學(xué)科內(nèi)容，據(jù)此為學(xué)生設(shè)計(jì)真實(shí)的情境，讓學(xué)生在情境中運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題，收獲思辨能力、創(chuàng)造力、合作能力與溝通能力。比如，在“用紙?jiān)煲蛔鶚颉钡慕虒W(xué)中，本課知識(shí)點(diǎn)涵蓋了物質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域中的力學(xué)知識(shí)與技術(shù)與工程領(lǐng)域中的橋梁設(shè)計(jì)相關(guān)知識(shí)。教師在課堂教學(xué)中將用紙?jiān)煲蛔鶚虻睦砟顫B透其中，在設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)時(shí)，便可以從科學(xué)、技術(shù)、工程與數(shù)學(xué)四個(gè)方面出發(fā)，設(shè)計(jì)三維教學(xué)目標(biāo)：知識(shí)層面的目標(biāo)為知道線面體的關(guān)系，了解抗彎曲能力與形狀的關(guān)系，了解力的分解，了解拱形原理，學(xué)會(huì)度量和簡(jiǎn)單的計(jì)算，體驗(yàn)工程設(shè)計(jì)過(guò)程；技能層面的目標(biāo)為學(xué)會(huì)類比分析、統(tǒng)籌安排，創(chuàng)造性地思考解決問(wèn)題，培養(yǎng)小組協(xié)作意識(shí)。在教學(xué)中，從STEM 的要求出發(fā)，教師便可以采取PBL 教學(xué)法讓學(xué)生通過(guò)分組討論，共同設(shè)計(jì)一座能承重紙橋的最佳方案，然后通過(guò)質(zhì)量檢測(cè)評(píng)選獲勝小組。當(dāng)評(píng)價(jià)完成后，教師再讓學(xué)生進(jìn)行自我反思，想一想自己的設(shè)計(jì)方案中還有哪些需要改進(jìn)，并且進(jìn)一步優(yōu)化改進(jìn)方案。

（二）結(jié)合STEM 要求設(shè)計(jì)科學(xué)活動(dòng)

小學(xué)科學(xué)是一門(mén)重視實(shí)驗(yàn)探究的學(xué)科，更是重視培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、思維能力的學(xué)科。在科學(xué)課堂上，依托STEM 教育理念開(kāi)展高效的科學(xué)教學(xué)，教師應(yīng)該以學(xué)科整合為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)科學(xué)活動(dòng)，讓學(xué)生在活動(dòng)中觀察體驗(yàn)操作，獲得正確的科學(xué)認(rèn)知，提升科學(xué)素養(yǎng)。比如，在“工具和機(jī)械”的單元教學(xué)中，教師可以為學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)這樣的科技小活動(dòng)：讓學(xué)生用瓶蓋、玻璃球、膠帶、橡皮泥等材料以小組的形式共同設(shè)計(jì)、制作滾軸軸承。當(dāng)學(xué)生完成這一任務(wù)后，教師會(huì)發(fā)現(xiàn)，由于瓶蓋是不透明的，學(xué)生不能夠親眼看到內(nèi)部玻璃球的滾動(dòng)狀態(tài)，從直觀的角度來(lái)看實(shí)驗(yàn)結(jié)果和學(xué)生的認(rèn)知收獲就大打折扣。這時(shí)，教師再為學(xué)生準(zhǔn)備一些透明的底座和蓋盤(pán)，讓學(xué)生運(yùn)用這些新的工具，對(duì)自己的實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行改進(jìn)。這樣一來(lái)，學(xué)生通過(guò)測(cè)試、比較、觀察和親身體驗(yàn)，就能夠發(fā)現(xiàn)滾珠軸承的好處，整個(gè)的教學(xué)活動(dòng)既兼顧知識(shí)理解、概念結(jié)構(gòu)，又促進(jìn)了學(xué)生的思維能力培養(yǎng)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)認(rèn)知，促使學(xué)生素養(yǎng)提升，讓科學(xué)課堂閃爍出光芒。

