小學(xué)科學(xué)教學(xué)與STEM教育理念的整合策略探析

STEM教育理念與小學(xué)科學(xué)教學(xué)的有機(jī)整合是大勢所趨，是學(xué)生成長為國家所需要的德智體美勞全方面發(fā)展人才的有效路徑，所以在教學(xué)活動中教師應(yīng)將二者的整合重視起來。想要將其進(jìn)行有機(jī)整合，就需教師對STEM教育理念及小學(xué)科學(xué)教學(xué)特點進(jìn)行深入研究，并結(jié)合學(xué)生的身心發(fā)展特點，選擇適當(dāng)?shù)姆椒ㄩ_展教學(xué)活動。一、STEM教育理念STEM教育理念是一種綜合教育，其中S代表的是科學(xué)，T代表的是技術(shù)，E代表的是工程，M代表的是數(shù)學(xué)。與其他教學(xué)方式、理念相比，其最大的特點在于打破了學(xué)科之間的壁壘，可以使學(xué)生在學(xué)習(xí)某一門課程的同時掌握其他知識，并形成良好的綜合能力，成為綜合性人才。鑒于其最早由美國政府提出、實踐，而我國教育改革起步較晚，所以即便素質(zhì)教育推行已久，且教育部門提倡教師采用STEM教育理念開展教學(xué)活動，我國在此方面也仍處于起步階段。就目前情況而言，教師已明確STEM教育理念的本質(zhì)，即培養(yǎng)學(xué)生的多元化技術(shù)能力水平，且嘗試基于此設(shè)計教學(xué)活動，通過給學(xué)生創(chuàng)造自己動手的機(jī)會、團(tuán)隊合作的機(jī)會，進(jìn)行知識學(xué)習(xí)、能力培養(yǎng)［1］。二、STEM教育理念在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用現(xiàn)狀鑒于科學(xué)教學(xué)是小學(xué)階段的重要科目，且其具有理論+實踐的特點，在科學(xué)教學(xué)中應(yīng)用STEM教育理念可取得意想不到的效果。因此，教育部門提倡教師在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中應(yīng)用STEM教育理念［2］。新課改明確提出，教學(xué)活動應(yīng)當(dāng)圍繞學(xué)生開展，應(yīng)使學(xué)生的主體地位在教學(xué)活動中發(fā)揮出來。在教學(xué)活動中，教師應(yīng)注重對學(xué)生的身心發(fā)展規(guī)律進(jìn)行探究，嘗試借助STEM教育理念推動教學(xué)改革，使學(xué)生對小學(xué)科學(xué)學(xué)習(xí)產(chǎn)生興趣，并使學(xué)生在學(xué)習(xí)知識的過程中形成良好的學(xué)習(xí)能力。但是，受各種因素的影響，教學(xué)效果與理想存在較大差異。例如，在教學(xué)活動中，教師雖然考慮到了學(xué)生的身心發(fā)展規(guī)律，但是未考慮到學(xué)生之間的差異，導(dǎo)致部分學(xué)生無法走進(jìn)科學(xué)世界，無法感知科學(xué)世界的魅力，無法對小學(xué)科學(xué)教學(xué)產(chǎn)生興趣。三、STEM教育理念在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的整合策略（一）知識與STEM教育理念的有機(jī)整合課堂教學(xué)的目標(biāo)之一就是將理論知識教授給學(xué)生，使學(xué)生在潛移默化中理解知識、掌握知識、內(nèi)化知識。所以在進(jìn)行STEM教育理念與小學(xué)科學(xué)教學(xué)的有機(jī)整合時，教師可將知識與STEM教育理念進(jìn)行整合，以幫助學(xué)生構(gòu)建知識體系，靈活應(yīng)用所學(xué)知識解決生活中遇到的問題［3］。例如，在教學(xué)《我們生活的世界》時，教師便需對小學(xué)科學(xué)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行深入挖掘。在學(xué)生對知識有了一定了解后，教師可以融合其他學(xué)科的知識并提出一些問題，實現(xiàn)知識的整體化學(xué)習(xí)、應(yīng)用，為學(xué)生的學(xué)習(xí)與發(fā)展提供保障。