科学融入STEM 促进小学科学高效课堂

☉季 勇

在小学阶段的科学教学活动中，很多教师习惯于按照传统的教学理念和方法对学生开展课程教学，这导致学科的科学内涵很难被教师积极呈现在教学活动中，对学生深入到教学实践中也会产生极为不利的影响。为改变这种教育状况，STEM 教育理念被积极引入到我国。这种教育模式与传统的灌输式教学模式有着本质上的不同，更加侧重于将各个学科的内容充分融入教育活动中，以此实现对学生有针对性的培养。

一、对教师的教学理念进行改进和创新

（一）改变教学活动内容过于传统的现状

尽管科学是一门重要的课程，对于培养学生的科学素养和思维习惯都能发挥出积极的促进作用，但在目前的教学实践中，大多数教师所开展的教学活动都存在着内容过于传统的问题，这对教学活动的有效开展会产生极为不利的影响。而且多数教师在教学过程中还在按照传统应试教育的理念，以理论教学和死记硬背的方法为主，对学生进行科学教育方面的引导，这导致科学教学活动很难发挥出理想效果，学生们对于课程的学习也缺乏参与的积极性。［1］为改变这一教学现状，教师在教学过程中要积极学习和应用STEM 教育理念，积极对教材中的每一个知识点进行深度挖掘，从不同学科的角度来展开探析，使学生能充分融入教学活动中，使学生在参与教学活动的过程中强化自己对科学课程知识点的理解和认知。

以《认识空气》这单元的教学活动为例，为了使教学活动能够取得理想效果，教师在教学实践中就要充分利用STEM 教育理念来全面分析本单元的知识点，侧重于将本节课所学知识与学生在其他课程中所学知识以及学生自己的生活体验，充分融入教学设计过程中，为学生营造出良好的教学情境。［1］在课堂教学活动开展过程中，要充分利用日常生活中常见的充气玩具、充气床垫等物体对学生开展教学活动。同时也要积极引导学生思考空气是否有质量，怎样借助实验来展开探究，利用这种方法来对学生科学学习，进行有效引导。只要教师在教学过程中能够改变传统的教学理念和方法，就能优化和创新教学活动，使所开展的课程教学发挥出理想效果。

（二）不断加大实践教学力度

小学阶段的科学课程具有非常丰富的内涵，课程教学的很多内容都需要借助实践教学来开展，才能取得理想效果。在目前的教学活动中，大多数教师在教学过程中并不注重对学生开展实践教学，只是按照传统的教学方法，借助画重点的方式来对学生开展教学活动，这导致小学科学教学很难发挥出理想效果，对学生科学素养的形成也会产生极为不利的影响。在这种教学模式下，学生的科学素养很难得到培养和提升，对教学活动有效开展也会产生极为不利的影响，所以这一问题值得教师认真反思并加以改进。

例如，教学《空气有质量吗》这一内容，对于空气是否有质量，小学生们会有不同的认知，有的小学生会提出空气是有质量的，有的会提出空气没有质量，结合这一问题，教师就可以为学生提供气球，引导学生充分利用自己身边的工具来开展实验活动。借助这种方法的有效应用，学生们就能深入展开教学探究。在探究的过程中学生会发现，将两个处于平衡状态的气球中的一个进行放气操作之后，平衡的小木棍就会向没有释放空气的一侧倾斜。这充分说明空气也是有质量的。只要教师在这个过程中善于引导学生，借助参与实践来强化自己对章节知识点的认识，就能使教学活动取得理想效果。

（三）围绕科学素养培养展开教学探讨

科学课程开展的重要目标是培养学生的科学素养。但是在目前的教学实践中，大多数教师所开展的教学设计都缺乏对学生科学素养的培养。科学素养具有非常丰富的内涵，学生需要借助教师有针对性的引导，才能够从各个层面深入到教学活动中。目前所开展的科学教育仅仅将注意力集中在理论教学上，教材中很多内容在教学活动中都没有涉及，这对教学活动的有效性会产生极为不利的影响，所以这一问题值得小学科学教师深思，并在教学活动中加以改进。如果这些问题无法得到有效解决，想要提升课堂教学的有效性，也会面临着很大难度。

