STEM教育理念下科学教学策略探微

徐小军

[摘 要]小学科学教学融入STEM教育理念，为教师的教学设计提供了更多选择，也为学生的学习创造了更多思考空间。在科学教学中，教师要整合教学资源，创建STEM教育理念的实施环境;优化教学设计，促进STEM教育理念的实施;强化教学训练，提升STEM教育理念的实践效度;注重教学实践，实现STEM教育理念的学科融合，有效拓展教与学的宽度和长度，为学生的学科认知发展提供动力。

[关键词]小学科学;STEM教育理念;教学策略

[中图分类号] G623.6[文献标识码] A[文章编号] 1007-9068（2019）24-0056-02

STEM是一种融合性教育理念，具有极为广泛的教育教学应用价值，能为学生的学习提供丰富的学习契机，深受科学教师的青睐。因此，科学教师要有整合、优化、强化、实践等教学意识，对教学内容、教学形式、教学训练等方面展开优化处理，提升科学教学的有效性。

一、整合教学资源，创建STEM教育理念的实施环境

科学教学的内容极为丰富，教师要打破学科界限，科学整合教学内容，利用多种教学手段创设适宜的学习情境，赢得课堂教学的主动权。

1.明确概念，思想渗透

STEM是科学、技术、工程、艺术、数学五个英语单词的缩写，将这些单词代表的学科进行融合性研究，打破了学科界限，能够带来更多的结合契机，如技术和工程的結合、艺术和数学的结合、科学和工程的结合等，为学生思维的启动和拓宽提供更多可能。STEM教育理念与科学教学契合性高，其应用价值不容忽视。在教学资源整合、教学程序设计、教学训练投放、教学效果评价等方面，教师都需要其他学科的支持，以开阔学生的学习视野，培养学生的学科综合能力。

2.创设情境，激活思维

整合学科教学资源，创设适宜的教学情境，可以成功调动学生学习科学的主动性。科学知识具有融合性和延伸性，涉及自然、艺术、数学、技术等领域，教师在整合教学资源时要有借鉴意识，对教学资源进行更广泛的收集和整合处理，为学生提供更多学习感知的机会，启发学生学习思维。在创设课堂教学情境时，教师不妨借助多种媒体手段，融入更多的信息，给学生的学习造成更大的冲击，以提升学生的学习品质。如多媒体展示、实物展示、实验操作、实地观察、生活案例展示、数据分析等，都能够使学生形成丰富的学习主动力。

创设适宜的教学情境，能激发学生的学习探索热情，所以教师要对教学情境的创设方法进行筛选，以体现STEM教育理念。如教学苏教版四年级上册《空气中有什么》时，教师在课堂上点燃了一根蜡烛，然后用杯子罩住蜡烛，结果燃烧的蜡烛快速熄灭了。教师提出问题：“为什么罩上杯子的蜡烛会熄灭？”学生讨论热烈，有的说“杯子罩住蜡烛，就隔绝了蜡烛和空气的接触，蜡烛在缺氧的情况下熄灭，这说明空气中有氧气”;也有的说“蜡烛燃烧的确需要氧气，但不是所有的燃烧都要靠氧气助燃，其实空气中还有很多物质，它们也可以助燃”。

这里，教师为学生设计小实验，学生看得真切，很快就做出准确判断，这说明学生有一定的生活认知积累。在这个实验操作中，教师借助技术、自然、社会等常识进行展示，体现了学科融合的意识。

二、优化教学设计，促进STEM教育理念的实施

STEM教育理念为科学教学带来更多的选择，因此教师要对科学教学设计展开全面的升级处理，精选教学内容，简化教学程序，调动学生的学习主动性。

1.明确目标，简化教程

制定科学教学的目标时，教师要进行教学调查，对教材进行深度解读，对学生的学科基础进行深入分析，以便为学生规划清晰的学习路线，设定切实可行的学习目标。教学目标的制定要凸显三维性，还要注意多重学科的横向联系，从知识传授、方法优化、情感提升等角度展开操作，为学生的学习创造条件。设计科学教程时，教师要有创新意识，对教学程序进行筛选优化，尽量减少教学环节，注重学生实践能力的培养，以提升学生的学习效率。

2.精选内容，理清思路

小学科学教材的内容比较丰富，教师要有取舍意识，对教学内容进行筛选和组合，并结合其他学科内容，展开多元对接。学生生活认知经验的积累，无疑是重要的学习内容来源，教师要精心选择，以启动学生的学习思维。同时，科学学科与艺术、数学、技术、工程等学科有很多的接轨点，所以教师在选择教学内容时要有观照整合意识，为学生提供价值更高的学习内容，以培养学生的学科能力。

如教学《热的传递》时，教师为学生设计了展示实验：“这里有一片铁块，上面涂有一层蜡，我们用酒精灯给铁块的一端加热，这铁块上的蜡会全部融化吗？”学生有的说会全部融化，有的说不会全部融化。教师开始加热，随着时间的推移，铁块上的蜡全部融化了。教师在此基础上讲解热在固体上的传递途径，即从温度较高的部分向四周温度低的部分传递。为进一步解读热的传递途径，教师让学生自行设计液体中的热传递实验。学生经过思考，很快给出多种设计方案。如有的学生建议用一支试管装满水，给试管一端加热，看试管的水如何运动及水温会不会同步增高。也有的学生用一个烧杯装满水，在水里放上一些红色颜料，然后对准烧杯的底部加热，看烧杯内的水如何循环运动，最后检测烧杯中的水温。

