基于STEM教育視角的小學(xué)科學(xué)項目教學(xué)探究

STEM教育理念能夠通過綜合性手段，讓學(xué)生獲取多領(lǐng)域知識，符合小學(xué)科學(xué)教學(xué)的課程標(biāo)準(zhǔn)要求。小學(xué)生正處于探索欲旺盛的階段，他們需要更多的科學(xué)探究機(jī)會。STEM教育理念中的科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)四大要素對小學(xué)科學(xué)項目教學(xué)有著較強(qiáng)的指導(dǎo)作用，它能引領(lǐng)學(xué)生開展更深入的科學(xué)活動，全面提升他們的科學(xué)核心素養(yǎng)。教師應(yīng)該深入研究STEM教育理念，加強(qiáng)對STEM教育的指導(dǎo)，擴(kuò)展STEM教育的空間，開展小學(xué)科學(xué)項目教學(xué)，以獲得更好的教學(xué)效果。一、引入STEM教育理念，開展科學(xué)活動項目想要在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中引入STEM教育理念，首先需要教師將這種理念作為教學(xué)指導(dǎo)思想，主動尋求理念與教學(xué)之間的更好的融合形式，從STEM教育理念的視角出發(fā)，改善自身的教學(xué)行為。小學(xué)科學(xué)項目教學(xué)的開展過程中，常常會遭遇外部因素的阻礙，也經(jīng)常出現(xiàn)教師對學(xué)生過度干預(yù)的情況，導(dǎo)致教學(xué)效果不盡如人意。但如果教師深入研究STEM教育理念，可幫助學(xué)生運用多種方法克服阻礙，解決實際問題，訓(xùn)練他們的探究思維以及合作和動手等科學(xué)學(xué)習(xí)能力，從而有效開展科學(xué)項目教學(xué)活動，持續(xù)激發(fā)他們的科學(xué)學(xué)習(xí)熱情。例如，教學(xué)《光的傳播》一課時，教師可以遵循STEM教育理念的要求設(shè)計科學(xué)活動項目，給予學(xué)生充分的參與機(jī)會，激勵他們主動參與科學(xué)活動項目的各個環(huán)節(jié)。教師可以先向?qū)W生講述古代學(xué)者墨子在兩千多年前發(fā)現(xiàn)的“小孔成像”現(xiàn)象，提到光會通過小孔內(nèi)的反射，在對面的墻上形成景物的倒影，激發(fā)他們的探究興趣。其次，教師可以下臺巡視，將學(xué)生分成幾個項目小組，鼓勵他們做好開展科學(xué)活動項目的準(zhǔn)備，為“小孔成像”項目制定計劃。對于制定項目計劃，大部分學(xué)生都感到困惑，因此，教師可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行組內(nèi)討論。經(jīng)過小組討論，學(xué)生總結(jié)出項目實施的思路：小孔成像的形成需要一個“空房間”，所以要準(zhǔn)備容器；穿過孔的“光線”可以直接用蠟燭替代；為了達(dá)到小孔成像的效果，需要用塑料袋、薄膜等相對透明的材料建造一面“墻”，并用剪刀在上面剪一個洞，這樣就能看清容器內(nèi)蠟燭倒影的成像。隨后，教師可以組織學(xué)生準(zhǔn)備所需的材料，落實各自制定的項目計劃。當(dāng)學(xué)生遇到問題時，可以在小組內(nèi)部商量對策，確實無法解決再向教師尋求幫助，教師也不能直接進(jìn)行解答，而是給出一些提示，讓學(xué)生有充分的思考空間。最后，經(jīng)過學(xué)生的通力合作，每個小組都順利完成了“小孔成像”的活動項目，項目教學(xué)取得了較大進(jìn)展。教師在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中貫徹STEM教育理念，能為學(xué)生提供探究主題，引導(dǎo)他們自主探究科學(xué)活動項目。學(xué)生在教師的適當(dāng)干預(yù)下，能自主完成項目前期的準(zhǔn)備工作、項目中期的實施過程和項目后期的總結(jié)任務(wù)。學(xué)生與項目小組成員開展合作探究，能突破思維局限，挖掘科學(xué)活動項目的多種實施方案，提升其合作能力、思考能力及實操能力，為培養(yǎng)其科學(xué)核心素養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。二、強(qiáng)化STEM教育指導(dǎo)，組織實驗活動項目在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中教師扮演著指導(dǎo)者的角色，在STEM教育視角下?lián)沃椖拷虒W(xué)活動組織者的角色，以便為學(xué)生創(chuàng)造科學(xué)探究的機(jī)會。教師要強(qiáng)化STEM教育理念視角下的教育指導(dǎo)，組織學(xué)生開展科學(xué)實驗活動項目，對實驗的全過程進(jìn)行管理，并合理串聯(lián)項目的多個環(huán)節(jié)，完善實驗活動，引導(dǎo)學(xué)生親自動手、自主思考、發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，讓他們更好地理解科學(xué)概念，體會科學(xué)的樂趣，培養(yǎng)他們在科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)四個方面的思維素養(yǎng)。