小學(xué)科學(xué)課程STEM單元整合實(shí)施的研究

小學(xué)科學(xué)課程STEM單元整合實(shí)施的研究摘要

本研究旨在探究小學(xué)科學(xué)課程中STEM單元整合實(shí)施的可行性及效果。通過文獻(xiàn)資料的搜集、學(xué)科專家的訪談以及實(shí)際案例的觀察與分析，發(fā)現(xiàn)STEM單元整合實(shí)施有助于提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、激發(fā)創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力，同時也有利于跨學(xué)科知識的融合和應(yīng)用，促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)的全面發(fā)展。針對這一問題，研究者提出了相關(guān)的課程設(shè)計(jì)及教學(xué)策略，并進(jìn)行了實(shí)踐驗(yàn)證，結(jié)果表明，在經(jīng)過一定時間的實(shí)踐和培養(yǎng)后，學(xué)生們不僅在STEM領(lǐng)域取得了相應(yīng)的成就，而且他們的學(xué)習(xí)態(tài)度和能力也得到了顯著的提升。

關(guān)鍵詞：小學(xué)科學(xué)課程；STEM；單元整合實(shí)施；教學(xué)策略；學(xué)習(xí)興趣

一、緒論

STEM是Science（科學(xué)）、Technology（技術(shù)）、Engineering（工程）和Mathematics（數(shù)學(xué)）四個單詞的首字母縮寫，譯為“科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)”。它強(qiáng)調(diào)在工程應(yīng)用的背景下，應(yīng)當(dāng)融合科學(xué)、技術(shù)和數(shù)學(xué)學(xué)科知識進(jìn)行學(xué)習(xí)和研究。STEM教育旨在培養(yǎng)學(xué)生的好奇心、探究心和創(chuàng)新精神，使他們具備更全面的思維能力、解決問題的能力和實(shí)踐能力。STEM課程在美國已經(jīng)得到廣泛的開展，而作為STEM教育的重要基礎(chǔ)科目之一，小學(xué)科學(xué)課程在STEM教育中也具有不可忽視的地位。

STEM教育與小學(xué)科學(xué)課程的結(jié)合，不僅有利于文化、歷史、社會等各個學(xué)科知識與STEM領(lǐng)域的融合，也為學(xué)生提供了更多的個性化課程學(xué)習(xí)機(jī)會，滿足不同層次、不同學(xué)習(xí)興趣和能力的學(xué)生的不同需求。整合STEM教育與小學(xué)科學(xué)課程，不但能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力，而且有助于跨學(xué)科知識的融合和應(yīng)用，促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)的全面發(fā)展。因此，本研究旨在探究小學(xué)科學(xué)課程中STEM單元整合實(shí)施的可行性及其效果，并提出相應(yīng)的課程設(shè)計(jì)及教學(xué)策略。

二、相關(guān)理論與實(shí)踐

1.STEM教育的特點(diǎn)

STEM教育作為一種充滿活力的新興教育，具有一系列的獨(dú)特特點(diǎn)。首先，STEM教育注重跨學(xué)科融合，強(qiáng)調(diào)必須將各種學(xué)科知識進(jìn)行整合和交叉，以應(yīng)對不同領(lǐng)域的問題和挑戰(zhàn)。其次，STEM教育注重實(shí)踐能力培養(yǎng)，鼓勵學(xué)生將所學(xué)的理論知識與實(shí)踐技能結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)對真實(shí)世界的深入理解和改變。最后，STEM教育也強(qiáng)調(diào)解決問題能力的培養(yǎng)，鼓勵學(xué)生以更開放、有創(chuàng)造性和靈活的方式解決問題，尤其是那些真實(shí)、原型和復(fù)雜的問題。

2.STEM教育與小學(xué)科學(xué)課程的整合

STEM教育與小學(xué)科學(xué)課程的整合，一方面可以豐富小學(xué)科學(xué)課程內(nèi)容，提高教與學(xué)的質(zhì)量和效果；另一方面更能夠培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力，有利于學(xué)生自主探究和解決問題能力的提高。例如，在數(shù)學(xué)課程中涉及到的幾何、整數(shù)和代數(shù)等知識，能夠與自然科學(xué)領(lǐng)域中的生態(tài)環(huán)境、天文地理和化學(xué)生態(tài)等知識進(jìn)行對接和整合，從而實(shí)現(xiàn)各學(xué)科間的融合。在小學(xué)科學(xué)課程內(nèi)容中，也可以引入一些和科技融合的內(nèi)容，如機(jī)器人、飛行器等，使學(xué)生在學(xué)習(xí)科學(xué)知識的同時，也能加深對科技知識的理解與掌握。

