小學科學課堂教學的創新探思

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摘要：STEM教育交叉融合了科學、技術、數學等較多的學科，在培養學生創新精神、問題解決能力等方面具有重要的意義。在小學科學課堂中融入STEM教育理念，可改變課堂的教學方式，將學生的主體地位充分凸現出來，有效提高學生的科學素養，推動學生的健康成長與發展。由于探究性活動是小學科學課堂教學的主要方式，小學科學教師要準確把握STEM教育理念的核心內涵，重塑探究性活動的設計原則與流程，改善小學科學的教學效果。

關鍵詞：小學科學；STEM教育；教學創新

STEM教育理念的核心為跨學科整合，要求結合現實情境問題，利用多學科知識加以解決，從而提升學生的問題解決能力與綜合素養。小學科學課程的內容涵蓋多個領域，且各個領域并不是獨立存在的，而是相互影響與聯系，由此可見STEM教育和小學科學課程具有融合的可行性。小學科學課程的實踐性特征明顯，主要利用探究活動來開展學習。就現階段而言，很多科學教師已充分認識到STEM教育理念的應用價值，能夠在課堂教學中融入其他學科的知識，但并未深度結合STEM教育理念與探究性活動設計，導致STEM教育理念的價值、優勢得不到全面體現。因此，教師要依據STEM教育理念科學設計綜合性的探究活動，在高效傳授學生科學知識及其他學科知識的基礎上，同步培養學生的實踐能力與綜合素養。

一、STEM教育理念的內涵及實施原則

（一）內涵

STEM教育將多學科知識綜合起來，有機統一了知識獲取、方法應用、情感態度等方面的目標，可對學生的創新精神與實踐能力進行同步培養。通常情況下，可從以下方面進行分析。1.跨學科性。在STEM教育理念下，教師科學設計活動主題，在項目活動中融入各領域，促使學科課程間的知識割裂和不足得到彌補。2.情境性。為順利推進教育活動，教師要綜合考慮學生能力和教學主題，將真實、復雜的問題設計出來，引導學生結合已有的知識經驗，在真實問題情境中探索問題的解決方案。3.合作性。在教育過程中，教師設計的問題情境往往較為復雜，單依靠學生的個體力量難以順利解決。因此，小組合作是STEM教育的主要學習形式，小組成員結合各自的分工配合開展探究學習活動。

（二）實施原則

為切實發揮STEM教育理念的價值，提高小學科學教學質量，教師需依據正確的原則設計教學活動。1.關注課程目標。課程標準全面概括了學科中最重要的內容，將此門學科的重點知識綜合起來。在開展STEM教育時，可對課程標準中的主題進行利用。其中，小學科學的核心宗旨是培育學生的科學素養，只有通過進階學習與動手實踐才能達成這一目標。因此，小學科學教師要緊密融合課程標準與STEM教育理念，科學設計科學探究活動，幫助學生在理論學習、實踐鍛煉中高效內化知識，逐步形成科學素養。2.面向全體學生。結合小學科學的課程標準可知，教師要通過教學活動的實施，促進班級所有學生的個性發展。由于團隊合作是STEM教育的主要形式，因此在分組過程中，教師要充分考慮學生之間的差異，搭配具有不同優勢的學生，保證各個學生的優勢都能夠得到展示與發揮，進而將科學學習的信心建立起來。只有這樣，才能夠有效提升學生的科學素養。3.解決生活問題。基礎性知識是小學科學課程的主要內容，通過揭示生活中常見的科學現象，激發學生的科學探究熱情。小學生具有較強的求知欲，在設計探究性問題時，教師一定要與學生的現實生活聯系起來，引導學生對生活中的真實問題進行思考和探索，不但能讓學生的學習體驗得到優化，還能培養其學以致用的能力。4.以學生為主體。促進學生學習與發展是應用STEM教育理念的主要目標，教師需轉變為組織者與引導者的角色，將學生作為課堂學習的中心，圍繞學生的“學”設計各項教學活動。在教學過程中，教師要引導所有學生深度參與進來，與其他學生加強協作，共同解決知識難題，使學生產生強烈的成就感，增強他們的科學學習熱情。

二、STEM教育理念下小學科學課堂教學的創新策略

（一）設計活動基本信息

在STEM教育理念下，小學科學教學工作主要依托探究學習活動開展。為保證探究學習活動的實施成效，在活動開展前，教師要科學設計活動的基本信息，如活動目標、活動主題、教學重難點等，以便推動探究學習活動的順利推進。1.設定目標。培育學生科學素養是科學課程的總體目標，這一目標的完成情況直接影響學生未來的學習與生活。在制訂教學目標時，既要重視學生對科學基礎知識、基本技能的掌握情況，又要關注學生其他領域素養的發展需求，將STEM教育理念的跨學科特征充分體現出來。一般來講，可從科學素養、技術素養、工程素養以及數學素養等四個方面劃分活動整體目標。科學素養指的是學生在參與探究活動的過程中，能夠掌握相應的科學知識與原理，形成一定的科學觀念。技術素養指的是學生在探究實驗過程中，能夠充分掌握各項實驗材料及工具的使用方法。工程素養指的是學生的活動內容及目標，自主設計與調整實驗裝置。而數學素養則可在實驗數據記錄、整理、分析等過程中形成。2.選擇主題。教師要綜合考慮學生的知識儲備及實際生活，選擇符合學生學習需求的主題。同時，要關聯、承接活動之間的主題，以促使學生的能力和知識水平得到持續提高。在單次活動主題設計時，要將上下次活動的承接關系納入考慮范圍，適當延伸活動內容。3.確定時間。通常學習探究活動要保持在40分鐘以內。活動時間過短，將難以幫助學生順利掌握相關知識與技能；時間過長，小學生的注意力又容易分散，難以保證學習探究活動的實施效果。在活動實施過程中，教師要嚴格控制導入時間，避免過多占用學生自主探究、合作探究的時間。4.設定重難點。只有明確課堂教學的重難點，才可以增強教學設計的針對性。因此，教師需依據學生的能力水平，認真分析此節課的探究內容，準確把握重難點知識。為順利突破教學重難點，教師在學生探究過程中要加強指導，并在活動后進行梳理與總結，保證每個學生都能夠深入理解和掌握。