實際的項目教學(xué)中，很多教師容易對STEM教育理念產(chǎn)生誤解，認(rèn)為可放任學(xué)生自主開展項目，而忽視自身在項目教學(xué)中的指導(dǎo)作用。因此，教師在進(jìn)行教育指導(dǎo)時應(yīng)做到張弛有度，根據(jù)具體情況采取不同的指導(dǎo)方針。例如，教學(xué)《物體的傳熱本領(lǐng)》一課時，教師可先向?qū)W生介紹不同材料的傳熱速度，闡述良導(dǎo)體與不良導(dǎo)體的具體概念，使他們掌握物體傳熱的基礎(chǔ)知識。其次，教師可組織學(xué)生開展實驗項目活動，根據(jù)所學(xué)知識，選擇不同的保溫材料制作保溫盒，觀察哪種材料的保溫效果最好。當(dāng)學(xué)生翻閱教材尋找答案時，教師可給予提示：買冷飲和生鮮時寄來的快遞盒與普通的快遞盒有所不同；點外賣時會用一種特殊的袋子防止降溫等。一些學(xué)生獲得提示后，認(rèn)為泡沫、鋁箔泡沫袋都可以用于保溫，另外一些學(xué)生則依據(jù)生活經(jīng)驗，認(rèn)為毛毯、棉、尼龍等給身體保暖的材料也可以用于保溫。隨后，學(xué)生將搜集到的這些材料制作成保溫盒，并討論確認(rèn)保溫效果的辦法。有學(xué)生認(rèn)為，可以直接用溫度計測量，但其他學(xué)生持反對意見，認(rèn)為測量過程中保溫盒沒有密閉，會導(dǎo)致溫度流失，使測量結(jié)果出現(xiàn)誤差。教師見學(xué)生的討論陷入瓶頸，可提示他們在盒子里放入一些物體，再測量物體的溫度。學(xué)生可由此產(chǎn)生新的思路：將水燒開至一定溫度后倒進(jìn)塑料瓶，再將塑料瓶放入不同的保溫盒中，二十分鐘后直接測試塑料瓶中水的溫度，即可獲得實驗結(jié)果。最后，經(jīng)過實驗探究，學(xué)生發(fā)現(xiàn)泡沫箱與鋁箔泡沫袋的保溫效果最好，從而成功完成實驗活動項目。教師在科學(xué)項目教學(xué)中可適時發(fā)揮指導(dǎo)者的作用，對學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)，推進(jìn)實驗活動的項目進(jìn)度。當(dāng)學(xué)生遇見難以解決的問題時，教師可結(jié)合其生活經(jīng)驗，給予他們一些間接提示，使學(xué)生產(chǎn)生相關(guān)思考，并在實驗活動項目中發(fā)揮靈感，創(chuàng)造更多變量。這樣，既能提升實驗活動項目成果的準(zhǔn)確性，又能加速實現(xiàn)實驗成果的轉(zhuǎn)化，繼而培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維與創(chuàng)新意識。三、擴(kuò)展STEM教育空間，落實社會活動項目隨著時代的進(jìn)步，教育觀念也有了較大改變，教師不僅要完成基礎(chǔ)理論知識的教學(xué)，還要培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。具體教學(xué)時，教師應(yīng)貫徹STEM教育理念，擴(kuò)展教育空間，將科學(xué)活動作為實踐項目主體，創(chuàng)設(shè)多學(xué)科融合的STEM教育情境，讓學(xué)生有機(jī)會走出教室，開展科學(xué)社會實踐項目，在更廣闊的世界中進(jìn)行科學(xué)探究。通過擴(kuò)展STEM教育空間，學(xué)生能關(guān)注到社會中存在的豐富多彩的科學(xué)現(xiàn)象，對科學(xué)的魅力產(chǎn)生更深刻的感知，從而提高社會責(zé)任心。因此，教師在帶領(lǐng)學(xué)生完成較為抽象的科學(xué)活動項目時，不應(yīng)局限于課堂，而是要將社會實踐項目作為輔助與支撐，保證項目教學(xué)效果。例如，教學(xué)《地表雕刻師》一課時，很多學(xué)生難以理解地球表面的變化，為促進(jìn)學(xué)生的理解，教師可帶領(lǐng)他們前往地質(zhì)博物館參觀，讓他們在參觀過程中完成實踐報告，記錄地表運動相關(guān)知識。實踐教學(xué)中，學(xué)生表現(xiàn)得十分興奮，他們仔細(xì)查看每個參觀區(qū)域的介紹牌，做筆記、繪制畫圖，并用照相機(jī)拍照記錄。學(xué)生參觀結(jié)束回到課堂后，教師可讓他們對實踐報告進(jìn)行總結(jié)與整理，并組織公開匯報，闡述交流他們對地表運動的理解，包括各類巖石的形成過程、風(fēng)對地表的影響、各個地表形態(tài)所對應(yīng)的關(guān)鍵影響因素等課內(nèi)知識，以及課外相關(guān)知識的擴(kuò)展。臺下的學(xué)生聆聽匯報后，可對匯報者給出適當(dāng)評價。經(jīng)過本次項目教學(xué)，STEM教育理念得到進(jìn)一步落實。教師將STEM教育的空間進(jìn)一步擴(kuò)展，組織學(xué)生前往博物館參與科學(xué)社會實踐項目，并要求學(xué)生自主撰寫實踐報告，促使他們在社會實踐中自由探索，收集科學(xué)學(xué)習(xí)素材，不斷汲取科學(xué)知識的養(yǎng)分，感受自然界中科學(xué)的魅力，這不僅能充實學(xué)生的科學(xué)知識儲備，還能拓寬其科學(xué)視野。同時，教師可組織學(xué)生進(jìn)一步開展社會實踐項目的成果匯報，鼓勵他們公開展示成果，接受多方位的評價，加深學(xué)生印象，激發(fā)其競爭意識、提升其成就感、促進(jìn)其全方位發(fā)