◇高 紅（山東：煙臺市萊山區(qū)第七小學）

百年大計，教育為本。教育，是我國社會經(jīng)濟持續(xù)性發(fā)展的源泉動力。傳統(tǒng)的教學方式注重學業(yè)與成績，而對于學生的創(chuàng)新思維和實踐能力關(guān)注較少。隨著《中國學生發(fā)展核心素養(yǎng)》和小學新課程標準的推出，在教學實踐中，教師的教育理念正在發(fā)生改變。培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展的社會主義事業(yè)建設(shè)者和接班人，成為教育工作者努力的目標；教師的教學方法，也在不斷地推陳出新，以促進教學效率及質(zhì)量的提升。如果說小學科學課程的設(shè)置和實踐教學，為學生綜合能力的提升提供了可能性，那么STEM 的應用就為小學科學課程教學目標及教學內(nèi)容的實現(xiàn)提供了堅實保障。本文從提高小學科學課STEM 活動討論交流有效性策略的角度對STEM 在教學的實踐應用做簡要探析。

一、STEM教育理論

STEM 教育起源于美國，由美國科學教育學者在20世紀50年代提出的關(guān)于科學素養(yǎng)的概念，得到了其他國家科學教育學者的普遍認可。STEM 教育是科學、數(shù)學、工程以及技術(shù)的英文簡稱。STEM 教育關(guān)注的是多學科之間的教育融合，通過融合教育，學生得以形成STEM 素養(yǎng)，即：一是科學素養(yǎng)，即運用科學知識（如物理、化學、生物科學和地球空間科學）理解自然界并參與影響自然界的過程；二是技術(shù)素養(yǎng)，也就是使用、管理、理解和評價技術(shù)的能力；三是工程素養(yǎng)，即對技術(shù)工程設(shè)計與開發(fā)過程的理解；四是數(shù)學素養(yǎng)，也就是學生發(fā)現(xiàn)、表達、解釋和解決多種情境下的數(shù)學問題的能力。這四個方面密切關(guān)聯(lián)，科學是根基，技術(shù)和工程分別是科學和技術(shù)的運用，數(shù)學作為工具運用在科學、技術(shù)和工程之中。因此，STEM 素養(yǎng)是綜合運用科學、技術(shù)、工程和數(shù)學領(lǐng)域的知識解決實際問題的能力，同時也是知識、方法、技能、能力、態(tài)度、情感等多元素的綜合。

二、小學科學教學存在的問題

小學科學課可以幫助學生感知事物、認知世界，并建立和培養(yǎng)學生的科學理念與思維，因此小學科學也是小學的重要學科之一。小學生生性活潑好動，好奇心強烈，這為小學科學教學創(chuàng)造了一定的基礎(chǔ)條件。小學生通過科學知識的學習，能夠從小以正確客觀的觀點和方式來認知事物、看待世界，用唯物主義的世界觀來觀察世間萬物，并在實際的生活、學習和工作中遵循事物的客觀規(guī)律，進而利用所學知識，發(fā)揮主觀能動性，改造世界和進行社會建設(shè)，更好地適應社會需求和融入社會發(fā)展。但是，現(xiàn)在小學科學課堂教學中也存在一些問題，比如有的教師主導整個教學過程，學生的主動參與度較低，學習積極性不高；有的教師在小學科學教學中囿于教材內(nèi)容，重于灌輸知識，忽略了對小學生探究能力的培養(yǎng)；有的教師則固守于教材的標準答案，一定程度上束縛了小學生創(chuàng)新思維和批判思維能力的發(fā)展；一些學?？茖W教學的硬件設(shè)施不完備；一些學校缺少科學課程專業(yè)教師，往往由其他學科的教師兼任，這也限制了科學教學深度和廣度的拓展等。這些問題的存在，導致小學科學教學效率低下，學生仍受傳統(tǒng)教學方式的影響較大，運用小學科學教學來拓寬學生視野，讓學生走近科學、喜歡科學、研究科學的預期目標尚未達到。

三、在小學科學課中開展STEM教育的必要性

（一）教育事業(yè)發(fā)展的需求

隨著教育改革的逐步深入，教育理念從應試型教育向素質(zhì)教育轉(zhuǎn)變，《中國學生發(fā)展核心素養(yǎng)》提出了對學生科學精神、思維的培養(yǎng)，也提出了對學生實踐、創(chuàng)新、應用以及解決問題等方面能力的培養(yǎng)?！读x務(wù)教育小學科學課程標準》倡導跨學科的學習。這些綱領(lǐng)性的文件，為小學科學課堂STEM 教育的應用做出了頂層設(shè)計。STEM 作為一種新的教學理念，有別于傳統(tǒng)單學科的、重書本輕實踐的教學模式，強調(diào)的是跨學科的相互整合的教育，注重發(fā)展學生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、進而運用多學科知識分析和解決問題的能力，促進學生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)與發(fā)展。因此，在小學科學教學中應用STEM 教育，與我國目前的教育理念相匹配，更有利于素質(zhì)教育和核心素養(yǎng)各項要求的真正落實，能夠滿足教育事業(yè)蓬勃發(fā)展需求。

