STEM教育融入小學(xué)教學(xué)實踐的困境與對策-基于寶雞市G小學(xué)

1、STEM教育融入小學(xué)教學(xué)實踐的困境與對策基于寶雞市G小學(xué)摘 要STEM教育強調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的自主探究能力。將STEM教育融入小學(xué)教學(xué)實踐,對發(fā)展小學(xué)生 的動手操作能力起著重要作用。但STEM教育在實踐層面卻面臨硬件條件不足、教師隊伍不完善、小學(xué)生認 知發(fā)展的局限性、課程資源匱乏且課時有限、課程形式單一且教學(xué)過程模式化、課程評價不夠多元化等問題。 為解決這些問題，學(xué)校應(yīng)加強STEM教育實施環(huán)境建設(shè)，強化STEM師資隊伍建設(shè)，合理設(shè)置STEM課程，豐 富STEM課程資源，創(chuàng)設(shè)多樣的STEM課程形式，并采用多元化的STEM課程評價方式。關(guān)鍵詞STEM教育;小學(xué)教學(xué)實踐;寶雞市G小學(xué)一、弓I言教育信息化“

2、十三五”規(guī)劃提出，有條件的地 區(qū)要積極探索信息技術(shù)在“眾創(chuàng)空間”、跨學(xué)科學(xué)習(xí) （STEAM教育）、創(chuàng)客教育等新的教育模式中的應(yīng) 用，著力提升學(xué)生的信息素養(yǎng)、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能 力，養(yǎng)成數(shù)字化學(xué)習(xí)習(xí)慣,促進學(xué)生的全面發(fā)展，發(fā) 揮信息化面向未來培養(yǎng)高素質(zhì)人才的支撐引領(lǐng)作 用同時，中國STEM教育白皮書的發(fā)布標(biāo)志 著我國基礎(chǔ)教育已經(jīng)開啟了 STEM教育的新時 代$小學(xué)作為基礎(chǔ)教育的開端，是小學(xué)生樹立人格 意識、建立綜合能力的關(guān)鍵時期。STEM是科學(xué) （Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、 數(shù)學(xué)（Mathematics）四門學(xué)科英文單詞首字母的縮 寫，STEM

3、教育包括科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)幾大學(xué) 科的綜合知識。STEM教育強調(diào)學(xué)生在實踐操作 中自主探究知識，從而掌握處理實際問題的能力。 因此，在小學(xué)教學(xué)中實施STEM教育,對我國培養(yǎng)綜 合性、創(chuàng)新性人才起著基礎(chǔ)性作用。我國STEM教 育在小學(xué)教學(xué)實踐中的運用正處于初步探索階段。 本文將基于寶雞市G小學(xué)的STEM教育現(xiàn)狀，分析 STEM教育在小學(xué)教學(xué)中面臨的困境，提出相應(yīng)的 教學(xué)優(yōu)化策略，以推動我國STEM教育的健康發(fā)展。二、STEM教育的實施困境（一）硬件條件不足硬件條件是開展STEM教育的物質(zhì)基礎(chǔ)。與科 技產(chǎn)品相比，專用教室、各種設(shè)備等基礎(chǔ)硬件在 STEM教育實施過程中很重要。一方面，政府相關(guān) 部

4、門出臺的STEM教育相關(guān)政策的實施并沒有被落 到實處。如STEM教育專用資金方面不明確導(dǎo)致很 多學(xué)校缺乏STEM教育所需要的各種專業(yè)設(shè)備，這 限制了 STEM教育的順利實施。寶雞市G小學(xué)六年 級學(xué)生在學(xué)習(xí)“用顯微鏡觀察身邊的生命世界”一 課時，由于沒有顯微鏡,學(xué)生僅通過觀看視頻的上課 方式來學(xué)習(xí)顯微鏡相關(guān)知識導(dǎo)致學(xué)習(xí)效果不佳。另 一方面，學(xué)校缺乏STEM教育的專用資金使得學(xué)校 無力開辟專門的STEM教室$寶雞市G小學(xué)沒有專 門的STEM教室,STEM課程都是在平時上課的教室 里實施。但由于教室空間比較小，學(xué)生動手操作的 活動受到限制，且容易出現(xiàn)安全隱患$（二）專業(yè)的STEM教師隊伍不完善目前,