（三）根據(jù)STEM 設(shè)計(jì)跨學(xué)科問(wèn)題

科學(xué)課程體現(xiàn)了自然的奧秘，其課程實(shí)施的主要形式就是提問(wèn)題、作假設(shè)、訂計(jì)劃、獲證據(jù)、處理信息、得出結(jié)論、驗(yàn)證結(jié)論并表達(dá)。因此，在教學(xué)中引入STEM 教育理念，教師應(yīng)該重視設(shè)計(jì)跨學(xué)科問(wèn)題，讓學(xué)生經(jīng)歷并感知基本的科學(xué)方法，收獲理性思維，認(rèn)識(shí)事物的本質(zhì)。以“杠桿的科學(xué)”教學(xué)為例，根據(jù)STEM 教育理念，教師設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)后，以情境導(dǎo)入的方式，通過(guò)視頻、圖片等形式，讓學(xué)生了解杠桿外形、結(jié)構(gòu)和使用方法。這時(shí)，在學(xué)生的認(rèn)知基礎(chǔ)上，教師便可以給學(xué)生出示幾幅圖片，讓學(xué)生思考這些裝置中哪些是杠桿，哪些不是杠桿，并且積極探究杠桿的使用方法。最后，教師將研究杠桿省力問(wèn)題作為項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的問(wèn)題任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生展開(kāi)探究。在解決此問(wèn)題任務(wù)時(shí)，教師要以以下問(wèn)題作為驅(qū)動(dòng)：準(zhǔn)備搜集哪些數(shù)據(jù)？以怎樣的方法搜集數(shù)據(jù)？如何對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行整理？你們小組是怎樣分工的？每個(gè)人的職責(zé)與工作任務(wù)是什么？實(shí)驗(yàn)研究中得出了哪些結(jié)論？出現(xiàn)了怎樣的問(wèn)題？這些問(wèn)題是通過(guò)什么方法解決的？實(shí)驗(yàn)方案實(shí)施是否順利？通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析與整理，你發(fā)現(xiàn)了怎樣的規(guī)律？以問(wèn)題驅(qū)動(dòng)學(xué)生展開(kāi)探討，讓他們主動(dòng)思考，積極合作，不斷探索、嘗試和自我反思。在實(shí)踐探究中獲得不斷提升。本節(jié)課的教學(xué)克服了傳統(tǒng)做題的方式與閱讀的方式，讓學(xué)生通過(guò)探討與主動(dòng)參與，能夠知道支點(diǎn)、受力點(diǎn)、阻力點(diǎn)，了解杠桿的分類，學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表，學(xué)會(huì)整理、分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并且應(yīng)用杠桿知識(shí)解決生活中的問(wèn)題。這樣，不僅能讓學(xué)生的思維更加理性，還能真正提升他們解決問(wèn)題的意識(shí)與能力，充分展示STEM 教育理念的育人價(jià)值。

STEM 已經(jīng)成為基礎(chǔ)教育領(lǐng)域中研究的熱點(diǎn)，它不是簡(jiǎn)單地教會(huì)學(xué)生抽象的學(xué)科理論知識(shí)，更強(qiáng)調(diào)的是學(xué)生獲得將現(xiàn)有知識(shí)與技能轉(zhuǎn)化為綜合素養(yǎng)的能力，重視學(xué)生經(jīng)歷形成新的知識(shí)與技能的過(guò)程。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，教師應(yīng)該重視運(yùn)用STEM 教育理念，并且將其滲透在教學(xué)的每一個(gè)環(huán)節(jié)中，讓學(xué)生在STEM 教育理念的帶動(dòng)下融入科學(xué)學(xué)習(xí)，形成科學(xué)精神與科學(xué)素養(yǎng)，從而為將來(lái)成為具有創(chuàng)新精神的復(fù)合型人才奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。