就這部分知識而言，其講述的是我們生活中的各種信息，而教材中的所有知識皆是由相關(guān)學(xué)者、專家根據(jù)生活中的某一現(xiàn)象總結(jié)而成，所以在教學(xué)活動中，教師可以根據(jù)這一特點融入其他學(xué)科的知識，使學(xué)生在潛移默化中構(gòu)建綜合化的知識體系，為其靈活運(yùn)用所學(xué)知識解決問題奠定良好基礎(chǔ)。在實際教學(xué)中，教師可以將多媒體技術(shù)利用起來，呈現(xiàn)一些生活中的具體畫面。之后，教師可以引導(dǎo)學(xué)生對畫面進(jìn)行觀察，從中獲取一定信息。由于學(xué)生的入手點不同，所以獲得信息也不同，此時教師便可在黑板上進(jìn)行總結(jié)，并提出問題引導(dǎo)學(xué)生思考這些答案是站在哪些角度得出的。這樣，學(xué)生才可在學(xué)習(xí)科學(xué)知識的同時發(fā)散思維，才可構(gòu)建綜合化的知識體系，為其靈活運(yùn)用這些知識解決問題奠定基礎(chǔ)。（二）通過實驗教學(xué)實現(xiàn)小學(xué)科學(xué)教學(xué)與STEM教育理念的有機(jī)整合上述提到，小學(xué)科學(xué)是一門理論知識+實驗的科目，而STEM教育理念旨在培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。在教學(xué)活動中，教師不妨讓學(xué)生通過動手操作進(jìn)行探究，在理解知識、掌握知識的同時提高多種學(xué)習(xí)能力，從而推動學(xué)生的學(xué)習(xí)與發(fā)展。但教師需注意，小學(xué)生好奇心較強(qiáng)，生活經(jīng)驗較少，在實驗活動中難免會遇到一些問題，所以想要提高教學(xué)活動的實效性，想要使學(xué)生成長為德智體美勞全方面發(fā)展的人才，教師就需在教學(xué)活動中進(jìn)行有效引導(dǎo)［4］。例如，在教學(xué)《種子萌發(fā)》內(nèi)容時，教師便可開展實驗教學(xué)，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中感知知識、體驗知識，使學(xué)生的綜合能力得到提升?！胺N子萌發(fā)”中涉及的內(nèi)容較多，且較為抽象，為了使學(xué)生加深對知識的印象，為了推動學(xué)生的綜合能力的培養(yǎng)，教學(xué)大綱中明確提出，教師需引導(dǎo)學(xué)生做科學(xué)實驗。而小學(xué)生存在好奇心強(qiáng)、自制力差的問題，在教學(xué)活動中很難長時間集中注意力。針對這一問題，教師可將情境創(chuàng)設(shè)法利用起來，使學(xué)生產(chǎn)生身臨其境的感覺。具體而言，教師可在課堂伊始將提前準(zhǔn)備好的實驗器材分發(fā)下去，包括但不限于：種子材料、顯微鏡。在看到這些實驗器材后，學(xué)生會產(chǎn)生好奇，迫切地想要知道教師給自己這些東西干什么。之后，教師可以將多媒體技術(shù)利用起來，呈現(xiàn)這樣一段視頻：慢羊羊村長說其他小羊被灰太狼抓走了，他們現(xiàn)在在天上，自己有一個寶貝種子，可以長得又高又壯，足以讓自己到天上救下其他小羊，但是寶貝種子需要在土里萌發(fā)，萌發(fā)條件較多，自己老了不記得了，所以需要同學(xué)們的幫忙。通過觀看這一視頻，學(xué)生可大致了解教師分發(fā)實驗器材的作用，并產(chǎn)生動手操作的興趣。之后，教師可以將課堂交由學(xué)生，讓學(xué)生進(jìn)行動手操作，并在操作過程中與他人進(jìn)行交流、溝通。（三）通過強(qiáng)調(diào)動手操作實現(xiàn)STEM教育理念與小學(xué)科學(xué)教學(xué)的有機(jī)整合在進(jìn)行STEM教育理念與小學(xué)科學(xué)教學(xué)有機(jī)整合時，教師需及時轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，采用新穎的教學(xué)方法開展教學(xué)活動。STEM教育理念是一種綜合教育，而動手操作有利于學(xué)生的綜合能力培養(yǎng)，所以在教學(xué)活動中教師可將動手操作真正地重視起來［5］。