5、STEM教師隊伍不完善是學(xué)校開展STEM 教育過程中面臨的最大瓶頸。一方面，專業(yè)的 STEM教師人數(shù)不足。由于我國STEM教育剛剛起 步,學(xué)校和教師對STEM教育缺乏深入了解。STEM 專業(yè)教師的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的不明確也導(dǎo)致從事STEM教 育的教師人數(shù)不足。另一方面，STEM教師的專業(yè) 化程度有待提高。大多數(shù)現(xiàn)任的STEM教師由學(xué)校 其他學(xué)科教師兼任，這些學(xué)科教師學(xué)習(xí)的都是自己 專業(yè)的學(xué)科內(nèi)容，平時也更注重自己所教授的單一 學(xué)科能力的提升，無法滿足STEM教育的跨學(xué)科性 和綜合性。例如,寶雞市G小學(xué)的STEM教師由本 校的科學(xué)教師兼任，他們很難完全勝任STEM教育 的綜合性要求。（三）小學(xué)生認知發(fā)展

6、的局限性在教學(xué)中，學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，而學(xué)生的自身認 知發(fā)展水平也限制了 STEM教育的實施。一方面, 處于具體運算階段（711歲）的學(xué)生雖然能憑借具 體事物進行邏輯思維和運算，但還沒有形成抽象的 概念,不能進行抽象思維。在日常生活中，他們也只 能聽從安排和遵守生活規(guī)則，并不會主動做出改變$ 然而,STEM教育對學(xué)生的自主探索能力提出了較 高要求。另一方面,小學(xué)生注意力的穩(wěn)定性較差，他 們集中精力在一件事物上的時間較短，其注意力很 容易被偶爾聽到或看到的事物吸引。然而，STEM 教育主要是項目式學(xué)習(xí)，需要學(xué)生集中注意力完成 項目。（四）課程資源匱乏且課時有限STEM課程資源匱乏也是其存在的較突出

7、問 題。一方面，教材是課程的核心資源,教師上課和學(xué) 生學(xué)習(xí)多是圍繞教材展開。然而，我國小學(xué)當(dāng)前使 用的STEM教材大多是引進版教材,這些教材的部 分內(nèi)容不完全符合我國小學(xué)生心理發(fā)展特點和學(xué)校 的實際情況。因此,本土化STEM教材的匱乏在一 定程度上加大了 STEM教育的實施難度。另一方 面,STEM課程的課時數(shù)量有限且課時較短。大多 學(xué)校的STEM課程是拓展課程,沒有課時規(guī)定，很多 STEM課程都不能按時、按量授課。例如,寶雞市G 小學(xué)在開展STEM課程兩年多中，僅上了不到20個 課時,這導(dǎo)致STEM課程很難系統(tǒng)、持續(xù)地培養(yǎng)學(xué)生 的創(chuàng)新能力和高階思維。（五）教學(xué)形式單一且教學(xué)過程模式化單一的教

8、學(xué)形式和教學(xué)過程模式化是制約 STEM教育實施的一大問題。一方面，小學(xué)STEM教 育的教學(xué)形式主要是集中教學(xué)。STEM教育理念倡 導(dǎo)讓學(xué)生自己動手操作各種豐富的材料，探究其中 的知識，從而學(xué)會解決生活中的實際問題。集中教 學(xué)并不能滿足STEM教育的融合性要求，小學(xué)生也 很難在短時間內(nèi)在STEM課程中獲得發(fā)展。另一方 面，由于STEM教師缺乏專業(yè)素養(yǎng)、STEM課堂時間 有限等問題，大多數(shù)教師只能按部就班地按照教學(xué) 計劃進行授課，不能解決在教學(xué)過程中出現(xiàn)的新問 題。這在一定程度上制約了學(xué)生的自主探究能力的 發(fā)展，也使教師喪失了教學(xué)反思的機會，最終影響了 STEM教育的效果。（六）課程評價較為單一寶

