STEM教育的实践探索

曹珏杰

STEM教育将科学、技术、工程、数学四者有效的融为一体，其在教学中的应用能提升学生的创新能力和课堂学习兴趣，提高课堂的教学质量和教学效率。本文将以STEM教育为主，简要论述STEM教育在小学科学中的实践应用。

STEM教育和传统教育大不相同，它在小学科学课堂上的应用能让教师的课堂教学达到高效化目的，提升学生的科学学习兴趣，使学生充分融入科学学习课堂，并对新事物进行勇敢探索。

一、STEM教育

STEM可解释为Science、Technology、Engineering、Mathematics的组合，即STEM是科学、技术、工程、数学四者的合一，STEM教育是这四个方面的整合教育。但它并不仅仅只是这四个方面素养的简单组合，它还是一个将所学习到的学科知识转化为探索世界动力的过程，它强调提高学生在面对问题时的解决能力。从未来长远的发展来看，STEM教育将在很长一段时间内成为教育发展的主要趋势，它能帮助学生在进行跨学科知识融合的同时，打好扎实的学科知识学习基础;并以学科学习过程中的問题进行引导，培养学生创新能力和问题解决能力。由此可见，STEM教育在小学学习中的重要性。

二、小学科学中STEM教育的实践

（一）确认问题，了解需求

在小学科学教材中，有一个单元学习主题为“植物”。STEM课“制作植物模型”是这一单元的拓展和延伸，通过植物模型的制作也能让学生更有效地进行学习，深入了解学习内容。“制作植物模型”不仅是将这一单元的知识进行总结，也是STEM教育在小学科学课程中实践的一次尝试。在植物模型制作中，除了要求学生能通过植物模型来解释植物的各种结构特征，内部是如何运转的，还要求学生能以数学知识简要分析模型制作的成本，在这个过程中会涉及科学、技术、工程、数学等方面的内容。所以，要想STEM教育能有效实践，首先需要确认问题，了解需求。虽然植物模型制作的目标很明确，是为了通过模型来了解植物的各种结构特征，内部如何运转，但目标完成步骤就不够清晰了。因此，教师要帮助学生确认问题，慢慢摸索出目标的完成步骤，并让学生知道这一项目较为复杂，一个人完成难度较大，可通过小组之间合作完成，并在价格、材料方面进行限制，让学生有一个大概的范围进行选择，让学生知道制作的模型达标要求是什么。通过一步步分析，让学生明确完成目标的步骤，了解自己首要需求是什么，从而完成学习任务。

（二）初步设计，开始建模

在明确学习任务后，教师就可以引导学生进行初步设计，开始建模工作的第一步。设计方案是模型建造的重要步骤，而模型又是学生想法的呈现。因此这就需要学生借助想象力在脑海中有一个“怎么做”和“如何做”的概念，然后将其想法串联起来形成设计方案。教师可以先让学生在小组内进行探讨，交流自己的想法，对植物的根、茎、叶进行初步分析，指出哪些部分的活动可以直接观察到，确定果实、种子、根、茎、叶等部分的制作材料，并对所选用的材料进行成本价格核算，由此一步步确定设计方案，让植物模型的制作有一个大概的框架。由此画出模型的草图，配以简单的文字说明，表达出自己的想法，并在实际建模过程中将自己的想法进行实现，同时对草图中每一建模步骤的先后顺序进行标注，并对小组内部的人员进行合理分工，从而展开建模工作。

（三）制作模型，解决问题

在小学生植物模型制造过程中，始终强调以培养学生的科学素养和数学素养为主，学生的学习方式不是被局限在一个范围内的，是较为开放的，并且模型的制造就是为了最终问题的解决。因此，学生在模型制造过程中没有条条框框的约束，可以依照细节的想法，结合设计方案以探究的形式对模型的制作进行摆弄。学生可以根据设计方案选择合适的模型材料进行初步尝试，教师在学生初步尝试过程中要不断鼓励学生进行大胆的想象和推测，多角度地去尝试自己的创意，以多种材料来进行尝试，寻求最符合制作要求的材料。在尝试过程中，学生会遇到许多不同的情况，这时候成员就可以一起帮忙记录下来，并对原有设计方案不合适的地方进行更改，而后根据所记录的情况选择最合适的材料，并利用记录的信息来作最终的结果汇报。

（四）交流展示，加强理解

STEM教育一般都是采用小组合作的形式开展，在此过程中，师生之间的交流是极其重要的。在设计方案初步制定阶段，教师鼓励学生多去寻求解决方法，以此促进各种想法的产生，让学生能做到有效交流，发挥无限的可能性。最后在植物模型制作完毕后又让学生进行模型的展示，并由制作小组进行思路的讲解和模型材料的分析，充分显示了学生的思维过程，让学生的观点、想法得到充分交流，并在交流展示过程中进一步理解科学的概念，加强小学科学的学习效果，达到学习目的。

三、结语

在小学科学“制作植物模型”STEM课中，STEM教育得到了充分的发挥，其技术性、体验性、设计性都在模型制作过程中被展现出来，并且在模型制作中还充分体现除了STEM教育的跨学科、协作性的特点，让小学科学教学效果得到了极大的提升，提升了学生课堂学习质量。

【作者单位：淮安生态文化旅游区枫香路小学  江苏】