◇吳澗石（江蘇：蘇州市姑蘇區(qū)教師發(fā)展中心）

2022 版《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》指出：小學(xué)科學(xué)是小學(xué)階段體現(xiàn)科學(xué)本質(zhì)的綜合性基礎(chǔ)課程，具有實(shí)踐性。它旨在激發(fā)學(xué)生對(duì)自然現(xiàn)象的好奇心，提升基本的科學(xué)能力，形成基本的科學(xué)態(tài)度和世界觀。將STEM 教育理念融入小學(xué)科學(xué)學(xué)科教學(xué)，有助于構(gòu)造高質(zhì)量的小學(xué)科學(xué)課堂，有助于打造科學(xué)探索的情境，有助于更好地因材施教，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，引領(lǐng)學(xué)生經(jīng)歷探索科學(xué)的過(guò)程，逐步形成科學(xué)核心素養(yǎng)。

一、STEM教育理念的內(nèi)涵

什么是STEM 教育理念呢？STEM 教育理念源于美國(guó)，它是科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、數(shù)學(xué)（Mathematics）四門(mén)學(xué)科英文首字母的縮寫(xiě)。其中的科學(xué)指向認(rèn)識(shí)世界、解釋自然界的客觀規(guī)律；技術(shù)和工程則是在尊重自然規(guī)律的基礎(chǔ)上改造世界、實(shí)現(xiàn)與自然界的和諧共處、解決社會(huì)發(fā)展過(guò)程中遇到的難題；而數(shù)學(xué)則是基礎(chǔ)工具。

從一定意義上說(shuō)，STEM 教育理念可以與我國(guó)的素質(zhì)教育相媲美。比如，學(xué)生開(kāi)展搭建拱橋的科學(xué)探究活動(dòng)，其中既包含了科學(xué)知識(shí)，也囊括了技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)等多學(xué)科的教育思想。

因此，將STEM 教育理念融入小學(xué)科學(xué)教學(xué)，即將多學(xué)科、多技術(shù)結(jié)合的思想融入教學(xué)。其目的是更好地提升科學(xué)教學(xué)的質(zhì)量和效率，更加強(qiáng)調(diào)實(shí)踐的重要性，更加注重學(xué)生思維能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。在STEM 教育理念下的科學(xué)課堂教學(xué)，不再是單純地教學(xué)與接受學(xué)習(xí)的過(guò)程，而是融合多學(xué)科實(shí)踐和探索的過(guò)程。

二、將STEM 教育理念融入小學(xué)科學(xué)教學(xué)的意義

那么，小學(xué)科學(xué)教學(xué)為什么要融入STEM 教育理念呢？這樣做的意義何在呢？其深意在于以下三點(diǎn)。

（一）有助于學(xué)生建立STEM 融合觀念

STEM 教育理念能使學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、技術(shù)素養(yǎng)、工程素養(yǎng)、數(shù)學(xué)素養(yǎng)得到綜合提高，讓學(xué)生將所學(xué)的科學(xué)知識(shí)融入自然界，進(jìn)行全方位理解，學(xué)會(huì)運(yùn)用身邊和生活中的科學(xué)技術(shù)解決實(shí)際問(wèn)題，促使學(xué)生初步理解工程的意義，培養(yǎng)運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題的能力。其主要目的是幫助學(xué)生培養(yǎng)解決問(wèn)題的綜合能力。因此，將STEM 教育理念融入小學(xué)科學(xué)教學(xué)，無(wú)論是教師還是學(xué)生，都要改變觀念，轉(zhuǎn)變思維，擯棄過(guò)去各學(xué)科各自獨(dú)立的觀點(diǎn)，建立各學(xué)科知識(shí)貫通融合的觀念。

（二）有助于實(shí)現(xiàn)多學(xué)科的整合

將STEM 教育理念融入小學(xué)科學(xué)教學(xué)，就是要將、科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)四門(mén)學(xué)科的內(nèi)容融合在一起，作為綜合類教育觀念融入教學(xué)。因此，在這樣的理念指導(dǎo)下，在開(kāi)展小學(xué)科學(xué)教學(xué)活動(dòng)時(shí)，要將多學(xué)科的知識(shí)進(jìn)行整合。在具體的教學(xué)活動(dòng)中，對(duì)各學(xué)科課程內(nèi)的知識(shí)有意識(shí)地整合和關(guān)聯(lián)，將某一領(lǐng)域的知識(shí)內(nèi)容與其他領(lǐng)域、其他學(xué)科的相關(guān)知識(shí)建立聯(lián)系。在學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程中，由于學(xué)科知識(shí)相互有交叉，因此，教學(xué)中有意識(shí)地指導(dǎo)學(xué)生實(shí)現(xiàn)各學(xué)科知識(shí)之間的整合，有利于學(xué)生形成綜合學(xué)習(xí)的意識(shí)，有利于發(fā)展學(xué)生的綜合素養(yǎng)。