例如，在开展《把盐放到水中》这一内容的教学活动中，教材展示了两个实验，分别是将沙子和食盐放入冷水中，为了强化学生对知识点的理解和认知，教师就要结合科学素养培养来展开教学探索，引导学生借助实验来观察实验现象并思考盐在水中溶解速度的快慢与哪些因素有关？学生就会提出可能在热水中，速度会快一点，教师要继续引导学生怎样验证，学生在稍加思考之后就会提出用冷水和热水分别展开实验，教师由此引导学生通过实验来验证自己的猜想，只要教师在教学过程中善于对学生进行有针对性的引导，就能使教学活动发挥出理想效果，学生们也会以更加积极的态度对待科学学习。同时学生们在参与实验的过程中，科学素养也能得到培养和提升，这对于教学活动发挥理想效果也能产生积极作用。

二、对教学设计进行改革

为了有效提升小学科学教学的有效性，使STEM 教育理念教学理念在科学课程教学过程中得到融合与应用，小学科学教师在教学活动开展过程中要侧重于从不同角度对教学设计进行改革。只有充分激发出小学生参与教学活动的积极性，才能使学生以更加积极的态度对待科学学习，使教学活动取得理想效果。

（一）借助问题来开展探究式教学

例如，开展《河流与湖泊》这一课的教学活动中，在向学生系统讲解了河流形成的原因、湖泊的种类等知识点之后，教师就要积极组织学生开展探究式教学。在探究式教学活动开始之前，教师要特别注意为学生设计问题，引导学生借助问题来展开对本节课知识点的探究。为了使教学活动能够真正激发出学生的探索欲望，教师在课堂上可以积极向学生提供一些与河流与湖泊相关的教学素材，如展示一些1998年抗洪救灾时的场景，引导学生思考河流和湖泊为什么会泛滥成灾，泛滥成灾之后会带来哪些危害性，如何才能有效做好防控？利用这种方法对小学生开展探究式教学的过程中，学生能打破学科对教学内容的限制深入思考教师所提出的问题。他们在深入研究之后会结合自己的认知，对河流和湖泊泛滥成灾之后所带来的各种危害进行描述。同时，学生们也会深度展开原因分析。在学生分析原因的过程中，教师要侧重于从自然因素与人为因素两个角度来展开分析。利用这种方法学生们能够充分认识到河流和湖泊泛滥成灾最主要的原因是天降大雨导致河流和湖泊决堤，这也充分反映出生态保护力度不足等一系列问题，教师要侧重于用黄河中淤积的泥沙等例子，向学生介绍水土流失对河道造成的影响，以此来强化学生的认识。同时，教师还可以从环境保护、政治经济发展等各个不同层面引导学生深入到对问题的思考与探究之中，利用这种方式帮助学生以更加积极的态度融入探究式学习活动中。学生们借助探究活动的开展也会不断提高对知识点的理解和认识。这对于教学活动发挥出理想效果也能产生积极影响。

（二）将工程教育充分融入教学实践中

在小学科学教学活动开展过程中，要想使教学活动能够取得理想效果，教师在教学过程中就必须要为学生准备充足的教学材料，引导学生利用教学材料来展开探究。利用这种方法来开展课程教学，教师也能很好地将工程教育的相关理念充分融入教学实践中，使学生们在参与教学活动的过程中，能以更加积极的态度来对待课程学习。［2］例如，在学习《地下水》这一节的过程中，为了帮助学生更好地理解和掌握教材中的知识点，教师在教学过程中就要侧重于从建构主义相关理论的角度出发，引导学生借助日常生活中常见的材料来制作简易模型。在制作模型的过程中，教师可以向学生渗透工程教育的相关理念。在学生操作的过程中，教师要侧重于对学生进行系统全面的引导。利用这种方法，学生们就能很好地利用日常生活中常见的饮料瓶来制作出一个个别具特色的模型。当学生将模型制作出来之后，通过往沙子上倒水来展开演示，学生们就会清晰地观察到圆筒之中水位的变化情况，这能够很好地模拟出水井的工作原理。教师在引导学生开展此项教学实践的过程中，要特别注意引导学生积极发现和利用日常生活中常见的各种素材。只要教师善于对学生进行引导，并在学生制作相关素材的过程中善于将工程教育的相关理念充分融入教学实践中，学生们就会按照标准的流程来展开制作活动。在制作工作完成之后，学生的动手能力就会得到不断提升，他们也会充分融入教学实践中。

