STEM教育促進(jìn)小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)變革的探討

1、STEM教育促進(jìn)小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)變革的探討 摘要：隨著教育制度的不斷改革，STEM教育理念在小學(xué)科學(xué)課堂中逐漸被廣泛應(yīng)用，小學(xué)科學(xué)教學(xué)中在運(yùn)用STEM教育理念時應(yīng)注意在教學(xué)策略上不斷完善。本文通過對我國小學(xué)科學(xué)教學(xué)中存在的幾點(diǎn)問題分析，同時簡要介紹了STEM教育的內(nèi)涵，從而根據(jù)存在的問題探討了幾種STEM教育在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用策略，以期讓STEM教育理念在我國小學(xué)科學(xué)教學(xué)中充分發(fā)揮其作用。 關(guān)鍵詞：STEM教育,小學(xué)科學(xué),教學(xué)變革 一、我國小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)中存在的問題 （一）課堂氛圍過于沉悶 一個良好的課堂氛圍能夠有效的激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，小學(xué)科學(xué)課程開設(shè)后并沒有得到學(xué)校、老師、家長以及學(xué)

2、生的重視，大多小學(xué)教師都是身兼數(shù)職，所以在教學(xué)方法上并沒有下功夫鉆研。小學(xué)階段科學(xué)學(xué)科因?yàn)椴灰蟪煽?，所以也沒有引起學(xué)生的重視?；谝陨显?，小學(xué)科學(xué)課教學(xué)表現(xiàn)為：(1)課堂內(nèi)容枯燥無味、流于表面。(2)課堂紀(jì)律散漫無序。(3)學(xué)生在課堂上表現(xiàn)倦怠、無所事事。 （二）沒能將科學(xué)與其他科目的教學(xué)內(nèi)容相結(jié)合 小學(xué)科學(xué)課程內(nèi)容以學(xué)生能夠感知的物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)、地球與宇宙科學(xué)、技術(shù)與工程中的一些比較直觀、學(xué)生有興趣參與學(xué)習(xí)的重要內(nèi)容為載體，重在培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)的興趣、正確的思維方式和學(xué)習(xí)習(xí)慣。由此可見，小學(xué)科學(xué)學(xué)科是一門綜合性學(xué)科，小學(xué)科學(xué)課程糅合了化學(xué)、物理、生物以及地理等多種學(xué)科的內(nèi)容。另外，小學(xué)

3、教育為基礎(chǔ)教育階段，每門學(xué)科都不是獨(dú)立存在的，而是互相緊密相連的。但是就目前我國大部分小學(xué)科學(xué)教學(xué)來看，幾乎沒有將科學(xué)學(xué)科與其他學(xué)科相融合的現(xiàn)象。這種傳統(tǒng)的、單一的教學(xué)方法將必然導(dǎo)致小學(xué)科學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容過于單一、形式過于落后、教學(xué)效果差等后果，不僅不能夠讓學(xué)生充分地了解科學(xué)的內(nèi)涵，更是嚴(yán)重打擊了小學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。 （三）評價機(jī)制過于單一 現(xiàn)在的小學(xué)科學(xué)評價還是以知識點(diǎn)的書面考查為主，這就導(dǎo)致課堂中還主要是講解教材的基礎(chǔ)知識，對于延伸的內(nèi)容以及更加豐富的實(shí)踐都沒有更好的展現(xiàn)，在小學(xué)科學(xué)課堂中看到的仍是以畫書為重點(diǎn)的傳統(tǒng)教學(xué)方法，嚴(yán)重影響學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的有效鍛煉，偏離小學(xué)科學(xué)課程目標(biāo)。 二、STEM