（三）有助于培養(yǎng)學(xué)生知識(shí)的運(yùn)用和遷移能力

將STEM 教育理念融入小學(xué)科學(xué)教學(xué)，要在教學(xué)活動(dòng)中更多強(qiáng)調(diào)的是，對(duì)于不同科目之間所具有的共通性的知識(shí)點(diǎn)融會(huì)貫通。而要完成這種知識(shí)的融合就要求學(xué)生具有一定的知識(shí)運(yùn)用能力和遷移能力，能夠?qū)⒛骋粚W(xué)科的知識(shí)活學(xué)活用，在潛移默化中遷移到另一學(xué)科的相關(guān)知識(shí)中，實(shí)現(xiàn)學(xué)科與學(xué)科之間的互通。這就是STEM 教育理念的根本宗旨和實(shí)現(xiàn)過(guò)程。而學(xué)生對(duì)于知識(shí)的實(shí)踐運(yùn)用和遷移能力，則需要教師在教學(xué)活動(dòng)中通過(guò)各種途徑加以推動(dòng)和培養(yǎng)，如，通過(guò)生活情境的轉(zhuǎn)化、信息技術(shù)的應(yīng)用、創(chuàng)設(shè)實(shí)踐運(yùn)用的情境，拋出需要綜合運(yùn)用解決實(shí)際問(wèn)題的任務(wù)目標(biāo)等。

三、如何將STEM 教育理念融入小學(xué)科學(xué)教學(xué)

小學(xué)科學(xué)具有綜合性和實(shí)踐性，在學(xué)生義務(wù)教育階段，起著培養(yǎng)學(xué)生基本科學(xué)素養(yǎng)的重要作用。那么，如何將STEM 教育理念融入小學(xué)科學(xué)教學(xué)，以提升科學(xué)教學(xué)的實(shí)效呢？我認(rèn)為，可以從以下三方面入手。

（一）搭建教育平臺(tái)，加強(qiáng)多元化分工合作

STEM 教育理念強(qiáng)調(diào)多學(xué)科的融合教學(xué)，多學(xué)科獨(dú)立存在又相互聯(lián)系。因此，在STEM 教育理念下搭建多元化的教育平臺(tái)，通過(guò)科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)多學(xué)科知識(shí)的融會(huì)貫通，從多方面去理解和學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)，多角度觀察科學(xué)現(xiàn)象，能夠得出不一樣的驚喜，更好地提升學(xué)生的綜合能力。

每個(gè)人都是一個(gè)獨(dú)立的個(gè)體，每個(gè)學(xué)生對(duì)于各學(xué)科的認(rèn)知能力和學(xué)習(xí)能力各不相同。因此，教師在優(yōu)化教學(xué)引導(dǎo)的同時(shí)，要根據(jù)不同學(xué)生的學(xué)業(yè)水平和學(xué)習(xí)能力因勢(shì)利導(dǎo)，從而更好地發(fā)揮學(xué)生自身的優(yōu)勢(shì)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，為每一位學(xué)生搭建多元化學(xué)習(xí)的平臺(tái)。

例如，在教科版六年級(jí)上冊(cè)“微小世界”單元的第四課《觀察洋蔥表皮細(xì)胞》教學(xué)時(shí)，教師可以組織學(xué)生以小組合作的形式完成對(duì)洋蔥表皮細(xì)胞的觀察。由于細(xì)胞是我們?nèi)庋鄄豢梢?jiàn)的，所以需要小組內(nèi)的學(xué)生根據(jù)自身能力的不同，分工合作，共同對(duì)洋蔥表皮細(xì)胞的玻片標(biāo)本，使用顯微鏡進(jìn)行觀察和記錄。在指導(dǎo)學(xué)生分工合作時(shí)，可以發(fā)揮不同學(xué)生的特長(zhǎng)，如，做事細(xì)致嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)生可以負(fù)責(zé)分工制作洋蔥表皮標(biāo)本；用圖畫(huà)和文字記錄觀察到的洋蔥表皮細(xì)胞的工作，可以交給美術(shù)功底較好的學(xué)生；將洋蔥表皮細(xì)胞與死亡的軟木細(xì)胞進(jìn)行對(duì)比的工作，可以交給思維比較嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)生……根據(jù)學(xué)生不同的性格特點(diǎn)和學(xué)習(xí)能力分工合作，共同完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)，使學(xué)生的實(shí)踐活動(dòng)更能發(fā)揮自身長(zhǎng)處，從而能夠更好地提高學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)能力以及協(xié)作能力。因此，學(xué)生在實(shí)踐中進(jìn)行分工合作，可以讓學(xué)生學(xué)有所得，更加樂(lè)于學(xué)習(xí)，更好地為升入初中做好銜接準(zhǔn)備。