例如，在教學(xué)活動中，教師可以根據(jù)某一活動主題將STEM教育理念與小學(xué)科學(xué)教學(xué)進(jìn)行有機(jī)整合，使學(xué)生在學(xué)習(xí)科學(xué)知識的同時掌握其他學(xué)科的知識，形成綜合能力。在實際教學(xué)中，教師需給予學(xué)生鼓勵，使其對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行深入思考，客觀看待，使學(xué)生的質(zhì)疑能力得到培養(yǎng)；教師需解放學(xué)生的雙手，使學(xué)生參與到課外實踐活動中，通過課外實踐活動加深對知識的印象，形成良好的學(xué)習(xí)能力；教師需給予學(xué)生時間，讓學(xué)生進(jìn)行個性化學(xué)習(xí)，從而使學(xué)生形成個人興趣，為學(xué)生接下來的學(xué)習(xí)與發(fā)展提供保障。例如，在教學(xué)《水》的相關(guān)知識時，教師便可采用動手操作這一方法，實現(xiàn)小學(xué)科學(xué)教學(xué)與STEM教育理念的有機(jī)整合。例如，教師可以先對理論知識進(jìn)行教授，然后給學(xué)生布置這樣的作業(yè)：回家后準(zhǔn)備三杯水，一杯水為溫水，一杯水為開水，一個水杯里放滿冰塊，然后對這些水的形態(tài)進(jìn)行觀察，思考其與我們學(xué)到的哪些知識有關(guān)。通過這一過程，學(xué)生可以加深對知識的印象，動手操作能力、觀察能力也可得到有效培養(yǎng)。（四）通過生活化課堂實現(xiàn)STEM教育理念與小學(xué)科學(xué)教學(xué)的有機(jī)整合知識源于生活，也應(yīng)用于生活。雖然小學(xué)科學(xué)存在實踐性較強(qiáng)的特點，但是，所有的知識都是由科學(xué)家們根據(jù)生活現(xiàn)象，通過長時間的實驗探究總結(jié)而來。所以在教學(xué)活動中，教師需將生活化課堂的創(chuàng)建重視起來，通過生活化的教學(xué)活動激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生掌握學(xué)習(xí)方法，構(gòu)建知識體系。在進(jìn)行生活化課堂構(gòu)建時，教師需考慮到學(xué)生的實際情況。因為在各種因素的影響下，學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)情況存在較大差異。而新課改提出教學(xué)應(yīng)當(dāng)面向全體學(xué)生，所以，在進(jìn)行小學(xué)科學(xué)教學(xué)與STEM教育理念的有機(jī)整合時，教師也必須遵循這一原則。例如，在教學(xué)《面包發(fā)霉了》的相關(guān)知識時，教師便可根據(jù)相關(guān)知識提出問題。因為問題可以輕而易舉地激發(fā)學(xué)生的好奇心、求知欲，使其參與教學(xué)活動并進(jìn)行深入思考，從而為學(xué)生的綜合能力提高提供保障。例如，教師可以就這部分知識提出這樣的問題：面包發(fā)霉是什么樣子的？面包為什么會發(fā)霉？在問題的引導(dǎo)下，學(xué)生會自主進(jìn)行預(yù)習(xí)，且在預(yù)習(xí)過程中會結(jié)合生活經(jīng)驗進(jìn)行思考，從而加深對面包發(fā)霉的理解。在這樣的教學(xué)活動中，學(xué)生真正成了教學(xué)活動的主體，對相關(guān)知識進(jìn)行深入思考，且在獲得一定答案后能積極主動地舉手回答，從而形成良好的教學(xué)氛圍，提高了教學(xué)質(zhì)量。（五）通過綜合實踐活動實現(xiàn)小學(xué)科學(xué)教學(xué)與STEM教育理念的有機(jī)整合從某種意義上來講，STEM教育理念就是一種綜合性實踐活動，而小學(xué)科學(xué)的最大特點就是綜合性較強(qiáng)，所以教師不妨基于此開展教學(xué)活動，使學(xué)生在學(xué)習(xí)知識的同時形成良好的學(xué)習(xí)能力，形成科學(xué)素養(yǎng)及STEM素養(yǎng)。鑒于學(xué)生是活動的主體，所以教師需考慮到學(xué)生的身心發(fā)展特點，去盡可能激發(fā)學(xué)生的活力，使STEM教育理念在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中發(fā)揮最大效用，從而推動學(xué)生的學(xué)習(xí)與發(fā)展。