金玉燕

（昆山高新區(qū)西塘實驗小學，江蘇昆山 215000）

傳統(tǒng)小學科學教學得不到師生的重視，教師采取的教學模式以“口耳相傳”為主，希望通過科學知識點的傳遞來提高學生的知識儲備量，很少站在學生熱愛科學、科學思維、實踐能力等角度來創(chuàng)新教學方法。隨著《小學科學教學大綱》的頒布，如何實現(xiàn)小學生科學學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)成為新時期的主要教學目標。也正是在這一目標的推動下，科學、前沿的STEM教學法被廣泛應用到小學科學課堂教學中，并且大量的實踐證明，這種教學方法與小學科學學科的特點相適應，兩者結合具有相得益彰的效果。

一、STEM教學法與小學科學課程的概述

（一）STEM教學法概述

STEM教學法指的是以任務驅動為根本、以多學科融合為途徑、以培養(yǎng)學生學科思維和解決問題能力為目標的一種現(xiàn)代化教學模式。STEM是科學、技術、工程、數(shù)學四門學科英文首字母的縮寫，這就決定了在利用STEM教學法開展教學活動的時候勢必會利用到很多學科的學科特點、教學理念，也就是集各學科教學理念、方法之長而整合成一種更加高效的教學方法，不斷發(fā)揮各學科在學生學習和成長中的獨特作用。STEM教學法具有鮮明的特點，它是教育的一種理想和追求，它與應試教育“格格不入”。這種教學方法的主要目的是激發(fā)學生學習熱情、培養(yǎng)學生學科思維、增強學生實踐能力，更多體現(xiàn)的是素質教育，將學生從反復做題、反復記憶的“怪圈”中解放出來，將學生從唯分數(shù)論英雄的“桎梏”中解脫出來，實現(xiàn)思想、行為的解放。

（二）小學科學課程概述

小學科學學科的主要內(nèi)容以探究與實驗為主，希望通過科學課堂教學來增強學生對科學的認知、對科學的向往，并且能在學習中領悟科學的精神、培養(yǎng)科學的思維、擁有堅定的科學理念，最終形成科學素養(yǎng)。所以說，小學科學課程的開展不僅對學生綜合素質發(fā)展具有巨大作用，而且對人類探究自然、科學發(fā)展也具有積極的意義。因此，小學科學學科教師在開展課程教學的時候，要不斷革新教學理念、創(chuàng)新教學方法，尤其是要不斷探究與科學學科特點相融合的教學方法。然而，STEM正是目前與小學科學學科教學適合程度最高的教學方法之一，是基于科學學科在技術上運用的教學。正如前文所述，STEM教學中的“S”代表的就是科學學科，這個教學方法希望通過多學科教學來培養(yǎng)學生探究問題、解決問題的能力，激發(fā)學生追求學科知識體系的熱情，能夠養(yǎng)成學科思維。這些特點與小學科學課程的內(nèi)涵是“不謀而合”的，是小學科學課程教學的主要目標體現(xiàn)，這也就決定了STEM教學方法在小學科學課程教學中可以大有作為。

二、架設小學科學學科與STEM教育之間的橋梁

在小學科學學科中實施STEM教學法，關鍵要找到兩者的融合點，在它們之間架設橋梁，以實現(xiàn)兩者的有效對接。我們可以用情境、問題、任務為敲門磚，打通兩者之間的壁壘，構筑一條暢通的教學通道。

（一）以真實情境為載體

教學情境是指教師在教學過程中創(chuàng)設的情感氛圍，既具有情緒色彩，又帶有感性因素，其核心是激發(fā)學生情感，助力學生理解。情境有虛構和真實兩種，真實情境是科學與STEM的共同視角，是連接兩者的一個著力點。創(chuàng)設真實情境是科學與STEM教學的共同需求，我們應當利用生活中真實存在的客觀世界，尤其是學生身邊熟知的事物，將其作為科學探究與STEM活動的載體，用真實的情境去熏染學生情感和推動活動開展。例如，《雞蛋保護器》一課以常見的雞蛋為背景，依據(jù)生活現(xiàn)實開發(fā)設計的基于STEM教學法的科學課。在該課中創(chuàng)設了“買雞蛋”的生活情境，由此產(chǎn)生“保護雞蛋”的探究活動，學生動手設計制作“雞蛋保護器”，讓教學在生活情境中鋪開，由始至終圍繞“保護雞蛋”這一生活場景而推進。

（二）以復雜問題為媒介

“問題是探究的動力，是科學的源泉?！笨茖W學習以探究式學習為主要方式，而問題是探究的引擎與動力，科學探究圍繞問題而展開。問題也是STEM教育的核心，是STEM教學的主線。由于STEM具有極強的綜合性，富有跨學科特點，運用綜合知識去解決問題，因此，STEM引領下的科學教學中的問題，應當是復雜問題，而不是簡單的科學問題。以復雜問題為媒介，可以有效聯(lián)通科學與STEM教學，讓STEM教學法有機滲透在科學教學之中。例如，在教學《變色花》一課時，我通過“神奇的變色花”表演引出問題：“花兒為什么會變色？”然后圍繞這一問題引導學生猜測，帶領學生思考設計方案，動手制作指示劑，并進一步測試優(yōu)化，整個教學以復雜問題為線索，學生經(jīng)歷了猜想、設計、評估等過程，完成了對“變色花”原理的探究，學會了自制酸堿指示劑。