（二）激發(fā)學生學習興趣的需要

STEM 教育是以問題為導向，體系化、項目化的課程教育方式，而且經(jīng)常伴隨著實驗或情境，因此更符合小學生身心發(fā)育特點，容易引發(fā)學生的好奇心，激發(fā)學生的學習興趣。同時，與其他學科和教學方式不同，STEM 具有一定的趣味性，課堂氣氛比較活躍，學生的專注力易于集中，易于取得較好的課堂教學效果。學生在分析、解決問題的過程中，獲取不僅僅是知識，而且還可以樹立科學學習的自信心，建立和提升科學意識、思維能力與動手能力，取得最佳的學習情感體驗。

（三）學生知識轉(zhuǎn)化的需要

以往的教育，唯成績論居于主流，學生為了學習而學習，所學知識各學科之間融合不足，更重要的是，學科學習與小學生的現(xiàn)實生活聯(lián)系不緊密或壓根沒有關(guān)聯(lián)，知識與生活脫節(jié)，造成小學生容易產(chǎn)生學習的知識用不上的錯覺，反作用于學生對學習興趣不濃厚，積極性不高。而STEM 教育一方面基于學生的現(xiàn)實生活來進行教學，另一方面在STEM 教育框架下，可以幫助學生將已學知識和新知識串聯(lián)起來，有利于學生知識的建構(gòu)。通過科學、數(shù)學、工程與技術(shù)的融合，能構(gòu)成知識的轉(zhuǎn)化、遷移、應用及結(jié)果的良好運轉(zhuǎn)程序，能夠讓學生的科學知識學習體系化、規(guī)范化，提升學生的動手與實踐能力。

（四）學生思維能力發(fā)展的需要

小學生以感性思維為主，認識事物主要依賴知覺與感覺，理性思維在小學階段正處于快速發(fā)展時期。以問題為導向，多學科融合的STEM教育，可以讓學生學到過程性和結(jié)果性知識，對于未知的知識與技能，也可以增強探究意識與能力，這是STEM 教育的核心，也是較之其他教學方式的價值體現(xiàn)。運用STEM 教育，可以促進小學生創(chuàng)新思維、發(fā)散思維和邏輯思維能力的發(fā)展，同時還可以最大限度地保護和支持學生的想象力和好奇心，為創(chuàng)造力和創(chuàng)新力提供頭腦風暴支撐。另外，學生的性格、意志、團結(jié)協(xié)作、組織溝通等能力，也可以在這一教育模式中得到培養(yǎng)與鍛煉，促進學生形成終身學習的能力。

四、提高STEM活動討論交流有效性

（一）以學生為主體

學生是知識的獲得者和應用者，因此教師要轉(zhuǎn)變主導者的觀念和地位，將科學課堂交還給學生，讓學生成為STEM 活動討論交流的主體，教師充當指導者角色，只是適時對于學生進行點撥，引導學生向正確結(jié)論方向進行討論。例如在青島版小學科學課程《地震》教學時，教師可以運用多媒體播放地震時的景象，然后讓學生交流討論地震可能造成的危害，并可用唐山和汶川大地震的寫實資料讓學生產(chǎn)生情感上的共鳴，進而激發(fā)學生自主探索地震形成原因的欲望。這時，教師可以引導學生進行模擬實驗的設(shè)計和操作，通過討論，有的學生用多個泡沫墊作為板塊，通過不斷擠壓模仿地殼運動，最后泡沫墊的中間會隆起；有的學生會將白紙兩端撕扯，直到斷開；或者筷子用力向中心下壓，最后也會折斷；也可以使用樹枝做同樣的折斷實驗，感受如果是巖層在巨大力量的擠壓下會出現(xiàn)怎樣的結(jié)果。還可以在泡沫墊上放置塑料置物架等模仿房屋建筑等，看看在地震時抖動和巖層擠壓后，會導致上面的“房屋”等物品會出現(xiàn)什么樣的狀況。學生通過親自動腦設(shè)計實驗，并實際動手操作實驗，就可以對地震的形成原因相關(guān)知識更為直觀、形象地掌握第一手的實驗資料，自行探求得出地震形成原因的結(jié)論。之后，教師可以指導學生進一步討論，既然地震危害如此之大，那么自然界中有哪些地震前兆的客觀規(guī)律可循呢？這時，學生的觀察力就得到了啟發(fā)，繼而，教師可以組織學生進行討論，如果發(fā)生地震，在不同的環(huán)境下應該如何自救或者施救等。雖然只是一個地震的小知識，但在STEM 教育框架下，學生的動腦、動手能力都得到鍛煉，同時對于地震這一自然現(xiàn)象有了科學的認知，地震征兆、自救和施救常識等也得到了拓展，并且，從學生核心素養(yǎng)培養(yǎng)來看，這樣的課程也有利于學生沉著冷靜心理品質(zhì)的形成。