3.STEM單元整合實(shí)施的優(yōu)勢

STEM單元整合實(shí)施是指將各個學(xué)科領(lǐng)域的知識與技能整合，以解決真實(shí)世界的問題或開展社會實(shí)踐活動的過程。它將來自不同來源的知識領(lǐng)域交叉融合起來，引導(dǎo)學(xué)生將知識與技能相互關(guān)聯(lián)，從而培養(yǎng)具有跨學(xué)科思維和跨學(xué)科能力的高素質(zhì)人才。整合實(shí)施的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。通過將各種學(xué)科領(lǐng)域的知識進(jìn)行整合，能夠理清知識的脈絡(luò)和邏輯，使學(xué)生的學(xué)習(xí)變得更加有趣和有意義。

（2）有助于提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。通過STEM單元整合實(shí)施，學(xué)生需要在整合的過程中思考如何將各種學(xué)科中的知識與技能進(jìn)行整合，這將激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力。

（3）有助于提高學(xué)生的跨學(xué)科認(rèn)知能力。通過STEM單元整合實(shí)施，學(xué)生能夠掌握各學(xué)科領(lǐng)域中的基本知識和技能，包括生物、物理、化學(xué)、地理等學(xué)科領(lǐng)域，從而使學(xué)生對全球變化等復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)問題有更為深入的認(rèn)知。

三、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)踐過程

1.實(shí)驗(yàn)對象

實(shí)驗(yàn)對象為小學(xué)三年級學(xué)生，采用同臺課堂形式，課程時長為每次40分鐘，共計(jì)12次課程。

2.教學(xué)內(nèi)容

本課程主要以STEM單元整合實(shí)踐項(xiàng)目為核心，涵蓋了生命科學(xué)、物理科學(xué)、化學(xué)科學(xué)、地理科學(xué)等多個學(xué)科領(lǐng)域，涉及到天文學(xué)、微生物學(xué)、環(huán)境保護(hù)、物理學(xué)與科技、機(jī)器人與控制等方面的知識，并通過有趣的課程活動進(jìn)行教授。

3.教學(xué)方法與策略

本課程采用主題式教學(xué)法，通過小組協(xié)作以及多元的教學(xué)方法，如講解、實(shí)驗(yàn)探究、辯論交流、問答互動等方式來激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，激發(fā)他們的好奇心和創(chuàng)新精神。

四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

經(jīng)過實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，學(xué)生們在STEM領(lǐng)域中的理論知識和實(shí)際技能水平上均有不同程度的提升。同時，學(xué)生們在實(shí)驗(yàn)中積極探索和合作，使他們的團(tuán)隊(duì)合作能力和創(chuàng)新能力得以不斷提升。此外，學(xué)生們的學(xué)習(xí)態(tài)度和自信程度也明顯得到了提升。

五、結(jié)論與建議

本研究旨在探究小學(xué)科學(xué)課程中STEM單元整合實(shí)施的可行性及效果。研究結(jié)果表明，經(jīng)過一定時間的實(shí)踐和培養(yǎng)，學(xué)生們不僅在STEM領(lǐng)域取得了相應(yīng)的成就，而且他們的學(xué)習(xí)態(tài)度和能力也得到了顯著的提升。因此，建議在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中更多地引入STEM教育的理念和方法，并加強(qiáng)跨學(xué)科知識的融合和交叉，通過STEM單元整合實(shí)踐項(xiàng)目等方式，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力。同時，教育者還應(yīng)注意在實(shí)踐過程中合理使用互動技術(shù)和引導(dǎo)策略，以提高整合實(shí)踐教學(xué)的效果。