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)學(xué)生喜歡聽故事，所以教師可以將其當(dāng)作入手點，從童話故事、歷史故事中提取素材，開展綜合實踐活動。例如，在教學(xué)《形狀與結(jié)構(gòu)》時，教師便可對相關(guān)知識進(jìn)行深入探究，然后回想與相關(guān)知識有關(guān)的故事，從中提取素材，為學(xué)生的STEM素養(yǎng)、科學(xué)素養(yǎng)的形成提供保障。例如，教師可以根據(jù)《魯濱遜漂流記》這一故事設(shè)計魯濱遜的小木屋這一活動，讓學(xué)生基于實際進(jìn)行探究，在潛移默化中理解知識、掌握知識，并構(gòu)建綜合化知識體系。又如，教師可以根據(jù)知識源于生活的特點開展綜合實踐活動，使學(xué)生發(fā)現(xiàn)生活與知識的聯(lián)系，從而內(nèi)化知識，靈活運(yùn)用知識。在教學(xué)完《神奇的機(jī)械》后，教師可根據(jù)這部分知識與生活有關(guān)的特點設(shè)計綜合實踐活動——多功能修正帶，使學(xué)生進(jìn)行技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)的多維度科學(xué)探究活動，從而使STEM教育理念在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中發(fā)揮最大效用。（六）通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計實現(xiàn)小學(xué)科學(xué)教學(xué)與STEM教育理念的有機(jī)整合科學(xué)與數(shù)學(xué)之間有著密切聯(lián)系，而STEM教育理念可打破學(xué)科之間的壁壘，實現(xiàn)綜合教育。所以，在教學(xué)活動中教師需將數(shù)學(xué)知識融入其中，使學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)知識解決問題，并對科學(xué)知識進(jìn)行探究。在教學(xué)《造房子》時，教師便可開展數(shù)據(jù)統(tǒng)計，使學(xué)生感知數(shù)學(xué)知識與科學(xué)的聯(lián)系，應(yīng)用數(shù)學(xué)知識解決實際問題。就這部分知識而言，教師可以讓學(xué)生對房子的形狀進(jìn)行統(tǒng)計，根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果設(shè)計樣稿，并按照樣稿進(jìn)行木屋制作。在進(jìn)行木屋制作時，學(xué)生需要考慮到圖紙的大小、木屋的美觀精準(zhǔn)等，所以學(xué)生會在潛移默化中感知數(shù)學(xué)知識與科學(xué)的聯(lián)系，并將綜合化的知識體系構(gòu)建起來。同時，學(xué)生可應(yīng)用數(shù)學(xué)知識解決遇到的一些問題。例如，木板長度、寬度的測量，屋面坡度計算等。由此可見，通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計活動，可以使小學(xué)科學(xué)與數(shù)學(xué)知識進(jìn)行有效結(jié)合，使學(xué)生在潛移默化中加深對數(shù)學(xué)知識的印象，并構(gòu)建綜合化知識體系，從而達(dá)到STEM教育理念與小學(xué)科學(xué)教學(xué)有機(jī)整合的目的，為學(xué)生成長為德智體美勞全方面發(fā)展的人才提供保障。綜上所述，實現(xiàn)STEM教育理念與小學(xué)科學(xué)教學(xué)的有機(jī)整合是時代發(fā)展的必然趨勢，是推動教學(xué)改革的有效路徑，是培養(yǎng)德智體美勞全方面發(fā)展的人才的有效方法。因此，在教學(xué)活動中，教師需要根據(jù)學(xué)生的身心發(fā)展規(guī)律、小學(xué)科學(xué)的特點設(shè)計多樣化的教學(xué)活動，巧妙地將小學(xué)科學(xué)