（二）整合教學(xué)資源，創(chuàng)設(shè)有效教學(xué)情境

科學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)提出“小學(xué)的科學(xué)課是一門(mén)綜合性的學(xué)科”，而STEM 教育思想是融科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)為一體的多學(xué)科融合的理念。將STEM 教育理念融入小學(xué)科學(xué)教學(xué)是課程標(biāo)準(zhǔn)落地的需要，也是學(xué)生成長(zhǎng)的需要。

1.有效整合教學(xué)資源

教師在教學(xué)時(shí)，應(yīng)當(dāng)按照新課標(biāo)的要求創(chuàng)新、靈活地綜合運(yùn)用教育理念，更好地讓學(xué)生接受多方面的知識(shí)，將科學(xué)、數(shù)學(xué)、信息技術(shù)等學(xué)科進(jìn)行融合，實(shí)現(xiàn)多個(gè)學(xué)科知識(shí)點(diǎn)的碰撞，再利用多媒體技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新性知識(shí)點(diǎn)的展示和教學(xué)。在諸多有效、有質(zhì)量的教學(xué)資源整合的過(guò)程中，創(chuàng)設(shè)有效的教學(xué)情境，使得學(xué)生更好地發(fā)散思維。

在小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)中，教師要運(yùn)用科學(xué)方法優(yōu)化課堂教學(xué)，提升核心素養(yǎng)培養(yǎng)實(shí)效。在充分發(fā)揮科學(xué)學(xué)科綜合性和實(shí)踐性特征的基礎(chǔ)上，潛移默化地滲透數(shù)學(xué)、工程、技術(shù)等學(xué)科的知識(shí)和資源內(nèi)涵，拓展學(xué)生的眼界，讓他們接觸更為豐富多彩的學(xué)習(xí)內(nèi)容，為學(xué)生營(yíng)造積極和實(shí)效的學(xué)習(xí)課堂。

如，教學(xué)教科版三年級(jí)科學(xué)《陽(yáng)光下的影子》一課時(shí)，為了讓學(xué)生了解影子包含科學(xué)知識(shí)，可以帶領(lǐng)學(xué)生實(shí)地觀察，以校園中的大樹(shù)或者教學(xué)樓為參照物，計(jì)算不同時(shí)段太陽(yáng)的高度。這一實(shí)踐活動(dòng)，要整合科學(xué)、校園文化、數(shù)學(xué)計(jì)算等方面的知識(shí)，并讓每一位學(xué)生都參與其中，記錄下數(shù)據(jù)。在此過(guò)程中，學(xué)生對(duì)陽(yáng)光下物體的影子概念有了清晰的了解。隨后，可以進(jìn)一步組織學(xué)生組成討論小組，圍繞“影子在陽(yáng)光下的變化規(guī)律是什么？”進(jìn)行分析。通過(guò)實(shí)踐與討論，學(xué)生會(huì)認(rèn)識(shí)到隨著太陽(yáng)位置的變化和照射角度的不同，影子的長(zhǎng)度也會(huì)發(fā)生變化，從而總結(jié)出“陽(yáng)光下物體的影子，中午時(shí)分最短，早晨和傍晚較長(zhǎng)”。在整個(gè)實(shí)踐活動(dòng)中，學(xué)生了解了校園文化，實(shí)踐了科學(xué)探究歷程，體現(xiàn)了數(shù)學(xué)的工具性與實(shí)用性，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)的同時(shí)，了解了計(jì)算和測(cè)量，使得課程之間實(shí)現(xiàn)了“無(wú)縫銜接”。

2.創(chuàng)設(shè)真實(shí)教學(xué)情境

教學(xué)情境，是在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生參與學(xué)習(xí)的現(xiàn)實(shí)環(huán)境。真實(shí)的教學(xué)情境能幫助學(xué)生構(gòu)建科學(xué)學(xué)科知識(shí)框架，促使思維朝著多元化方向發(fā)展。倘若在教學(xué)時(shí)能很好地將數(shù)學(xué)、科學(xué)進(jìn)行融合，加上多媒體技術(shù)，便可完美呈現(xiàn)STEM 教育理念，為學(xué)生的認(rèn)知拓展創(chuàng)造條件。因此，教師將教學(xué)資源進(jìn)行整合之后，可以通過(guò)巧妙地創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，讓學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)更快樂(lè)，有效地提升科學(xué)課堂的教學(xué)質(zhì)量和效率。

