◇戴碧容（福建：仙游縣實(shí)驗(yàn)小學(xué)）

一、STEM教育理念對(duì)小學(xué)科學(xué)教學(xué)的要求

（一）設(shè)計(jì)工程挑戰(zhàn)項(xiàng)目

隨著課程改革的推進(jìn)，出現(xiàn)了許多教學(xué)理念的變化。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，教師關(guān)注本學(xué)科的教學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)改革的動(dòng)向和趨勢(shì)至關(guān)重要。2022 年版課標(biāo)強(qiáng)化了對(duì)STEM 教學(xué)理念的引入。按照這一要求，教師要針對(duì)學(xué)生的思維特征，探究工程設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)項(xiàng)目。在課堂上，為了幫助學(xué)生進(jìn)一步理解概念，教師和學(xué)生需要借助真實(shí)的場(chǎng)景設(shè)計(jì)，共同完成概念探討和實(shí)驗(yàn)摸索，加強(qiáng)師生的實(shí)驗(yàn)交流，學(xué)生小組共同完成實(shí)驗(yàn)操作，改變以往教師口述、學(xué)生聽(tīng)講的低效教學(xué)模式。在真實(shí)場(chǎng)景的設(shè)計(jì)過(guò)程中，教師首先需要向?qū)W生介紹問(wèn)題背景，設(shè)置高難度的挑戰(zhàn)，接著準(zhǔn)備材料、建立模型、公示教學(xué)目標(biāo)，并安排學(xué)生小組明確各自任務(wù)，最終按照記錄單來(lái)檢驗(yàn)設(shè)計(jì)的約束條件。

（二）基于項(xiàng)目化的課堂展開(kāi)STEM學(xué)習(xí)

在STEM 教育理念下，對(duì)學(xué)生進(jìn)行小學(xué)科學(xué)教育，需要展開(kāi)以項(xiàng)目為主要索引方向的學(xué)習(xí)。在具體教學(xué)過(guò)程中，需要改變?cè)颊n堂的教師中心模式，結(jié)合項(xiàng)目主題內(nèi)容開(kāi)展豐富多彩的活動(dòng)。在STEM 教育理念引導(dǎo)下，結(jié)合學(xué)生的基本特征，以學(xué)生為中心開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)多學(xué)科的融合教學(xué)。通過(guò)項(xiàng)目式教學(xué)，讓學(xué)生以課堂上的工程設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，在情景教學(xué)中深化對(duì)科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)等領(lǐng)域的認(rèn)識(shí)，進(jìn)一步培養(yǎng)批判性思維。

二、將STEM教育理念引入小學(xué)科學(xué)課堂

（一）運(yùn)用STEM項(xiàng)目學(xué)習(xí)課堂模式

在STEM 教育理念引導(dǎo)下，在小學(xué)科學(xué)教學(xué)的過(guò)程中，首先需要利用主題項(xiàng)目來(lái)開(kāi)展STEM 項(xiàng)目式教學(xué)。這種模式要求模糊定義學(xué)習(xí)任務(wù)，通過(guò)小組合作學(xué)習(xí)和教師的協(xié)助，實(shí)現(xiàn)多學(xué)科交融和豐富的動(dòng)手實(shí)踐，最終通過(guò)小組合作得出更加明確的學(xué)習(xí)結(jié)果，提高多方面思維能力。首先，項(xiàng)目式教學(xué)要突出任務(wù)和現(xiàn)實(shí)生活的聯(lián)系，還要不斷驅(qū)動(dòng)學(xué)生完成任務(wù)。任務(wù)需要有一定難度并體現(xiàn)科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)的相互配合。針對(duì)不同的教學(xué)內(nèi)容，需要根據(jù)單一課程、主題單元和多學(xué)科的要求，進(jìn)行知識(shí)內(nèi)容的交流整合和學(xué)習(xí)概念圖的設(shè)計(jì)。在對(duì)教科版五年級(jí)科學(xué)“光”單元教學(xué)時(shí)，教師可以首先考慮從科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)四個(gè)方面去詮釋這部分內(nèi)容。針對(duì)光這一內(nèi)容，在技術(shù)領(lǐng)域主要研究光伏發(fā)電技術(shù)等；在數(shù)學(xué)領(lǐng)域帶領(lǐng)學(xué)生回顧利用直線、射線的知識(shí)；在工程方面研究光信息處理工程和遙感工程；最后回到科學(xué)領(lǐng)域，結(jié)合其他領(lǐng)域融合研究光的直線傳播、反射、散射、折射等知識(shí)。教師需要充分借助項(xiàng)目式教學(xué)流程，讓學(xué)生觀看視頻，思考光的特征，將學(xué)生分為幾個(gè)小組，為學(xué)生準(zhǔn)備手電筒等道具，讓學(xué)生結(jié)合數(shù)學(xué)、技術(shù)、工程等知識(shí)思考光傳播規(guī)律并作答。在學(xué)生回答完畢后，以小組為單位進(jìn)行思維導(dǎo)圖的建立，然后在教師帶領(lǐng)下進(jìn)行總結(jié)。緊接著，教師可以繼續(xù)設(shè)置創(chuàng)新實(shí)踐情境，創(chuàng)設(shè)創(chuàng)新氛圍，讓學(xué)生探究發(fā)現(xiàn)反射、傳播和折射三種狀態(tài)的不同呈現(xiàn)。通過(guò)系統(tǒng)的思維導(dǎo)圖學(xué)習(xí)方法讓學(xué)生總結(jié)出規(guī)律，進(jìn)而更好地促進(jìn)學(xué)生深入學(xué)習(xí)。