（三）在改进工艺的过程中引导学生感知技术的力量

在科学技术不断发展的过程中，技术创新能够很好地引领科技发展，但是大多数学生对于工艺创新并没有充分认识。为了改变学生的这一认识，教师在教学过程中就要特别注意引导学生对相关问题进行探究，创新性地使用不同的方法来做好研究与探索。借助新技术与原有技术的对比，使学生们能不断提升认识，这对于学生充分感知技术的力量能够取得理想效果。当学生在教师的引导下充分融入教学活动中后，他们就会以更加积极的态度对待科学学习，并在学习过程中充分学习和应用最新的技术。例如，在开展《不用种子也能繁殖吗》这一节的教学活动中，大多数小学生都认为植物繁殖必须要使用种子，但是在现实生活中，很多植物不仅可以用种子繁殖，利用植物的根、茎、叶也能实现有效的繁殖，而且在技术不断发展的背景下，借助扦插和嫁接进行繁殖还能取得理想效果。为了帮助学生理解和认知这一知识点，教师在教学过程中就要充分向学生介绍最新的生物繁殖技术，引导学生积极开展生物繁殖的实验。利用马铃薯、吊兰、生姜等植物来展开实验，教师要侧重于引导学生将自己所开展的实验与最新的繁殖技术进行对比，从而发现学科知识点探索的兴趣。教师也可以积极引导学生学习植物扦插和嫁接的方法，利用这种方式来提高学生对技术的认识，感知技术的力量。只要教师在教学过程中善于引导学生改进工艺流程，不断加大探索力度，适时向学生介绍最新的技术，学生们就会充分融入到对课程知识点的学习和探究之中，借助学习和探究强化自己的理解和认知。

（四）巧妙融入数学知识

STEM 教育理念非常侧重于将数学知识充分融入到教学实践中。在小学科学课程教学活动中，会涉及到很多数据收集方面的内容，教师在教学过程中就可以积极将数学知识充分融入到课堂教学活动中。教师要侧重于从数学学科的角度对学生进行引导，培养学生的科学素养，使学生充分认识到数据收集和统计分析的重要性。以《观测天气》的教学为例，在教学活动开展过程中，学生需要详细掌握测量气温、雨量和风向的方法，每一项测量活动都需要借助专用的仪器来开展，而且在测量活动开展过程中也需要详细记录测量数据。教师在教学过程中，一方面要引导学生积极学习常见的测量工具使用方法，同时还要指导学生借助规范的方法来进行数据统计。当学生借助数据统计获得了一手资料之后，教师就要引导学生们充分利用自己所收集到的数据来展开对比与分析。一般来说，教师要引导学生详细记录一周的数据。气象数据结合一周的纪要，来进行数据分析，绘制相关图表，能够帮助学生更加全面地认识本节课所涉及的知识点。而且在教师教学和引导的过程中，由于巧妙融入了数学知识，学生也能从数学学科的角度来重新认识科学教学。在这种教学模式下，学生的科学素养和数学水平都能得到培养和提升。只要教师在教学过程中善于对教学内容进行深度挖掘，就能将学科所涉及的丰富内涵充分融入教学实践中，每一名学生也会以更加积极的态度对待自己的学习。

STEM 教育理念需要小学科学教师在开展教学活动的过程中积极创造条件，将现实生活中的各种科学现象充分应用于教学活动中，从科技、工程、技术、数学等多个角度对教材中的知识点进行解读，这能够帮助学生在钻研科学知识的过程中，不断强化自己的理解和认识，也能使小学生以更加积极的态度对待学习和生活，提升课堂教学的有效性。