◇李春明（浙江：東陽(yáng)市實(shí)驗(yàn)小學(xué)）

隨著教育改革的不斷深入，科學(xué)素養(yǎng)的培育顯得越來越重要。學(xué)生擁有科學(xué)素質(zhì)，才能在知識(shí)世界中自主探索，提高學(xué)習(xí)的主動(dòng)性?？茖W(xué)課教學(xué)是提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的關(guān)鍵途徑，教師應(yīng)該注重科學(xué)教學(xué)活動(dòng)的設(shè)計(jì)，以不斷提高教學(xué)效果。STEM教育理念強(qiáng)調(diào)學(xué)科融合，將該理念融入科學(xué)教學(xué)，可以讓學(xué)生從多角度理解科學(xué)知識(shí)，有助于學(xué)生高階思維的發(fā)展，對(duì)于增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)造能力具有積極影響。基于此，教師應(yīng)該結(jié)合學(xué)生的實(shí)際，有效地在教學(xué)中運(yùn)用STEM教育理念，以促進(jìn)學(xué)生綜合發(fā)展。

一、STEM教育理念概述

STEM教育理念，指的是科學(xué)、技術(shù)、工程以及數(shù)學(xué)四方面的內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)的是學(xué)科間的融合。在科學(xué)、技術(shù)、工程以及數(shù)學(xué)之間有著緊密的聯(lián)系。以科學(xué)和工程為例，“如何讓杯子中的熱水變涼？”是一個(gè)科學(xué)問題，是針對(duì)生活現(xiàn)象提出的，而“如何讓房屋變暖？”則是一個(gè)工程問題，兩個(gè)問題表面上看沒有關(guān)聯(lián)，本質(zhì)上都是熱量傳遞問題。教師在教學(xué)中進(jìn)行學(xué)科的融合，可以讓學(xué)生深刻地把握知識(shí)的本質(zhì)，認(rèn)識(shí)到世界上事物之間的聯(lián)系。所以教師要讓學(xué)生實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)，就不能夠從某一方面進(jìn)行單一教學(xué)，而應(yīng)該注重構(gòu)建不同方面知識(shí)的聯(lián)系，促使學(xué)生從多角度學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)。

教師將STEM教育理念運(yùn)用于科學(xué)教學(xué)十分必要。其一，能夠促進(jìn)教師的專業(yè)成長(zhǎng)。STEM教育理念較為新穎，在教學(xué)的過程中需要跨學(xué)科融合，這在一定程度上給教師教學(xué)帶來了挑戰(zhàn)。在STEM教育理念下，教師在進(jìn)行科學(xué)教學(xué)時(shí)需要結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建起各個(gè)學(xué)科之間的聯(lián)系。也就是說，教師不僅僅要具備科學(xué)知識(shí)，還需要具備地理、歷史以及生物等多方面的知識(shí)。只有這樣，才能保證課堂教學(xué)內(nèi)容的豐富，使學(xué)生能夠充分理解科學(xué)知識(shí)的本質(zhì)。因此，在科學(xué)教學(xué)中運(yùn)用該理念，能夠促使教師不斷學(xué)習(xí)，豐富自身知識(shí)，有助于他們的專業(yè)成長(zhǎng)。其二，能夠促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的提升。在以往的科學(xué)教學(xué)中，學(xué)生只是對(duì)教材中的知識(shí)進(jìn)行探索，不利于學(xué)生認(rèn)識(shí)科學(xué)知識(shí)的本質(zhì)，難以讓學(xué)生對(duì)科學(xué)學(xué)習(xí)保持長(zhǎng)久興趣。在STEM教育理念下，學(xué)生能夠認(rèn)識(shí)到事物之間的聯(lián)系，感受到科學(xué)的神奇。這可以在很大程度上提高他們學(xué)習(xí)的興趣，促使其主動(dòng)進(jìn)行科學(xué)知識(shí)的探索，顯著地提高學(xué)習(xí)效果。

二、STEM教育理念在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

STEM教育理念應(yīng)用于科學(xué)教學(xué)具有重要意義。目前很多教師能夠認(rèn)識(shí)到STEM教育理念的重要性，也積極地將該理念運(yùn)用于自身教學(xué)。但是由于對(duì)STEM教育理念缺乏深刻認(rèn)知，導(dǎo)致在實(shí)際運(yùn)用的過程中存在一定問題：一是教師沒有將STEM教育理念融入教學(xué)目標(biāo)，使得STEM教育理念的運(yùn)用具有形式化傾向，難以收到相關(guān)的效果；二是教師忽視對(duì)教學(xué)內(nèi)容的拓展，STEM教育理念注重學(xué)科融合，要求教師在科學(xué)教學(xué)中融入其他方面的內(nèi)容，如融入生活中的事物等等，但是教師在此方面存在忽視情況；三是教師教學(xué)形式不夠新穎，使得學(xué)生難以提高對(duì)科學(xué)的興趣，讓STEM教育理念的效果不能充分發(fā)揮；四是教師沒有將STEM教育理念融入課后實(shí)踐，影響了學(xué)生實(shí)踐能力的提升。