9、雞市G小學(xué)的STEM教育評價主要是教師對 教師的表格評價、教師對學(xué)生的簡單口頭評價，這說 明其評價形式較為單一,不夠多元化。首先,從評價 主體來看,評價忽略了學(xué)生、家長都是教育活動的參 與者，應(yīng)該積極參與到對STEM課程的評價中的事 實。其次，從評價形式來看，評價一般采用填寫表格 和口頭評價的形式,沒有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn),且?guī)в休^強的 主觀色彩。這導(dǎo)致評價的公平性大大降低。最后， 從評價內(nèi)容來看,評價以學(xué)生的最后作品為主，忽視 了對學(xué)生思想、情感發(fā)展的評價，不利于培養(yǎng)學(xué)生的 綜合素養(yǎng)。單一的評級體系在一定程度上影響了STEM教育的效果。三、STEM教育的實施策略（一）加強STEM教育實施環(huán)境建設(shè)STE

10、M教育注重培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生的動手操作能 力，為我國培養(yǎng)創(chuàng)新型人才提供了新視角，而實施環(huán) 境的建設(shè)是保證STEM教育順利開展的基礎(chǔ)。第 一，國家和教育相關(guān)部門應(yīng)制訂支持STEM教育的 具體政策，為學(xué)校開展STEM教育提供方向性指導(dǎo)。 同時,政府相關(guān)部門應(yīng)劃撥STEM教育的專用經(jīng)費, 以保證學(xué)校有經(jīng)費購買STEM教育實施的硬件設(shè) 施，如3D打印機等。第二，學(xué)校應(yīng)盡量開辟STEM 教育專用教室,為學(xué)生開展創(chuàng)造性活動提供空間,如 實驗所需要的大桌子、長凳子等。第三，學(xué)?？梢院?本地區(qū)的各高校積極合作，借用高校的實驗室開展 STEM教育。這樣不僅可以解決小學(xué)STEM實驗室 數(shù)量短缺的問題,還可以提高高校實

11、驗室的利用率。 第四,社區(qū)應(yīng)積極為學(xué)生提供社會實踐機會,促使學(xué) 生將知識應(yīng)用于實際生活中，從而培養(yǎng)學(xué)生處理問 題的能力，如社區(qū)可以和學(xué)校共同組織調(diào)查小區(qū)如 何處理生活垃圾的活動。（二）強化STEM教師隊伍建設(shè)教師是教育教學(xué)的指導(dǎo)者，是實施教育的關(guān)鍵 角色,因此，STEM教師隊伍建設(shè)必須得到加強。第 一，國家和教育相關(guān)部門應(yīng)明確STEM教師的地位, 制訂STEM教師培養(yǎng)方案，形成較完善的STEM教 師培養(yǎng)體系，讓STEM教師培養(yǎng)有據(jù)可依。第二，學(xué) 校應(yīng)定期組織在職STEM教師參加相關(guān)的系統(tǒng)培 訓(xùn),并完善STEM教師培訓(xùn)考核體系，以此激發(fā) STEM教師提升自我的積極性。第三,STEM教師應(yīng) 積極主

12、動學(xué)習(xí)STEM教育相關(guān)的理論知識，掌握 STEM教育教學(xué)技能，積極參加相關(guān)的STEM教育技 能大賽或課程作品展，以提升自己的專業(yè)化程度。 第四，學(xué)?？梢怨膭疃辔粚W(xué)科教師聯(lián)合執(zhí)教。例如， 在上“紙橋承重”這節(jié)課時，學(xué)?？梢哉垟?shù)學(xué)、信息 技術(shù)、美術(shù)、科學(xué)等各科教師一起進行教研,仔細探 討這節(jié)課涉及的各學(xué)科內(nèi)容。這一方式可以有效彌 補現(xiàn)有STEM教師專業(yè)化程度不足的問題。（三）合理設(shè)置STEM課程學(xué)生在教學(xué)中的主體地位決定了 STEM課程的 實施要想達到良好的效果就必須根據(jù)學(xué)生認知水平 的規(guī)律進行教學(xué)。第一，學(xué)校可以開設(shè)兩個以上的 STEM課程，讓學(xué)生選擇自己感興趣的課程進行學(xué) 習(xí)。這樣不僅體現(xiàn)了學(xué)