關(guān)鍵詞：小學(xué)科學(xué)課程；STEM；單元整合實(shí)施；教學(xué)策略；學(xué)習(xí)興這樣的STEM單元整合實(shí)施教學(xué)模式不僅豐富了小學(xué)科學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容，還培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。但同樣需要注意的是，教育者們需要具有足夠的跨學(xué)科知識和技能，以便選擇和整合不同的科學(xué)學(xué)科，同時需要特別關(guān)注學(xué)生們對STEM學(xué)習(xí)的理解和理念的認(rèn)知，以及如何激發(fā)他們主動學(xué)習(xí)和探究科學(xué)的熱情，尤其是對于那些在STEM領(lǐng)域中表現(xiàn)一般或較差的學(xué)生。此外，學(xué)校和教育者還應(yīng)關(guān)注教育資源的配置和公平性，以確保學(xué)生們能夠平等地獲得STEM教育的機(jī)會和展示自己的平臺?？傊琒TEM單元整合實(shí)施的教學(xué)模式是一個可行的教學(xué)模式，并有望為小學(xué)科學(xué)教育提供多元化、深度和創(chuàng)新性的課程內(nèi)容和教學(xué)方法除了針對學(xué)生的STEM教育，還需要考慮教育者的專業(yè)發(fā)展和支持。STEM教育需要更多的教育資源和教學(xué)工具，如實(shí)驗(yàn)設(shè)備、軟件、教師教育和培訓(xùn)方案等。而且，跨學(xué)科的STEM教育需要教育者具備深入的學(xué)科知識和經(jīng)驗(yàn)，同時又能夠融合不同領(lǐng)域的知識和技能。因此，學(xué)校和政府需要提供更多的資源和機(jī)會來支持教育者的專業(yè)發(fā)展和教育改革。

除此之外，STEM教育的未來還需要更多的合作和伙伴關(guān)系，包括學(xué)校間的合作、行業(yè)與學(xué)?；蛘畽C(jī)構(gòu)的合作、并且需要教育者和學(xué)生們共同參與創(chuàng)新和探究。例如，與科技公司和創(chuàng)業(yè)公司合作，可以在教育和實(shí)踐中提供更多的機(jī)會和經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)社會和學(xué)生的創(chuàng)新和發(fā)展。政府部門可以提供一系列支持、資金和資源，以確保STEM教育的實(shí)施和推廣。

因此，STEM教育不僅是小學(xué)科學(xué)課程中必要的教育內(nèi)容，同時也是探索科學(xué)和技術(shù)的創(chuàng)新方式。STEM教育不僅鼓勵學(xué)生的學(xué)術(shù)表現(xiàn)和激發(fā)他們的探究精神，還可以為社會、經(jīng)濟(jì)和未來的可持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)STEM教育在未來的發(fā)展中，需要考慮到教育的可持續(xù)性和包容性?？沙掷m(xù)性指的是教育的長期有效性和適用性，而包容性則是指教育的平等性和多樣性。因?yàn)镾TEM教育通常需要較高的技能和資源，有些學(xué)生可能在這方面存在差距，如社會和經(jīng)濟(jì)條件、文化差異、性別差異等。為了確保所有學(xué)生都能受益于STEM教育，教育者和政策制定者需要考慮如何提高教育的可持續(xù)性和包容性。

在實(shí)踐中，可以采用一些方法來提高STEM教育的可持續(xù)性和包容性，例如：

1.通過數(shù)字化和在線教育來提高教育資源的可訪問性和使用性。數(shù)字化可以讓學(xué)生無論在哪里都可以進(jìn)行學(xué)習(xí)，同時可以便于教師進(jìn)行教學(xué)。在線教育也可以提供更多的教育資源，如在線實(shí)驗(yàn)等。

2.加強(qiáng)跨學(xué)科合作，促進(jìn)知識和技能的整合和共享?？鐚W(xué)科合作可以讓學(xué)生了解不同學(xué)科領(lǐng)域的知識和技能，同時學(xué)生也可以將自己的知識和技能融合到跨學(xué)科合作中。

3.充分利用社區(qū)資源和社會資本。社區(qū)資源可以包括企業(yè)、非盈利組織、當(dāng)?shù)卣?，他們可以為學(xué)生提供教育資源和機(jī)會，有利于STEM教育在社區(qū)中的實(shí)施和推廣。

4.關(guān)注平等和多樣性，充分考慮學(xué)生的文化和社會差異。學(xué)生的文化和社會差異可以影響他們在STEM教育中的參與度和興趣程度，因此需要考慮如何讓這些學(xué)生也能有機(jī)會受益于STEM教育。

總的來說，STEM教育在未來需要考慮到教育的可持續(xù)性和包容性，同時需要教育者和政策制定者共同努力。STEM教育可以為學(xué)生的個人發(fā)展和社