基于STEM教育理念下的小学科学课堂的实践研究

倪渊

摘 要：STEM学习教学方式在小学（科学课）阶段的运用具有很大的实践意义。基于项目学习模式的STEM教育在一年级学段中的开展，能够较好地促进学生綜合素养的提升，尤其在培养学生问题解决能力、技术运用能力上和批判质疑、探究素养的培养上，都能起到很好的促进作用。

关键词：STEM；项目学习；小组合作；小学一年级

一、STEM教育的背景

STEM教育，即横跨科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）以及数学（Mathematics）这四个领域的教育，是将这四个大的领域的课程与知识在课堂上进行整合的教育。它并不是单单一门课程，故而强调的是解决问题的理念和方法。STEM教育是当前国际教育界普遍关注的热点前沿话题。联合国教科文组织2015年底通过的《教育2030：行动框架》明确提出：“加强科学、技术、工程和数学教育，鼓励学生尽早接触STEM领域。”2016年教育部在《教育信息化“十三五”规划》中进一步要求：“有条件的地区要积极探索信息技术在‘众创空间、跨学科学习（STEAM教育）、创客教育等新的教育模式中的应用，着力提升学生的信息素养、创新意识和创新能力，养成数字化学习习惯，促进学生的全面发展，发挥信息化面向未来培养高素质人才的支撑引领作用。”

二、STEM教育在小学科学中的实践初探

本文以个人在小学一年级开设的《做个小鸟的家》STEM课为例，探讨一年级基于STEM教育理念下的小学低年级工程思维培养的实践与研究。

（一）“做个小鸟的家”为STEM主题PBL活动中包括的概念和内涵

S：生物的多样性、建筑的稳定性、三角形力学、基础的数据概念；T：工具的使用、调整与修正解决实际问题的技术；E：问题解决、工程搭建、建模设计、结构设计；M：体会数学多图形运用、立体图形的认识和运用、三角形稳定性。

（二）探索实践，搭建完善

在搭建与完善之前，学生已经完成了小鸟的家的讨论和设计。

师：同学们，谁能来说说，通过前面的学习你们都有什么收获呢？

生1：我们在搭建之前都进行了图纸的绘画。

生2：我们进行了4人的小组合作，一个人无法搭建，我们4个人共同努力可以相互帮助。

师：但是上节课结束时，同学们又发现了自己搭建的“家”有些问题，谁能来和大家分享一下，都发现了哪些问题？

生1：我们的家会晃来晃去，不牢固。

生2：我们搭建的家，有生活中用不到的功能。

师：那这么多问题中，大家觉得哪个问题最重要？

生：房子不牢固。

师：那今天我们就一起来解决这个最重要的问题，让小鸟的家变得更牢固。

本环节中最终作品需要以项目作品为导向，讨论搭建过程中学生不断发现的问题。项目从生活中来，但一年级的学生很容易制作一个想象中的家，很容易与实际情况有出入。于是，发现问题解决问题和培养学生自主解决问题的能力很重要。在本环节中也是工程学习的过程，通过前面的学习和问题的提出，让学生明确并定义工程问题，通过小组合作的形式和自主学习的方式进行探究合理的解决方案，充分加入工程的思想。目标是设计出反映科学实验本质的实践活动，并激励学生使用并理解科学和工程模型的实验。在活动过程中，学生也在慢慢体会结构中三角形带来的稳定性等问题。

因培养对象学段较低，项目难度尽量贴近一年级学生的生活实际，更高的年级随着理解能力的提升，在工程方面、科学方面可以继续挖掘，包括材料使用、工程参数标注、工程造价等问题。

三、总结延伸

本课例从小项目小环节出发，从学生身边的实际生活出发：让学生自主体会知识、体验探究学习，提升综合素养。从开始的问题导入到学生自主设计小鸟的家，再到初次搭建以及调整和完善，每一次学生都能通过自主的探究学习，感受知识的获得与运用。而一年级学生的团队意识、分享意识还模糊不清，从2人一组的伙伴学习到4人一组的小组合作，如何分工、如何合作都是他们需要在这样的过程中进行尝试、锻炼的。学习时，对于小组存在的不同的学情和学习进度的问题，利用平板的学习手册的学习方式，很好地解决了不同学生的实际学习情况。同时，对于一年级学生来说文字的记录相对困难，所以，整个过程采用了“讯飞”语音输入的方式记录，也让孩子在科技手段带来的丰富体验中增强学习兴趣。

STEM教学方式在小学（科学课）阶段的运用具有很大的运用和实践意义，传统单课学习模式中，学生往往更注重获得知识。而STEM的学习模式，能让学生在学习的过程中学习知识、领会知识、运用知识，最终促进学生的全面发展。同时在课程中充分加入了工程核心思想，让孩子通过确定问题、制订合理的解决方案、分析解决方案、优化解决方案最后相互交流的过程进行学习和实践。希望通过STEM的学习模式，从低年级开始就培养学生根据自身特点发展核心素养：拥有文化基础、社会意识、科学精神，鼓励批判质疑，促进全面发展。但是，在本次的探索过程中，对于学生的评价体系依旧值得再去探索和尝试。希望通过本次案例，能够引发读者思考，如何更有效地开展一年级学生的STEM教育教学方式，为进一步培养学生核心素养而努力。

参考文献：

[1]罗伯特·M·卡普拉罗，玛丽·玛格丽特·卡普拉罗，詹姆斯·R·摩根.基于项目的STEM教学[M].王雪华，屈梅，译.上海：上海科技教育出版社，2016.

[2]埃里克·布伦赛尔.在课堂中整合工程与科学[M].周雅明，王慧慧，译.上海：上海科技教育出版社，2016.

编辑 温雪莲