三、STEM教育理念融入小學(xué)科學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)與應(yīng)用案例分析

（一）拓展教學(xué)目標(biāo)，提高教學(xué)綜合性

STEM教育理念強(qiáng)調(diào)學(xué)科之間的融合，讓學(xué)生通過學(xué)習(xí)某一方面的知識(shí)，進(jìn)而理解生活中多項(xiàng)事物的原理，認(rèn)識(shí)到事物之間的聯(lián)系，從而實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)。這就需要教師進(jìn)行教學(xué)目標(biāo)的更新，將科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)等方面的學(xué)習(xí)要求融入教學(xué)目標(biāo)。在傳統(tǒng)的科學(xué)教學(xué)中，教師的教學(xué)目標(biāo)僅僅是針對(duì)科學(xué)教材制定。這種模式的確有助于學(xué)生掌握教材中的科學(xué)知識(shí)，但是不利于學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的靈活運(yùn)用。學(xué)生認(rèn)識(shí)不到同一科學(xué)知識(shí)在不同領(lǐng)域的應(yīng)用，在一定程度上阻礙了學(xué)生思維的發(fā)展。因此教師要有效地運(yùn)用STEM教育理念，首要任務(wù)就是應(yīng)該深入教研，綜合設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)。

例如，教師在進(jìn)行教科版小學(xué)科學(xué)三年級(jí)上冊(cè)第一章“水”的教學(xué)時(shí)，應(yīng)該深入分析教材內(nèi)容，進(jìn)行相關(guān)知識(shí)的拓展分析，綜合設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)。教師所設(shè)計(jì)的教學(xué)目標(biāo)在橫向上應(yīng)該包含知識(shí)、過程以及情感三方面內(nèi)容，在縱向上應(yīng)該包含科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)方面的知識(shí)。詳細(xì)的教學(xué)目標(biāo)如下表一所示。

表一 “水”的綜合教學(xué)目標(biāo)

綜合設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)，可以讓學(xué)生從多方面認(rèn)識(shí)科學(xué)，讓他們對(duì)科學(xué)知識(shí)充分地理解和吸收，有助于學(xué)生的綜合發(fā)展。

（二）豐富教學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)化學(xué)科融合性

在STEM教育理念下，教師還應(yīng)該注重教學(xué)內(nèi)容的豐富性，有效地實(shí)現(xiàn)學(xué)科融合。需要注意的是，在豐富教學(xué)內(nèi)容的過程中，教師應(yīng)該注重融入和學(xué)生生活息息相關(guān)的內(nèi)容，以促進(jìn)學(xué)生對(duì)科學(xué)知識(shí)的理解，不斷提高科學(xué)學(xué)習(xí)效果。在以往的科學(xué)教學(xué)中，有些內(nèi)容脫離了學(xué)生生活實(shí)際，使得學(xué)生在理解上存在一定的困難，影響了學(xué)生科學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)。STEM教育理念注重跨學(xué)科融合，因此教師可以將生活中的事物融入科學(xué)課堂，以促進(jìn)學(xué)生理解。

例如，教師在進(jìn)行教科版小學(xué)科學(xué)六年級(jí)上冊(cè)“工具與技術(shù)”一章教學(xué)時(shí)，可以引入學(xué)生日常生活中的事物。這一章的第一課是《緊密聯(lián)系的工具與技術(shù)》，其中涉及通信工具、測(cè)量工具、交通工具等。教材中關(guān)于各種工具的舉例較少，難以讓學(xué)生對(duì)相關(guān)工具深入理解。如，機(jī)械工具，教材中僅僅舉了螺絲刀這一個(gè)實(shí)例。教師可以從學(xué)生生活實(shí)際進(jìn)行拓展，說一說在生活中自己所了解的機(jī)械工具及其用途，然后教師進(jìn)行總結(jié)。讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到工具和技術(shù)之間的關(guān)系：不同的工具有著不同的使用技術(shù)，可以通過技術(shù)發(fā)明工具，二者都是可以優(yōu)化的。通過這種內(nèi)容的拓展，可以促進(jìn)學(xué)生深度思考，實(shí)現(xiàn)思維的訓(xùn)練。

