渗透STEM教育理念改变教学模式

◇吴广财（甘肃：静宁县实验小学）

伴随着社会与经济的快速发展，小学教育的深化与改革也在有条不紊地进行，对于小学教学的要求也在逐步深化。国家提出并已逐步落实的“双减”政策，既减少了小学生沉重的学习负担，为小学生提供了轻松的学习环境，也提高了小学生对于小学科学课学习的兴趣。在此背景下，STEM 教育理念开始走进大家的视野并被重视，其所倡导的以人文思想为主的多学科综合教育模式，逐渐被大众所接受并应用于小学科学教育中，以期提高小学生对于学习科学的兴趣以及核心素养。

在以往传统教育模式中，教师不仅以灌输理论的教育模式为主，而且为了更好地提高学生的教育水平，增加其受教育的时间，为学生留下大量的课本作业。这不但没有起到提高其教育水平的效果，还加重了学生的负担，使其对于学校、学习失去了兴趣。在竞争压力日益加大的今天，大多数家长为了学生不输在起跑线上，在本就不多的放假时间内，为他们报了各类和校内学习科目有关的价格昂贵的校外培训班。虽然能够理解这些家长的心理，其出发点是为了学生能够得到质量更高的教育，以求在与其他学生比较时能够不落后于人，但这种行为却占据了学生本就不多的校外活动与休息的时间，大幅度增加了学生的精神压力、心理压力以及身体疲劳，而且不一定能达到预期效果。

一、STEM教育理念的背景与核心

科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、数学（Mathematics）四个学科的首字母，组成了STEM，这也体现了其蕴含的内容：能够帮助学生探索、认识并解释自然、社会、思维等存在的客观规律的是科学；以尊重自然为客观前提，在此基础上对其实施合理、有效的人为改造，并且将与自然界的和谐共处进行落实，则是技术与工程存在的意义；数学作为前两者以及许多知识的基础，为人们解决现实生活中的问题提供了相应的解决方法。这四门学科在教育过程中不断深化与发展，产生了STEM 教育理念。传统教育将这四门学科进行仔细划分，分门别类地授课方式不仅给学生造成了巨大的负担，还难以让学生将四者联系到一起，不能达到很好的教育效果。STEM 教育理念能很好地解决上述问题，以科学、技术、工程、数学四者为中心并注重进行融合的综合性跨学科教育，逐步显现出它的优势，并在国内得到了一定程度上的重视，2015年9月教育部《关于“十三五”期间全面深入推进教育信息化工作的指导意见（征求意见稿）》中首次提出了STEM 教育理念，并逐步将其应用于教学过程与考试体系当中。伴随着当今社会的不断发展，社会对于创新型综合性人才的需求逐步出现并快速扩大，传统的教育模式已经不能满足需要，因此关于基础性教育课程的改革也在逐步进行。单一的学科类知识已经无法帮助学生认识并改造世界，在此过程中，科学的理论、技术的运用、工程的设计、数学的基础缺一不可。STEM 教育理念将这四者有效融合，并以实践为重点，以培养在科学、技术、工程、数学四个方面皆有所认知的综合性创新型人才为宗旨，以求在竞争压力日益增大的今天，为其争取到一席之地，提高其全球竞争力。

二、小学科学教育存在的问题

（一）家长心中的“科学无用论”

小学科学这个学科，是区别于语数外之类科目的实用型工具学科，在小学生日后的学习中并不占据主导地位，也不是高考所设的指定科目，只是意在增加小学生对于世界的认识与理解，培养其思维能力、创造能力以及动手能力等综合能力。是以在学生家长的心里，小学科学并不重要，希望其不要占用学生主要科目的时间，将注意力全部放在了语数外等科目上。但他们忽视了科学对于小学生的重要性，科学能够激发年龄尚小、对世界充满好奇心的小学生对于学习的兴趣。建造房屋尚且需要打好地基，何况是学习知识呢？

（二）传统保守的教学模式

在传统的教学模式中，教师大多以理论教学为主。但小学科学这个科目与其他科目有所不同，小学科学更加注重培养学生的观察能力以及动手能力等，而单纯的理论教学是无法达到这个目的。将学生囿于范围与条件皆有限的一方课堂，只是生硬地教给学生理论知识，学生不能对所学知识产生直观印象，无形之中对学生创造性思维的发展以及动手能力的训练产生了严重的阻碍。枯燥乏味的理论教学也容易让学生失去本应该对于科学学科抱有的极大兴趣。要认识世界，却不接触世界，怎么会对其产生了解呢？

（三）教育资源的匮乏

小学科学也不像其他学科的历史那么悠久，从1998年在小学开设科学这个科目到现在为止，也只有短短二十几年的历史。科学课不像其他科目那样具有深厚的历史沉淀下来的经验，对于这个科目的教学至今仍处于不断探索之中。它也不像其他学科那样拥有着极其专业、经过相关学科多年培养的教师团队。比如，小学语文和小学数学在师范类学校都有专门开设的专业，对未来的人民教师进行专业培养，但小学科学可以说基本没有为其开设的专业，也便无法培养出专业的教师队伍。由此在教学过程中所产生的关于专业性、严谨性以及重视程度方面的问题，都将大幅度降低授课的效率与学生听课的质量。