（三）以挑戰(zhàn)任務為平臺

探究式學習其實就是圍繞任務而展開學習，學生在完成各種任務過程中習得知識，形成能力。任務驅動學生學習，改變學生學習狀態(tài)。在科學課堂中，學生需要完成各種任務，如猜想、畫圖、設計、實驗、制作等，而在STEM教學活動中的任務，應當帶有挑戰(zhàn)性，其難度要稍微大一點，這樣才能激發(fā)學生興趣，激活跨界思維，綜合運用各學科知識去解決問題。挑戰(zhàn)任務是STEM教學的平臺，是科學通向STEM的橋梁。例如，《皮影戲與光》就是一節(jié)融科學與STEM一體的教學，該課以創(chuàng)作皮影戲為任務，將光的知識融入STEM活動，讓學生手腦聯(lián)動，自主探究學習，挑戰(zhàn)高難度任務。

三、小學科學學科運用STEM教學法的具體策略

（一）注重學科融合，發(fā)展學生科學思維

傳統(tǒng)小學科學教學模式以“口耳相傳”為主，偏向于文科教學，甚至有些小學科學教師認為這門學科教學的主要過程就是記憶，引導學生通過記憶有關知識來提高科學知識儲備量，而忽視了對學生學科思維的培養(yǎng)，這對學生思考科學現(xiàn)象、探究科學世界是極為不利的。因此，新時期的小學科學教師要革新教學理念、創(chuàng)新教學方法，尤其是要大力利用以培養(yǎng)學生思維為主要教學目標的STEM法作為課堂教學方法。STEM教學是科學教學的一種理想與追求，正如前文所述，STEM教學是將科學、技術、工程和數(shù)學幾門學科的優(yōu)點結合起來，這就決定了小學科學教師在教學中要善于學科融合，引導學生利用其他學科的知識脈絡、學習思路來開展科學學科學習，從而加強對科學知識的理解與領悟。這種方法是基于科學學科在技術上運用的教學，數(shù)學與科學相結合，提倡問題式學習、項目式學習等，是知識、能力和素養(yǎng)的融合。小學科學學科教學的主要目的是培養(yǎng)學生的科學思維，透過現(xiàn)象、數(shù)據(jù)看到科學問題的本質，培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力。通過讓學生來設計實驗而不是簡單地模擬實驗，給學生更多思考的空間，提升科學思維。與數(shù)學學科相結合，在面對生活和自然現(xiàn)象的時候能夠科學解釋、理性思考，例如，在面對一個動物或者植物的時候能夠進行科學的觀察與科學探究，從而在教師引導和科學教育下有效培養(yǎng)學生的科學思維。

例如，在小學四年級科學教材中有一個“觀察種子的萌發(fā)”教學任務，這個教學任務涉及的知識點包括科學和數(shù)學，如果教師脫離數(shù)學學科，那么學生的數(shù)學思維難以運用到科學學科中，也就難以培養(yǎng)學生的科學思維。因此，我在教學中有效運用了STEM教學方法，引導學生根據(jù)數(shù)學知識體系中的“統(tǒng)計與分析”來思考種子的萌發(fā)過程，想一想萌發(fā)過程與哪些因素有關系。由于萌發(fā)過程涉及非常多的變化因素，一旦融入數(shù)學思維就能有效解釋，也正是在這個過程中培養(yǎng)了學生的科學思維。

在四年級科學上冊《運動與摩擦力》一課中，設計方案、小組合作、匯總分析三部分基于學生實際，帶領學生“知難而進”，展開“體驗——認知——思考——驗證——發(fā)現(xiàn)”的學習歷程，問題環(huán)環(huán)相扣，使學生思維不斷加深和拓寬，形成思維網(wǎng)絡，既培養(yǎng)了學生的科學素養(yǎng)，也為學生繼續(xù)學習和自身發(fā)展奠定了良好的基礎。在解決“至少需要多大的力才能克服阻礙運動的摩擦力，剛好使盒子運動起來？”問題時，針對全班小組的實驗結果，教師可少講一些，引導學生開展實驗，在實驗的過程中不是簡單讓學生進行體驗活動，而是讓學生對實驗過程中記錄的墊圈數(shù)進行統(tǒng)計，數(shù)據(jù)匯總，讓學生自己靜靜地看，算出平均值，使學生了解使物體從靜止到運動，怎樣去測量克服摩擦力的拉力大小，通過自己的測量感知摩擦力的真實存在，認識物體在運動中產(chǎn)生并受到摩擦力。讓他們從數(shù)據(jù)中自己分析得出結論以及這樣判斷的依據(jù)，可以更有效地培養(yǎng)學生的科學思維能力?；赟TEM教育理念的科學教學應該強化學生對知識的消化吸收能力。教師應該強化引導作用，引導學生借助其他學科思維來建立科學思維，讓知識轉變?yōu)槟芰Α?/p>