（二）實(shí)驗(yàn)教學(xué)融入STEM教育理念

在STEM 教育理念引導(dǎo)下，為了培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維，需要提高學(xué)生的課堂參與感。實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的情境設(shè)計(jì)十分關(guān)鍵，尤其針對(duì)一些較為抽象的規(guī)律，更需要融合科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)知識(shí)來(lái)提高學(xué)生的思維能力。在課堂實(shí)踐環(huán)節(jié)設(shè)置的過(guò)程中，不能太過(guò)跳躍，也不能過(guò)于功利地只針對(duì)知識(shí)點(diǎn)，而是要注重將知識(shí)點(diǎn)和日常實(shí)踐巧妙聯(lián)系，讓實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜓驖u進(jìn)地引發(fā)學(xué)生思考并揭示規(guī)律，同時(shí)還要注重核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，層層深入、由易到難地理解知識(shí)點(diǎn)。在STEM 教育理念要求下，實(shí)驗(yàn)教學(xué)要基于課本知識(shí)點(diǎn)，融合數(shù)學(xué)知識(shí)、技術(shù)常識(shí)和工程知識(shí)，要注重學(xué)生發(fā)言的積極性、思考的維度和表現(xiàn)的進(jìn)步等方面，還可以安排學(xué)生間互評(píng)，實(shí)現(xiàn)相互監(jiān)督。在《運(yùn)動(dòng)與力》一課中，開(kāi)始先確定項(xiàng)目主題是機(jī)械運(yùn)動(dòng)，主要目標(biāo)是讓學(xué)生充分認(rèn)識(shí)各種類(lèi)型的力，并列舉這些力在現(xiàn)實(shí)生活中的具體應(yīng)用。接著可通過(guò)分析歸納力在STEM 教育理念中的具體體現(xiàn)，包含數(shù)學(xué)中的大小比較與加減乘除運(yùn)算、工程問(wèn)題中的靜力學(xué)分析和技術(shù)領(lǐng)域的彈簧器材應(yīng)用等等，融合到各類(lèi)力的學(xué)習(xí)中。教育可基于本節(jié)課內(nèi)容開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)材料可以選取日常生活中的玩具小車(chē)。在科學(xué)領(lǐng)域認(rèn)識(shí)重力、拉力、彈力和摩擦力以及分析拉力大小和小車(chē)運(yùn)動(dòng)速度的關(guān)系，基于這些問(wèn)題安排學(xué)生記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行分析；在技術(shù)領(lǐng)域，讓學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行科技產(chǎn)品的列舉和小車(chē)的安裝；在工程領(lǐng)域，鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)各種方式進(jìn)行滑動(dòng)，并讓學(xué)生合作，利用模型組裝小車(chē)；在數(shù)學(xué)領(lǐng)域，則讓學(xué)生結(jié)合彈簧測(cè)力計(jì)的特征，刻畫(huà)相關(guān)數(shù)據(jù)，并比較數(shù)據(jù)之間的線性相關(guān)關(guān)系。讓實(shí)驗(yàn)充分融合STEM 教學(xué)的四大維度領(lǐng)域，全面提高學(xué)生的思維能力。

