浅谈STEM教育理念在小学科学教学中的实践

卢毅

摘  要：在小学科学教学中，运用STEM教育理念能够使学生积极动脑思考，发挥学习主动性，在动手操作中培养探究能力，在分享活动中体验学习科学的乐趣。文章结合科学课堂教学实践，阐释了如何运用STEM教育理念提高学生的科学素养。

关键词：STEM教育;小学科学;教学实践

STEM是科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、数学（Mathematics）四门学科英文首字母的缩写，但STEM教育并不是指这四门学科的简单组合，而是将它们中的许多要素有效融合成一个整体，以解决真实问题为学习任务驱动，在实践活动中获取知识，培养学生解决问题的能力和创新能力。在小学科学教学中STEM教育的运用比较普遍，让学生在真实的情境问题中思考解决方案，在探究过程中优化思维，在评价总结中得到思维的提升。可见，指导学生经历STEM教育的学习过程可以更好地培养学生的科学素养。笔者以青岛版《义务教育教科书·科学》三年级下册第五单元“浮和沉”一课为例，探讨STEM教育理念在小学科学教学中的具体实践。

一、聚焦问题，拟定方案

科学课上借助动画片的导入，架起生活与科学之间的桥梁，体现出STEM教育的情境性，让学生感悟“科学即生活”的道理，然后引出问题，通过小组合作的学习方式集体拟定实验方案，在学习任务的驱动中培养学生的自主学习能力。

例如，在教学“浮和沉”一课时，笔者在上课伊始播放了动画片《乌鸦喝水》，让学生猜测“乌鸦为什么能喝到水”。随后，学生联系生活实际展开了交流，总结出主要原因：因为石子很重，能够沉在水底，使水面上升。笔者顺势提出学习任务：假如你就是这只聪明的乌鸦，还能想到把什么放到水里让自己喝到水呢？学生通过观看动画片知道物体沉在水底，能够使水面上升的知识，推测出如果物体浮在水面上，水面就无法上升。因此，要完成这个任务就需要知道哪些材料会沉入水底，哪些材料会浮在水面。笔者将学生分成六个工程小组，每名學生都是一名工程师，需要制订项目实验方案。笔者提示学生：可以收集哪些物品进行实验？并引导学生深入思考：作为一名工程师，应该怎样把实验方案条理化，使人看了一目了然，便于开展实验。学生立刻想到了使用表格列举的方式，然后小组合作设计了一张表格，将表格分成两栏，分别填入“材料名称”和“实验结果”。笔者与学生讨论：实验材料在生活中常见吗？你能预测这些物品在水中的沉浮情况吗？学生经过交流，在表格中又增添了“预测”一栏。

在拟定实验方案的过程中，模拟工程师的角色调动了学生的学习积极性。学生根据任务需求，自行设计学习方案，在交流中进行合作、探讨，逐步掌握了工程思维，使学习任务既基于教材但又不拘泥于教材，为发展学生的科学思维与创新能力打下良好基础。

二、实验操作，验证预测

基于学生拟定的实验方案，笔者让学生通过STEM活动，在细致的观察中用科学的思维了解事物的物理性质，并将实验结果与自己的预测对应起来，检验自己的预测是否正确，从多角度剖析问题，解决问题。

例如，各个工程组在完成“浮和沉”的实验方案设计以后，需要根据实验步骤分步进行实践操作。学生收集到的实验物品主要是积木、塑料尺、铅笔、橡皮、铅笔刀、硬币、吸铁石、纸等。笔者在实验之前先让学生明确实验物品都是用什么材料做成的，把这些材料分别标上编号，便于实验以后进行记录和整理。学生在实验的过程中，观察到有些物品都是沉入水底的，有些物品是浮在水面上的，还有些物品先是浮在水面上，待其全部浸湿以后就又沉入水底。各小组把实验结果一一填入表格，最后对照自己的预测情况看看两者是否一致。学生如果发现有自己解决不了问题，就提出来集体讨论解决。

实验操作是学生进行探究活动的重要环节，学生像工程师一样亲历实验物品的检测过程，以实验结果为依据，借助表格真实地记录实验现象，使实验总结有据可循，形成严谨、认真的科学态度。

三、分享展示，反思提升

运用STEM教育理念，教师除了需要引导学生进行自主探究，还要提升学生展示项目成果的能力。学生展示自己的实验成果，与同伴共同分享学习经验，教师则从发展学生思维的角度用激励性的语言评价学生的进步，让学生在反思中不断提升自己的科学素养。

例如，在展示“浮和沉”学习成果时，笔者可以先让学生分小组介绍实验过程、结果，以及取得的成果与预测是否一致等，还可以介绍自己小组在实验活动中的一些有趣经历，分享学习心得。其他小组则对发言学生的语言表述、实验操作过程、得出结论等方面进行恰当的评价，如对实验材料的收集是否合理进行点评等。笔者还组织学生根据其他学生的评价进行自评，找出自己在实验中存在的不足，反思自己在团队合作中的表现，具体谈谈自己在活动中的收获。同时，笔者也对学生在整堂课中表现出来的对科学知识的理解、操作水平、处理信息的能力进行点评，促使学生取得进步。

课堂上让学生展示学习成果并进行分享，在他人的评价中及时做出评价与反思。学生就如同一位真正的工程师在评价自己的工程质量，能够享受到任务完成的喜悦。

在小学科学教学中应用STEM教育理念，不但丰富了教学情境，激发了学生学习科学的热情，而且使学生在科学实践中培养了设计能力、动手能力和思维能力，获得了学习的动力。因此，教师在教学时要融合STEM教育理念，构建出精彩纷呈的科学课堂，不断提高学生的科学素养。

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