三、渗透STEM教育理念改变教学模式

（一）针对所学内容向学生提出问题

在传统的教学模式中，教师设计的教案只是对传授的知识点进行划分，却没有对传授知识点的模式进行仔细思考与探索，仍旧以教师向学生单方面的传输为主，并且针对知识点留下大量的作业，使学生麻木地完成作业，只在乎作业完成与否，而没有精力对学习的内容进行深入理解与复习。但在“双减”政策实行的背景下，取消了大量作业，使学生有时间与精力进行思考与探索。是以小学科学的教师应该以STEM 教育理念为核心，灵活运用作业布置的环节，针对所学内容向学生提出问题，代替烦琐的书面作业，以灵活的方式减轻学生学习的负担，以此提高学生对于学习科学的兴趣，以及教学的速度与效果。如，在学习《比较不同的土壤》时，教师不应该直接告诉学生土壤有什么种类、不同种类之间有什么不同，而是可以在课程学习之前给学生布置相关的作业，让其在课外时间分别对于不同种类的土壤进行大致了解，并且采集少量的样本，通过观察与触摸，发现它们在颜色、颗粒、气味以及触感等方面的不同，并进行总结。在后续的上课时间内，对于学生进行提问，然后针对学生的答案进行讨论，对其错误的答案进行正确引导与修正，对于其未发现的答案进行补充与解释。这种方式的教学远比理论知识的传输更具有趣味性与效率，更可以提高学生观察能力、动手能力以及思考问题的能力。

（二）针对不同学生开展分层教学

教师在授课的过程中面对的不仅仅是一个小学生，而是数量多至几十人的全班学生。这些学生由于成长环境、思考方式以及先天条件的不同造成个体学习能力的差异，导致在学习知识时并不能达到统一的效果。这就需要教师根据学生水平的不同而采取不同的教学方法。比如，在学习《岩石与矿物》时，需要学生通过观察不同种类的岩石，找出它们的特征并进行比较。有的学生可能一开始在教师的话语中就找到了观察的重点，并得出观察的结论：砂岩多数呈现出白色、灰色以及黄褐色，颗粒较粗，质地坚硬；石灰岩则以黑、白、灰三色为主体色调，颗粒较细，质地软硬适中；大理石则呈现为纯白色并伴有花纹，晶莹剔透，颗粒感比较明显，材质较软。然而有的学生却因找不到观察的重点而无法得出结论。这个时候就需要教师耐心教导，引导其通过观察岩石颜色、颗粒、花纹以及硬度等方面，找出不同岩石的特征，从而完成教学。这也从中体现了以人为本的STEM教育理念。

（三）改变教学评价体系

在以往的教学中，教师多数是以学生期中考试以及期末考试成绩的高低对学生进行总体评价。这种评价体系未免存在单一性以及片面性，对于学生的学习成果并不能合理且全面地评价。而运用STEM 的教育理念，教师通过观察学生思维能力、范围，创造能力以及平时的课堂表现和提升速度等，对其进行合理评价，不仅能够减轻考试成绩对于学生的压力，更能够使学生对于自己的学习过程产生清晰的了解，可以有效帮助学生弥补自己学习过程中的不足，提高其学习的自信心。

（四）进行课外知识拓展

书本上的知识总是有限的，教师在上课的过程中，为了提高学生对于世界的认识与理解，提升其对于课堂学习的新鲜感与兴趣，可以凭借其自身深厚的文学素养，对学生课本内的知识进行延伸与拓展。比如，在学习《太阳月亮四季》时，不仅可以对太阳与月亮的形态、位置及其对动植物与生活的影响和四季变化的现象进行学习，还可以由太阳与月亮拓展出星星的形态，并延伸出三者伴随四季变化而产生的变化。这使学生在短暂的教学时间内可以学习到更多的内容，有效地提高教学进度与质量。

（五）注重实践教育

STEM 教育理念与传统的理念不同，更着重于实践教育。小学科学这个科目内容的特殊性更决定了教师很难通过理论教学模式达到教学效果。而实践教学的模式需要学校对于硬件设施的建设，比如，科学实验室、讨论互动教室、样本观察室以及智能化教室等的建设，为小学生科学的授课提供优良的基础设施。在小学科学的授课中，教师可以多用实验课来代替理论课，比如，在学习《水果发电》时，可以带领小学生去实验室，并将其分为不同的小组，利用不同的水果进行水果发电的实验，比较不同的水果在发电过程中是否有所不同，并让各个小组展开讨论，以此让其直观地感受到小学科学学习的趣味性，并对实验产生好奇心，提高其学习的积极性。同时，在实验的过程中，让学生充分意识到团队协作的重要性，提高其团队协作能力与动手能力等。实验课堂对于学生各项能力的开发远不是理论课堂所能达到的。教师也可以通过在学校内举办各种关于小学科学的主题活动以及比赛来激励学生学习，充分利用其竞争心理来达到深入学习、营造学习氛围的作用。还可以开放学校，让学生家长来参观其作品，改变家长心中对于科学这个科目的印象，同时增进对于学生的了解，也在家长的鼓励与支持中促进学生的学习。

在当今社会中，伴随着多类新兴职业的快速产生和发展，以及各类传统职业的迅速改革，对于具有创新能力的复合型人才的需求愈发强烈，而传统的单一型人才则面临艰难的处境。对于处在发展时期的小学生来说，运用STEM 理念对其进行培养，并渗透于各个学科之中至关重要。其与小学科学的有机结合，能够起到锻炼学生观察能力、培养创新思维、训练动手创造能力等高效成果，符合复合型人才的需要。STEM 教育理念如今在国内虽处于初级阶段，但终将通过不断地发展与完善、总结经验而愈加成熟。