4、教育與小學(xué)科學(xué)教學(xué)相融合 （一）什么是STEM教育 STEM教育包含了科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)教育?？茖W(xué)是發(fā)現(xiàn)、解釋自然世界背后的規(guī)律，技術(shù)是改造事物的經(jīng)驗(yàn)、技巧等方法，工程是應(yīng)用科學(xué)、數(shù)學(xué)、技術(shù)作為手段實(shí)現(xiàn)高效、可靠且對人類有用的東西，數(shù)學(xué)是描述世界的精確語言和解決問題的工具。當(dāng)然STEM教育并不是上述四項內(nèi)容的簡單組合，而是一種教學(xué)理念，在這種教學(xué)理念下將這些內(nèi)容有機(jī)的融合在一起，注重學(xué)生、注重學(xué)習(xí)過程、注重培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)探究能力和解決復(fù)雜問題的能力。 （二）STEM教育與小學(xué)科學(xué)教學(xué)相融合的可能性 STEM教育旨在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，注重培養(yǎng)學(xué)生對生活和世界的好奇心和探究精神，注重培養(yǎng)學(xué)生

5、利用所學(xué)工程學(xué)及數(shù)學(xué)原理構(gòu)建模型解決問題的能力。這正好與小學(xué)科學(xué)課程的教學(xué)目標(biāo)契合。小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)提出，小學(xué)科學(xué)課程的學(xué)習(xí)方式是多樣的，倡導(dǎo)以探究式學(xué)習(xí)為主的多樣化學(xué)習(xí)方式，倡導(dǎo)跨學(xué)科學(xué)習(xí)方式，推進(jìn)STEM教育和應(yīng)用STEM教育理念進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐。目前小學(xué)科學(xué)課程傳統(tǒng)的教學(xué)模式亟需改革，發(fā)展STEM教育、與STEM教育相融合是現(xiàn)階段小學(xué)科學(xué)課程教學(xué)實(shí)施的方向。教師培訓(xùn)和高學(xué)歷專職教師力量的注入也使得STEM教育與小學(xué)科學(xué)教學(xué)相融合成為可能。 三、STEM教育在小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)中的實(shí)施辦法 （一）注重實(shí)踐研究提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣 在傳統(tǒng)的小學(xué)科學(xué)課堂中，主要偏向于對理論知識的講解，這種教學(xué)結(jié)構(gòu)對于小

6、學(xué)生來說是比較枯燥乏味的，很難激起小學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣。在STEM教育的融入下小學(xué)科學(xué)課堂在教學(xué)結(jié)構(gòu)上發(fā)生了很大的轉(zhuǎn)變由原來的注重科學(xué)理論知識教學(xué)轉(zhuǎn)變成理論知識與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)結(jié)構(gòu)。增加了探究性和應(yīng)用性實(shí)踐的操作，不僅讓學(xué)生能深度理解理論基礎(chǔ)知識，同時也能夠激發(fā)學(xué)生對學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣和積極性。STEM教育的融入一方面加強(qiáng)學(xué)生對于科學(xué)知識的掌握，另一方面也提升學(xué)生對于所學(xué)知識的實(shí)際應(yīng)用能力。 提高學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣應(yīng)該從身邊有趣的現(xiàn)象入手，從學(xué)生的視角出發(fā)提出問題進(jìn)行實(shí)踐探究入手?；赟TEM教育的實(shí)踐活動會在教師的帶領(lǐng)下展開熱烈的討論-提出問題-進(jìn)行設(shè)想-研究方案-探究實(shí)踐-總結(jié)經(jīng)驗(yàn)結(jié)論-進(jìn)行

7、應(yīng)用的過程。對學(xué)生而言，這種學(xué)習(xí)狀態(tài)相比傳統(tǒng)的單科教育更為有趣，學(xué)生在濃厚的學(xué)習(xí)氣氛和有趣的模式下更加積極交流、積極發(fā)言。整個過程更能體現(xiàn)學(xué)生主體，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的效率和參與度，讓學(xué)生們學(xué)會學(xué)習(xí)、學(xué)會思考，促進(jìn)了學(xué)生素質(zhì)的不斷發(fā)展。例如在航海家的發(fā)現(xiàn)這一課題的探究中，(1)流程設(shè)計：通過古代傳說來了解古人探索地球的方法，討論尋求證據(jù)支持，激發(fā)學(xué)生興趣，理順探究思路，為學(xué)生探究問題提供方法。(2)確定問題：在古代科技不發(fā)達(dá)的狀況下，如何通過現(xiàn)象證據(jù)推測地球的形狀。學(xué)生分組討論。(3)數(shù)學(xué)滲透：通過生活實(shí)踐總結(jié)常見的幾種幾何體通常會留下什么樣的影子。(4)實(shí)驗(yàn)設(shè)計：準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)需要用到的道具，包括各種幾