（二）構建知識架構，激發(fā)學生科學探究素養(yǎng)

小學科學學科教學的主要內(nèi)容之一是教會學生如何探究未知世界，如何利用已經(jīng)掌握的知識來認識生活和改造生活，這與STEM教學法中的“工程”學科特點是相吻合的?！肮こ獭睂W科講究的是不斷嘗試、不斷推動，而且在嘗試和推動過程中又講究“有理有據(jù)”，也就是這個不斷嘗試的過程是建立在一定的理論及反復實踐基礎上，不是“憑空亂造”。因此，一旦將STEM教學法應用到小學科學教學中，就能培養(yǎng)學生對科學的態(tài)度，就能激發(fā)學生對探究的熱情，并且是在科學理論指導下的有效探究，培養(yǎng)學生的質疑意識、質疑能力，發(fā)展學生的學習能力。

例如，我在帶領學生學習“植物和我們”的時候，這節(jié)內(nèi)容主要是教會學生如何探究植物的器官以及功能，由于現(xiàn)實中無法獲得肉眼下的植物器官，那么就需要學生在基本知識的支撐下來“制作”植物器官，這個過程就是工程學上的動手試驗和不斷探究的過程。我在教學中會為學生提供做植物器官的材料，例如，剪刀、雙面膠、牙簽兒等，然后引導學生嘗試制作一個植物器官模型并解釋其內(nèi)部是如何工作的，讓學生利用工程學知識簡要分析這個模型的原理。通過這種教學模式，能促使學生積極思考植物器官是如何工作的，會在其他學科知識的幫助下來探究這一未知領域，培養(yǎng)學生實驗設計的思維能力和思維品質，鍛煉學生從多角度、全方位思考問題的能力。

教師在培養(yǎng)學生的動手實踐能力、合作與溝通能力的同時，要鍛煉學生自信心。在《運動與摩擦力》一課的合作學習中，教師選擇有結構性的實驗材料，利用塑料鉤碼盒側邊穿孔，讓輪子方便組裝，一開始不出示輪子，讓學生在探究中引出他們需要的材料，這時不再是教師提供材料學生來做，而是學生需要材料，教師提供，既滿足了學生的需求，還有助于學生創(chuàng)新能力的充分發(fā)揮。

此外，STEM教學還可以增強學生的思維創(chuàng)造能力和科學認知能力，讓學生自主地去尋找解決科學問題的方法，以此來增強學生對科學的探究興趣，滿足學生多元化發(fā)展需求。

（三）推動知識踐行，培養(yǎng)學生科學應用意識

陶行知生活即教育理念告訴我們，要積極引導學生利用所學習的知識來認識和改造自己的生活，具體到小學科學學科也同樣如此。小學科學學科教學的主要目的不是為了增強學生科學知識的儲備量，更多的是能夠引導學生利用掌握的科學知識來提高自己的生活質量。因此，小學科學教師要積極運用STEM教學方法，大力開展實踐教學，尤其要充分利用“技術”學科的特點，多將科學知識有效運用，從而實現(xiàn)“科學”存在的價值。

例如，我在帶領學生學習“哪種材料硬”這節(jié)內(nèi)容的時候，會將學生帶至實驗室，為學生提供幾種不同材質的材料，例如，鐵塊、木條、塑料板、泡沫板等，然后引導學生利用鐵釘在不同物體表面上進行刻劃，看一看哪種物品最硬、哪種最軟。通過有效實驗促使學生對“哪種材料硬”有了直觀上的認識，對生活中的一些現(xiàn)象也能有效解釋。

在《運動與摩擦力》一課，以“拉人游戲”為主線，教師通過一節(jié)課的學習，讓學生用所學科學方法來解決生活中的實際問題。真正體現(xiàn)：科學來源于生活，應用于生活。與生活中的實例相聯(lián)系，辯證思考摩擦力的利與弊，將摩擦力問題進行延伸。將課堂知識遷移到生活實際中，提升科學素養(yǎng)，用知識遷移推進學以致用。教師應當充分利用STEM教學方法，將生活知識大膽地融入科學課堂中，積極培養(yǎng)學生的觀察能力和應用意識，將日常生活中的科學知識與教材中的科學知識相融合，從而幫助學生真正理解“實踐是檢驗真理唯一標準”這句話的內(nèi)涵，引導學生積極踐行自己所掌握的科學知識。

綜上所述，隨著教育現(xiàn)代化的不斷推進，一些科學的教學方法正逐步被小學科學學科教師所采用，其中就包括STEM教學法。這種教學方法因為具有的特點與小學科學學科具有異曲同工之處而彰顯出強大的教學效果。尤其對學生科學思維的培養(yǎng)、探究能力的提高、應用意識的養(yǎng)成具有積極的作用，并且能以此為基礎，有效培養(yǎng)小學生科學學科的核心素養(yǎng)，讓科學展示出強大的生命力與豐富的表現(xiàn)力。