13、生的主體地位，也可以調(diào)動 學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。第二，教師在選擇STEM課程 內(nèi)容時，要根據(jù)本班學(xué)生的特點，選擇貼近學(xué)生真實 生活的內(nèi)容。這樣才能更好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣 和主動性。第三，在具體的教學(xué)中，教師要仔細觀察 學(xué)生的行為、反應(yīng)，當(dāng)學(xué)生長時間注意力不集中時, 教師要以適當(dāng)?shù)姆绞浇o予學(xué)生積極的提示。第四， 教師在進行授課時，應(yīng)根據(jù)小學(xué)生的認知發(fā)展特點， 引導(dǎo)學(xué)生用已有經(jīng)驗引導(dǎo)探索新內(nèi)容，從簡單到復(fù) 雜、從具體到抽象地讓學(xué)生接受新知識，從而發(fā)展學(xué) 生的思維能力。（四）豐富STEM課程資源豐富、多樣的課程資源是STEM課程開展的重 要載體。第一，學(xué)?？梢越Y(jié)合本地生態(tài)文化、人文特 點和本校實際情況

14、，對STEM課程內(nèi)容進行整體規(guī) 劃和設(shè)計,開發(fā)具有當(dāng)?shù)靥厣腟TEM課程。例如， 寶雞市G小學(xué)可以將寶雞優(yōu)美的自然環(huán)境（如植物 園）、特色美食（如面皮）等作為課程資源，再結(jié)合本 校的特色教學(xué)理念和本校學(xué)生的需求，開發(fā)出具有 寶雞特色的STEM課程。第二，學(xué)校在安排STEM 課程時，應(yīng)合理規(guī)劃，至少一周安排兩節(jié)STEM課 程,讓課程內(nèi)容不間斷。同時，學(xué)校應(yīng)要求STEM教 師嚴(yán)格按照課程表上課，不能任意占課和調(diào)課。課 時也可以嘗試打破傳統(tǒng)的45分鐘，可以借鑒高校的 授課課時，以兩個小時或者一上午為單位開展教學(xué) 活動，以保證學(xué)生有充足的時間完成一個連續(xù)的項 目$第三，學(xué)?？梢岳镁W(wǎng)絡(luò)共享STEM課程

15、資源。 例如，上海STEM云中心平臺提供了大量STEM課 程資源，教師可以將自己的STEM課程內(nèi)容、實施案 例等與專家、同行進行討論和交流，這樣不僅可以提 升教師的專業(yè)素養(yǎng),更能提高教育資源的利用率，豐 富校本STEM課程資源。（五）創(chuàng)設(shè)多樣的STEM課程形式豐富多樣的課程形式有助于活躍課堂氛圍，調(diào) 動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。第一,教學(xué)場地可以不局限 于教室，教師可以帶學(xué)生進行現(xiàn)場教學(xué)，從而激發(fā)學(xué) 生的興趣，集中學(xué)生的注意力，并讓學(xué)生更加直觀地 獲取知識。例如，在教授與歷史知識相關(guān)的STEM 課程教學(xué)內(nèi)容時，教師可以帶學(xué)生去博物館開展現(xiàn) 場教學(xué)。第二,教師可以采用“先學(xué)后教”模式，先 讓學(xué)生自主探究

16、新內(nèi)容，再針對學(xué)生在探究中遇到 的難題進行解答。這不僅可以培養(yǎng)學(xué)生的動手操作 能力，也可以調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，符合STEM教 育理念。第三，教師要深入理解STEM教育理念，把 握STEM教育特點，不拘泥于教學(xué)活動的固定環(huán)節(jié), 根據(jù)學(xué)生的實際情況，合理科學(xué)地設(shè)置教學(xué)環(huán)節(jié),巧 妙地將STEM教育理念滲透在教學(xué)活動中。第四， 學(xué)?？蓪TEM教育理念融入學(xué)校的環(huán)境創(chuàng)設(shè)，如 班級黑板報、學(xué)校外圍墻的圖畫等，讓STEM教育理 念在潛移默化中對學(xué)生產(chǎn)生深刻影響$（六）采用多元化的STEM課程評價方式在日常教學(xué)中，多元化的教學(xué)評價不僅可以為 學(xué)生提供學(xué)習(xí)動力，還可以促進教師自身的發(fā)展。 第一，教師可以采用學(xué)生自評的方式，以此鍛煉學(xué)生 的語言表達能力，激發(fā)學(xué)生參與活動的自主意識。 第二，教師可以采用小組互評的方式，以此提高學(xué)生 的評價意識，并促使學(xué)生在客觀評價他人的同時進 行自省。第三，教師可以為每名學(xué)生制作檔案袋，用 以保存學(xué)生完成的作品、反思記錄等。檔案袋不僅 可保存學(xué)生作品，還為教師評價學(xué)生提供了多