8、何體、模擬太陽光的手電筒、成像屏等，設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案。(5)實(shí)驗(yàn)評估：各小組間進(jìn)行方案交流，老師給予正確的引導(dǎo)，從技術(shù)和工程方面探討，保證接下來的實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行。(6)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：組內(nèi)成員根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行人員分配，按步驟完成實(shí)驗(yàn)。(7)結(jié)果分析：利用數(shù)學(xué)工具通過對實(shí)驗(yàn)得出的多組數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析。(8)經(jīng)驗(yàn)分享：各組之間進(jìn)行試驗(yàn)后的經(jīng)驗(yàn)分享和總結(jié)，并作出自我評價和相互評價，從而發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中的不足并找到解決方案。通過這樣的實(shí)驗(yàn)設(shè)計可以讓學(xué)生積極參與到課堂中，在有計劃、有步驟的實(shí)驗(yàn)設(shè)計和完善中不斷地發(fā)現(xiàn)和感知，培養(yǎng)學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣。 （二）借助學(xué)科融合培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng) STEM的教育理念比較具有綜合性，尤其

9、是各個學(xué)科的融會貫通，這一點(diǎn)在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用能夠幫助小學(xué)生掌握各學(xué)科之間的連貫關(guān)系，提高小學(xué)生的綜合素質(zhì)。在傳統(tǒng)的教育理念中比較側(cè)重各科單獨(dú)教學(xué)，雖然在成績上也比較顯著，但卻不能讓學(xué)生掌握各科知識綜合運(yùn)用的技能，不利于培養(yǎng)學(xué)生解決綜合性問題的能力。STEM教育理念的融入就很好地解決了這一問題，它能夠幫助學(xué)生從多個角度多個層面去鍛煉思維能力，從而更好地解決實(shí)際問題。例如在空氣占據(jù)空間這個課題研究中，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)設(shè)計中通過自己的猜想以及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證最后得出了正確的結(jié)論，空氣確實(shí)占據(jù)空間，那么接下來可以做一個引申的思考：空氣占據(jù)多大的空間呢？通過給學(xué)生提供可測量的道具讓他們分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計，并通過實(shí)

10、驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，有的學(xué)生將一瓶子水倒入長方體容器中，通過計算長方體中水的體積從而得出一瓶子空氣占據(jù)多大空間。這就充分地將科學(xué)的教學(xué)與數(shù)學(xué)知識緊密相連，豐富了小學(xué)科學(xué)課堂的教學(xué)內(nèi)容，同時也能夠促進(jìn)小學(xué)生對于各個科目內(nèi)容的靈活運(yùn)用，能夠把所學(xué)到的各科知識相結(jié)合去解決實(shí)際應(yīng)用上的問題。再比如在學(xué)探究尺子的高音變化這一節(jié)課程的時候，實(shí)驗(yàn)設(shè)計將尺子固定在課桌上，通過調(diào)整尺子露在課桌外的長度，撥動尺子使尺子發(fā)出不同的聲音。這里可以讓學(xué)生結(jié)合音樂課上的音調(diào)，研究尺子分別露出多長時能夠與音樂課上的不同音調(diào)最相似，可以讓學(xué)生多次試驗(yàn)整理數(shù)據(jù)，得出最科學(xué)的結(jié)論后，利用尺子做出自己喜歡的曲子。 （三）完善的評價體系促進(jìn)培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng) STEM教育架構(gòu)注重培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)，需要教師拓寬視野，不再受本學(xué)科內(nèi)部知識和能力的局限。應(yīng)該從更高的角度和層次上審視各個學(xué)科之間的內(nèi)在聯(lián)系，從多方面、多維度評價學(xué)生，建立完善的評價體系。評價體系的改革基于從注重評價結(jié)果轉(zhuǎn)變?yōu)樽⒅卦u價過程，從評價知識所得轉(zhuǎn)變?yōu)樵u價參與能力，從評價教師