例如，教學(xué)教科版六年級(jí)下冊(cè)“宇宙”這一單元時(shí)，可以利用多媒體技術(shù)對(duì)月球的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行展示，如，“月球?yàn)槭裁词橇恋摹薄霸虑虻倪\(yùn)動(dòng)方式”“月球的運(yùn)動(dòng)時(shí)長(zhǎng)”“月球的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)”“月球的地形特點(diǎn)”或是“人類在月球上留下的足跡等”。通過(guò)對(duì)這些真實(shí)情境的還原，幫助學(xué)生加深對(duì)月亮的觀察和了解。對(duì)于“月相”的認(rèn)識(shí)，則可以通過(guò)圖畫(huà)加演示的方法進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)。在模擬實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，組織學(xué)生在空地上畫(huà)一個(gè)圓，圓上畫(huà)八個(gè)點(diǎn)，在墻面上粘貼一個(gè)“太陽(yáng)”，一個(gè)學(xué)生舉著一個(gè)涂了一半的籃球站在圓上繞著太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)，一部分學(xué)生站在圓外，對(duì)“月亮”進(jìn)行觀察，分別將圓圈上“月亮”運(yùn)動(dòng)到的八個(gè)地方的“月相”記錄下來(lái)。如此真實(shí)的情境創(chuàng)設(shè)，有助于提高學(xué)生的空間想象力。

在小學(xué)階段學(xué)習(xí)科學(xué)的過(guò)程中，激發(fā)學(xué)生興趣尤為重要，教師應(yīng)從學(xué)生的年齡特征和學(xué)業(yè)水平出發(fā)，通過(guò)情境的創(chuàng)設(shè)，激發(fā)學(xué)生的興趣，提升學(xué)習(xí)的實(shí)效。

（三）注重實(shí)踐性教學(xué)，提升學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力

科學(xué)，看似高深莫測(cè)，遙不可及，實(shí)際上，大量的科學(xué)知識(shí)蘊(yùn)含在日常生活中。在教學(xué)中，通過(guò)探究實(shí)踐，尤其是在解決生活中實(shí)際問(wèn)題的探究實(shí)踐中，引領(lǐng)學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦，定能更好地啟迪學(xué)生思維，使其建構(gòu)初步的科學(xué)認(rèn)知，形成一定的科學(xué)素養(yǎng)。因此，在STEM 教育理念融入和新課標(biāo)的要求下，教師應(yīng)當(dāng)更注重科學(xué)的實(shí)踐性，提升學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐的能力。

例如，在教學(xué)六年級(jí)下冊(cè)“物質(zhì)的變化”單元時(shí)，教師可以選擇生活中比較熟悉的物品作為學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究的材料，如黃豆、沙子、白糖、食鹽、白醋、米飯等。這些材料來(lái)源于學(xué)生的生活，學(xué)生易于操作，更能使學(xué)生感受到科學(xué)在生活中無(wú)處不在。在具體的實(shí)踐過(guò)程中，教師一方面要教給學(xué)生一定的科學(xué)方法和實(shí)驗(yàn)技能，另一方面要引領(lǐng)學(xué)生自主探究，主動(dòng)經(jīng)歷探索實(shí)驗(yàn)的全過(guò)程。如，觀察常見(jiàn)的白糖時(shí)，可先描述白糖的特征，然后用勺子和蠟燭加熱白糖，在加熱的過(guò)程中，觀察白糖顏色、狀態(tài)的變化，最后將生成的黑色物質(zhì)放入水中，觀察是否溶解，判斷生成的物質(zhì)是否為不同于白糖的新物質(zhì)。通過(guò)在課堂上對(duì)身邊熟悉物質(zhì)的變化進(jìn)行實(shí)踐和觀察，能加深學(xué)生的理解，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。

總之，將STEM 教育理念融入小學(xué)科學(xué)教學(xué)，需要教師轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，建立STEM 教育的綜合思維，進(jìn)行各學(xué)科之間的整合，將各類知識(shí)點(diǎn)合理地通過(guò)STEM 活動(dòng)展現(xiàn)出來(lái)，隨后通過(guò)培養(yǎng)學(xué)生知識(shí)的遷移能力，將STEM 教育理念靈活地應(yīng)用到教學(xué)中，推動(dòng)教學(xué)的發(fā)展，幫助學(xué)生建立科學(xué)思維，提升科學(xué)教學(xué)的實(shí)效。