这里，教师先为学生做演示实验，对固体的热传递途径进行解释，然后让学生自行设计一个热传递实验，了解液体中的热传递情况，这个带有创造性的任务给学生带来了触动。为完成这个实验，学生要借助工程、技术、数学等多种学科知识，体现了STEM教育理念的应用性。

三、强化教学训练，提升STEM教育理念的实践效度

科学训练注重实践性，教师让学生结合生活认知基础展开多种操作，学生的学习成长更为明显，STEM教育理念也能够得到有效落实。

1.创新形式，凸显主体

科学课堂的训练形式丰富，教师要针对学生的学习实际做出科学选择。STEM教育理念强调学科融合和学习实践，因此教师要从融合和实践等角度展开考量，为学生提供更多的训练机会。如生活实验、社会调查、信息收集、课堂辩论、手工制作等都属于科学学科训练形式，教师要针对教学内容和学生的接受实际进行选择，特别是要观照教学条件和学生学习环境进行训练设计与创新，这样才能有效提升训练效果。随着信息技术的不断发展，科学和技术学科的联系更为密切，教师不妨借助信息技术手段展开训练设计，这样学生的接受度更高。

2.贴近生活，升级合作

合作学习是新课程改革的重要产物，不管什么学科，也不论什么內容，教师都喜欢让学生展开集体讨论，导致小组讨论几乎成为合作学习的代名词，但是因为合作形式单一，学生很容易产生厌倦感。因此，教师要有创新意识，对合作学习形式进行升级处理。如小组对话、课堂辩论、小组实验、采访调查、课堂展示等，都能够为学生提供合作学习的契机，学生对这些合作学习形式有更多期待，其合作操作效果也会更好。

如教学《怎样搭配食物》时，教师引导学生深入钻研教材，认识“食物金字塔”，并对“食物金字塔”进行研究，掌握食物搭配原则，然后让学生设计食谱，模拟配餐：仔细分析自己的食物搭配，看有哪些不合理的地方，应该怎样改进;根据自己的实际情况设计一天的食谱，并在小组内讨论。学生依据教师的布设任务展开学习活动，课堂内研究气氛浓厚，经过一番操作，都能顺利完成学习任务。

这里，教师让学生展开生活调查，这是生活社会学内容;对调查内容进行综合分析，这是数学学科内容;自行设计食谱，这是工程学内容，也是食品养生学内容……学生在多种学科内容融合中建立学习认知，这无疑属于STEM教育理念的具体体现。

四、注重教学实践，实现STEM教育理念的学科融合

加强学科联系，建立校园社团组织，能够形成崭新的学习局面，为学生的学习成长创造良好的条件，开阔学生的学习视野。

1.建立社团，丰富活动

科学教学具有综合性、开放性的特点，非常适合成立一些课外兴趣小组。教师可发动学生建立校园社团，如水彩兴趣小组、合唱社团、自然科考小组、鼓乐兴趣小组等，吸引更多的学生参与进来，营造良好的学习气氛。教师要对这些社团组织进行专业指导，培养更多的学习骨干，确保这些团队正常运作。学生的兴趣爱好呈现个性化特征，很多学生的爱好与科学学科高度契合，这为兴趣小组的形成提供了帮助。

2.学科融合，形塑能力

STEM教育理念要求学科融合，如果教师能够有意识地进行科学学科与其他学科融合的设计和调度，就可以引导学生实现学习认知的横向迁移。学生在做科学实验时要运用技术手段进行操作，也需要运用数学思想规划和构思;在进行生活调查时，学生需要掌握工程规划方法，建立调查框架体系，确保调查顺利推进;处理调查数据时，需要运用数学和信息技术进行操作。

学科融合是科学学习的重要特征，教师在具体操作时，要对学生的学习基础有所观照。如教学《声音的传播》时，教师为学生布设了多项探索实验：“声音在空气中如何传播？声音在固体中如何传播？声音在液体中如何传播？请通过具体实验加以证明。设计实验时要将实验过程、实验步骤、实验结果、实验材料等内容写清楚，形成完整的实验报告。”学生拿到这个学习任务后，都积极展开思考和讨论，并通过实际操作获得了丰富的实验成果，对声音的传播途径有了全新的认知：“我们交谈时是在空气中进行的，这说明空气是可以传播声音的。我们将耳朵贴近桌面，敲击桌子的另一端，马上就能够听到声音，这说明固体也是可以传播声音的。用一个水盆装满水，在水中敲击两块石子，将耳朵贴近水盆，我们也能听到声音，这说明液体也是可以传播声音的。”……

这里，教师为学生布设探索实验，实验需要用到其他学科的知识，如自然、物理、技术等，对学生形成思维冲击，使学生在具体操作中动脑、动手。

总之，在科学教学设计中引入STEM教育理念，符合现代教育教学形势发展的需要，符合学生学习成长的实际诉求，教师为学生做出科学引导，能够成功调动学生学习科学的主观意识，建立科学完善的学习认知体系。科学学科本身对知识拓展、学科融合有主观追求，教师利用STEM教育理念对教学设计、教学引导、教学训练等方面展开创新实践，能够为学生提供丰富的学习实践机会。

（特约编辑 木 清）