（三）反思教學(xué)過(guò)程實(shí)現(xiàn)科學(xué)評(píng)價(jià)

在STEM 教育理念中，教學(xué)評(píng)價(jià)十分重要。教師在課堂結(jié)束后，應(yīng)該利用思維導(dǎo)圖和項(xiàng)目式教學(xué)的整體思路框架，從科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)四方面，及時(shí)總結(jié)和反思項(xiàng)目式教學(xué)的一些優(yōu)點(diǎn)和不足，最終實(shí)現(xiàn)科學(xué)的評(píng)價(jià)。對(duì)不足的地方，積極去尋找更好的方法來(lái)彌補(bǔ)。這樣有利于教師根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)調(diào)整，使思維導(dǎo)圖在項(xiàng)目式教學(xué)評(píng)價(jià)中發(fā)揮更大的作用。同時(shí)這種方式可以使學(xué)生加深對(duì)思維導(dǎo)圖的理解，通過(guò)學(xué)習(xí)和反思，多次重復(fù)，學(xué)生就能熟練利用思維導(dǎo)圖探究問(wèn)題。這樣教師的項(xiàng)目式教學(xué)就是成功的。在對(duì)教科版六年級(jí)《電磁鐵》進(jìn)行教學(xué)時(shí)，教師在最終評(píng)價(jià)時(shí)，依據(jù)思維導(dǎo)圖和項(xiàng)目主題進(jìn)行電磁鐵實(shí)驗(yàn)和理論教學(xué)的總結(jié)，并找出學(xué)生在數(shù)學(xué)數(shù)據(jù)分析、工程方面電磁鐵制作、技術(shù)方面利用磁鐵原理解決實(shí)際問(wèn)題等等，以及科學(xué)領(lǐng)域分析討論磁鐵現(xiàn)象四大維度中存在的疑問(wèn)，繼續(xù)總結(jié)和應(yīng)用電磁鐵知識(shí)，并對(duì)重難點(diǎn)進(jìn)行著重點(diǎn)評(píng)，讓學(xué)生對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題留下深刻印象，便于下一次利用思維導(dǎo)圖展開(kāi)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)時(shí)獲得更高的效率。

（四）利用游戲充分融合學(xué)生日常生活

小學(xué)科學(xué)與中學(xué)科學(xué)不同，它的生活化氣息很濃，與日常的一些趣味游戲息息相關(guān)。教師在教學(xué)的過(guò)程中，若能靈活利用現(xiàn)實(shí)中的一些游戲，運(yùn)用生活中的示例，不僅可以提高課堂趣味性，啟發(fā)學(xué)生思考，還可以提高學(xué)生學(xué)以致用的能力，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)的樂(lè)趣，在日常生活中主動(dòng)思考。同時(shí)，教師可以通過(guò)游戲的方式，將抽象的概念和原理更加靈動(dòng)風(fēng)趣地呈現(xiàn)。再比如，在進(jìn)行教科版六年級(jí)《形形色色的植物》教學(xué)時(shí)，可以安排學(xué)生討論日常生活中的植物，利用課前準(zhǔn)備的植物，組織學(xué)生對(duì)植物進(jìn)行觀賞和澆水，探討植物的基本特征，接著引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合書(shū)本知識(shí)，深入觀察和了解植物，發(fā)現(xiàn)大部分花的構(gòu)造。針對(duì)單性花的學(xué)習(xí)，要借助植物實(shí)物組織學(xué)生進(jìn)行辨別，安排“辨認(rèn)植物”的游戲，讓學(xué)生對(duì)單性花進(jìn)行選擇。這樣學(xué)生就能更容易發(fā)現(xiàn)其中的不同之處，然后教師再進(jìn)行綜合講解。