（三）創(chuàng)新教學(xué)形式，增強(qiáng)課堂趣味性

將STEM教育理念運(yùn)用于科學(xué)教學(xué)，能夠促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提升，讓學(xué)生的思維得到訓(xùn)練。同時(shí)，STEM教育理念也強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體性，要求教師進(jìn)行科學(xué)教學(xué)時(shí)，以學(xué)生為中心，促使其積極地參與到科學(xué)知識(shí)探究中去。這就需要教師進(jìn)行教學(xué)形式的創(chuàng)新，以提高課堂的趣味性。

其一，教師可以將數(shù)字技術(shù)融入科學(xué)教學(xué)。新時(shí)期強(qiáng)調(diào)教育信息化，要求教師在實(shí)際教學(xué)中有效地運(yùn)用信息技術(shù)，讓科學(xué)知識(shí)更加直觀地展現(xiàn)。例如，在進(jìn)行教科版小學(xué)科學(xué)四年級(jí)下冊(cè)“植物的生長(zhǎng)變化”教學(xué)時(shí)，就可以利用數(shù)字技術(shù)。這一章主要涉及的內(nèi)容是種子的生長(zhǎng)發(fā)育過程，其中在進(jìn)行《種子的傳播》一課教學(xué)過程中，教師可以利用多媒體設(shè)備播放有關(guān)種子傳播方面的內(nèi)容。關(guān)于種子的傳播，教師難以帶領(lǐng)學(xué)生到大自然中進(jìn)行觀察。為了讓學(xué)生完整了解這一過程，教師可以通過多媒體播放鳳仙花、蒼耳、蒲公英等種子傳播的過程，讓學(xué)生深入了解彈力傳播、動(dòng)物傳播等傳播方式。這樣可以顯著地提高教學(xué)效果。在觀看相關(guān)視頻后，教師可以讓學(xué)生根據(jù)自己的認(rèn)知制作果實(shí)模型，模擬種子傳播。通過這種方式落實(shí)STEM教育理念，促進(jìn)學(xué)生思考，提高學(xué)習(xí)效果。

其二，教師可以組織學(xué)生進(jìn)行小組探究學(xué)習(xí)。小學(xué)科學(xué)涉及許多科學(xué)實(shí)驗(yàn)。教師可對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組，讓他們?cè)O(shè)計(jì)和制作科學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，然后進(jìn)行相關(guān)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，以此培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力與探索能力。例如，教師在進(jìn)行教科版小學(xué)科學(xué)五年級(jí)上冊(cè)“計(jì)量時(shí)間”一章的實(shí)踐教學(xué)時(shí)，可以組織學(xué)生通過小組合作完成科學(xué)實(shí)驗(yàn)?！队盟?jì)量時(shí)間》這一課涉及簡(jiǎn)易的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，教師可以讓學(xué)生利用塑料瓶、支架等進(jìn)行裝置的設(shè)計(jì)和制作，然后總結(jié)出計(jì)量時(shí)間的方法。這種小組探究的方式可以激發(fā)學(xué)生探究興趣，提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率。

（四）優(yōu)化課后實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力

課后實(shí)踐是教學(xué)的重要組成，教師應(yīng)該加以重視。STEM教育理念不僅僅要融入課堂教學(xué)，還要融入課后實(shí)踐，以此讓學(xué)生的科學(xué)知識(shí)在課后得到有效鞏固。

例如，教師在進(jìn)行教科版小學(xué)科學(xué)四年級(jí)下冊(cè)《果實(shí)和種子》一課教學(xué)時(shí)，可以給學(xué)生設(shè)計(jì)課后實(shí)踐任務(wù)。教師可以讓學(xué)生選擇自己喜歡的植物種子，在家中種植，細(xì)心呵護(hù)，讓種子逐漸發(fā)育生長(zhǎng)，并且每日寫出相關(guān)的觀察記錄。通過種子種植課后實(shí)踐的方式，促進(jìn)勞動(dòng)實(shí)踐和科學(xué)教育的融合，學(xué)生在深入理解植物生長(zhǎng)的過程中，也能夠感受到勞動(dòng)的辛苦和快樂，促使學(xué)生實(shí)現(xiàn)綜合發(fā)展。

綜上所述，STEM教育理念是一種現(xiàn)代化的教育理念，將其融入教學(xué)中能夠帶來良好的教學(xué)效果。因此教師應(yīng)該結(jié)合實(shí)際，注重該教育理念的運(yùn)用，在教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)形式和課后實(shí)踐上進(jìn)行優(yōu)化。