（二）討論前做好準備

在STEM 教學活動中，開展討論交流幫助學生學習科學知識，并將小學生現(xiàn)有生活經(jīng)驗、認知能力以及已學知識融會貫通，討論前準備工作必不可少。對教師而言，首先要在認真深入研讀教材目標和內(nèi)容的基礎(chǔ)上，對于科學知識有深入的了解；其次，要結(jié)合教材內(nèi)容，科學設(shè)計教學方案，將STEM 活動恰如其分地融入其中；最后，合理設(shè)計學生討論交流的問題，讓學生有的放矢地分析解決問題。對學生而言，要在教師的指導下認真完成課前預習任務(wù)，并在此過程中努力發(fā)現(xiàn)問題、提出問題，如果通過教材預習或檢索資料，已尋找到問題的答案，那么到課堂與其他同學分享，如果窮盡辦法，仍有疑問，就要帶著問題到課堂上找到解決方案。

（三）在討論中引導鼓勵

在STEM 教育和活動中，教師的主體地位被弱化，強調(diào)的是以學生為主體，開發(fā)和鍛煉學生的探究能力和實踐能力，避免傳統(tǒng)教育下“高分低能”學生的出現(xiàn)。但由于小學生的認知水平與動手能力較之其他學段的學生尚有一定差距，因此，在STEM 活動交流討論過程中，教師仍要給予適當?shù)囊龑Ч膭?，增強學生學習科學知識、探索科學知識的自信心。比如，在秋季由于天氣干燥，衣服經(jīng)常會產(chǎn)生靜電現(xiàn)象，但小學生一般不知曉為何出現(xiàn)這種情況，通過教學《生活中的靜電》一課，學生就可以對這一現(xiàn)象有了科學認識和科學的解決辦法。在利用氣球做靜電實驗時，需要將兩只氣球在衣服上摩擦后觀察，自然放置，氣球會自然下垂，但放在毛衣上，氣球就會粘在毛衣上，但是實驗中可能會出現(xiàn)學生摩擦時間不夠，或衣服材質(zhì)的問題，導致這個氣球小實驗失敗。對此，教師就要幫助學生查找原因，看看實驗成功的學生是如何做到的，與自己做的實驗有哪些細節(jié)不同，是不是由于細節(jié)的偏差而使實驗失敗。靜電小實驗有很多，比如報紙摩擦后也會出現(xiàn)靜電反應，但如果報紙被水浸濕后，靜電現(xiàn)象就會消失。這時教師要引導學生總結(jié)為什么會產(chǎn)生靜電，以及電荷異性相吸、同性相斥的原理，啟發(fā)學生說說生活中哪些物體利用了靜電原理，并通過實驗試試哪些方法可以消除靜電，等等，讓學生將科學知識與現(xiàn)實生活聯(lián)系起來，學以致用。在師生、生生交流討論過程中，教師更多地應處于旁觀者地位，主要是通過合理的指導，促成學生形成頭腦風暴。

（四）合作交流討論

小學科學教學中，由于小學生認知能力發(fā)展有限，而合作學習常常能夠使得學習效果事半功倍，尤其是STEM 活動中，新舊知識要契合銜接，還要包含一定科學、工程、數(shù)學和技術(shù)知識與技能，難度較高，如果小學生“單兵作戰(zhàn)”，容易顧此失彼，過程或結(jié)果不能盡如人意。因此，在小學科學STEM 活動交流討論中，合作也是十分必要的。實驗研究表明，學生間的合作學習，是最為有效的一種學習方式。學生在合作交流討論中，不僅可以互通有無，取長補短，還可以碰撞出思維的火花，激發(fā)出創(chuàng)造力和想象力。當然，在合作交流討論中，教師要根據(jù)不同的教學內(nèi)容，科學合理分組，盡量遵循組內(nèi)異質(zhì)、組間同質(zhì)的原則進行分組，讓各層次學生都能夠在以組為單位的合作交流討論學習中，參與科學知識學習，動手能力強的學生可以承擔實驗操作程序，學優(yōu)生可以確定實驗方案、把控實驗操作規(guī)范進行以及總結(jié)歸納實驗結(jié)論，而學困生則可以仔細觀察與熟悉實驗流程、記錄實驗結(jié)果等，這樣，讓學生發(fā)揮各自所長，共同努力完成實驗或交流討論學習任務(wù)。

總之，STEM 教育作為一種新的教學模式引入小學科學課程教學，有其適用的必要性，能夠在一定程度上改變或改善我國目前小學科學教學中存在的一些問題。但STEM 教育理念畢竟涵蓋科學、數(shù)學、工程和技術(shù)四方面知識與能力，因此仍需教師多多實踐，務(wù)求STEM 活動在小學科學教學中交流討論環(huán)節(jié)發(fā)揮更大的效能?！?/p>