（五）開(kāi)展合作化教學(xué)提高趣味性

STEM 教育理念十分強(qiáng)調(diào)師生合作和趣味性地開(kāi)展教學(xué)。在小學(xué)科學(xué)活動(dòng)中，有兩個(gè)方面十分重要：其一是教學(xué)生活化，教學(xué)內(nèi)容來(lái)源于生活，又在生活情境中進(jìn)行學(xué)習(xí)與體驗(yàn)；二是教學(xué)游戲化，融合科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)四個(gè)領(lǐng)域，用游戲貫穿整個(gè)活動(dòng)，符合學(xué)生年齡特點(diǎn)，讓他們?cè)谕嬷袑W(xué)、在學(xué)中玩，真正落實(shí)“以游戲?yàn)榛净顒?dòng)”的教育宗旨。在五年級(jí)上冊(cè)“聲音”單元教學(xué)中，為了突破教學(xué)難點(diǎn)讓學(xué)生“初步感知聲音的產(chǎn)生和傳播”，可以設(shè)計(jì)“與身邊同學(xué)面對(duì)面講話”的環(huán)節(jié)。首先播放探索聲音傳播的視頻，并讓學(xué)生和教師共同進(jìn)行聲音的實(shí)驗(yàn)，探討聲音在固體、空氣中的傳播，詢(xún)問(wèn)學(xué)生其中的規(guī)律，引導(dǎo)學(xué)生給出答案。在這個(gè)過(guò)程中，讓學(xué)生在情境中、實(shí)驗(yàn)中，感知聲音傳播的大小和相對(duì)性，之后用“為什么固體傳播聲音更大？”這一問(wèn)題，讓學(xué)生進(jìn)行進(jìn)一步驗(yàn)證，完成小組間的合作實(shí)驗(yàn)。

為了鞏固所學(xué)內(nèi)容，還需要設(shè)計(jì)更多的合作化教學(xué)的小游戲。首先，在工程方面，可以讓學(xué)生在教室中，借助工具如喇叭等，觀察并說(shuō)出聲音在教室中各個(gè)位置的傳播特點(diǎn)；接著從數(shù)學(xué)方面的方位知識(shí)入手，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)聲音隨著方向的改變傳播也會(huì)不同；然后貼在桌子上聽(tīng)和站起來(lái)聽(tīng)，讓學(xué)生比對(duì)聲音大小并拿出測(cè)試聲音大小的儀器，讓學(xué)生觀察數(shù)值；接下來(lái)通過(guò)科學(xué)知識(shí)的探索和技術(shù)的融合，進(jìn)一步總結(jié)出聲音在固體傳播中更大；最后，組織學(xué)生在桌面上玩乒乓球，充分享受課堂樂(lè)趣，同時(shí)讓學(xué)生再次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，聽(tīng)三種聲音，首先是自己在桌面上聽(tīng)乒乓球的聲音，接著站起來(lái)用乒乓球敲打桌面再次聽(tīng)聲音，最后聽(tīng)身邊同學(xué)的乒乓球聲音。這樣既可以調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，又可以幫助他們鞏固、加深對(duì)重點(diǎn)知識(shí)的理解。用游戲的教學(xué)方式，能培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決生活中實(shí)際問(wèn)題的能力，體驗(yàn)科學(xué)與生活的密切聯(lián)系?；顒?dòng)的最后，先讓學(xué)生用自己的話對(duì)今天所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行小結(jié)，再用一個(gè)簡(jiǎn)要的視頻結(jié)束活動(dòng)。學(xué)生的發(fā)展存在個(gè)體差異，活動(dòng)結(jié)束后，還是有學(xué)生不太理解聲音的傳播，所以教師可以讓學(xué)生在課下繼續(xù)進(jìn)行乒乓球的辨音活動(dòng)，讓學(xué)生在真實(shí)的生活中去感知和體驗(yàn)。

三、結(jié)語(yǔ)

在STEM 教育理念引導(dǎo)下，小學(xué)科學(xué)的課堂教學(xué)不斷優(yōu)化和改善，在減輕學(xué)生負(fù)擔(dān)的同時(shí)，努力提高課堂的學(xué)習(xí)效率。但從目前的狀況來(lái)看，還存在諸多問(wèn)題，主要表現(xiàn)在：教師難以正確處理好減負(fù)和提效的平衡關(guān)系；給學(xué)生留下的自由空間不足；過(guò)分依賴(lài)課件，缺乏情境設(shè)計(jì)。為了提高課堂效率，可以對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行優(yōu)化：在課堂教學(xué)中，聯(lián)系學(xué)生日常生活，提高課堂的趣味性，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)更輕松歡快；提高課堂提問(wèn)、作業(yè)、討論的質(zhì)量；平衡減負(fù)和提效的關(guān)系；課件與交流討論相結(jié)合，拉近與學(xué)生的距離。除此以外，還需要注重對(duì)趣味科學(xué)游戲和信息技術(shù)的使用，在提高課堂趣味性的同時(shí)，也能夠從不同的方面培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力。