（二）明確師生雙方角色

在STEM教育理念下，課堂教學活動的主體由教師、學生共同組成。和常規教學模式相比，教師扮演著更加豐富的角色，學生則在小組中開展探究活動，承擔著相應的職能，與其他學生一起探究任務。1.教師角色。在科學課程教學活動中，教師具有十分豐富的職能，需結合具體的活動主題與目標及時轉變角色，以便順利推進科學探究活動。其中，最為主要的角色是“主講”和“助教”。教師不再向學生直接講授科學知識，而是以幫助者、支持者的身份輔助學生開展探究活動。在具體教學過程中，教師先以主講者的角色創設探究任務情境，保證設計的任務情境能夠有效激發學生的探究欲望。同時，提供給學生完成探究任務所需要的基本知識技能，引導學生以小組交流、合作探究等形式共同解決問題，通過展示、交流各個小組完成的作品，來匯報探究結果。在學生開展合作探究時，教師要及時轉變為助教的角色，密切關注各個小組的探究情況。如果有疑難問題出現，需及時給予支持，持續評估、反饋學生的學習活動。教師通過及時轉換自己的角色，能夠有效匹配科學探究活動，保證活動的實施效果。2.學生角色。由于科學探究活動的復雜性特征明顯，小學生又不具備較高的認知水平和探究能力，依靠個體力量無法順利完成。因此，教師要做好學習活動小組的劃分工作，結合每個學生的特長、不足等進行合理分工。在活動實施的各個環節，學生承擔的職能、扮演的角色將會出現較大的差異。在STEM教育理念應用初期，學生缺乏相應的經驗，不了解自己適宜扮演哪一角色，教師可先讓學生對某一角色進行體驗，之后再結合學生的意見進行調整。在劃分學習小組時，每組一般保持在4-6人。其中，小組內的主要角色有：（1）小組長。小組長主要承擔領導職能，帶領小組成員深入探討探究任務，科學劃分角色，向各個成員詳細講解各自需承擔的職責，協調各個成員順利推進探究活動。（2）記錄者。此角色主要是對科學探究活動的實施過程、假設猜想、階段性成果等進行記錄，將記錄內容及時分享給團隊成員，與其他成員加強交流，梳理活動探究思路。（3）思考者。此角色需具備活躍思維，結合探究活動的實施進展，及時對出現的問題進行思考，將想法分享給小組成員。（4）建造者。此角色要具備較強的動手能力，負責完成動手實踐類環節。（5）匯報者。各組完成科學探究活動任務后，此角色向其他小組及教師匯報本組的實施過程及產生的成果。

（三）優化活動實施流程

1.準備環節。教師需在此環節內創設出符合學生認知特征與教學主題的情境，利用情境揭示探究主題與探究任務。同時，關注班級學生的才能差異，科學劃分學習小組，引導各個小組在內部開展交流活動，將各自的假設與探究方案制訂出來。各個小組長深入分析教師布置的科學探究任務，領導小組成員深入探討探究任務，具體劃分任務內容。部分任務具有較大的難度，可用實現難度較小的子任務進行劃分。在交流討論過程中，小組成員都要參與并發表個人的看法與建議。如果在討論交流中遇到難題，教師可及時給予指導。完成討論之后，將本組的猜想確定下來，并對探究方案進行構建。例如，在學習“空氣在哪里”一課時，可利用乒乓球、玻璃瓶、水等材料在準備環節內示范開展找空氣的實驗活動。學生的求知欲得到激發后，教師引導學生以小組形式思考如何用瓶子、水等基礎性材料尋找空氣，擬定假想與探究方案。學生在擬定假想的過程中，能夠將STEM的工程與技術素養體現出來。2.探究環節。各組學生明確教師布置的任務后，以討論形式設計和探究任務，驗證猜想的正確性，最終獲得相應的結論。在具體實施中，學生要實踐應用學習到的科學知識，融合應用多學科知識，大膽嘗試新的方法和策略，促使學生的科學素養得到培育和發展。各組的記錄者要如實記錄探究方案的實施過程、產生的各項數據，與小組其他成員共同分析這些數據信息，得出相應的結論，提升學生的數學素養。在這一過程中，教師主要扮演幫助者、指導者的角色，觀察指導各組學生的探究學習活動，將必要的學習工具、技能等提供給學生。要充分發揮多學科融合理念的導向功能，對各個學習小組的活動進程進行組織與調控，鼓勵學生整合應用多學科知識，努力解決各種不可預見性問題，推動探究任務的順利完成。例如，在學習“把鹽析出來”一課時，小組學生經過討論后，確定了“電風扇吹鹽水”“酒精燈加熱”等探究方案。為避免有安全風險出現，教師要密切關注各組學生的活動進展，及時發現和糾正各種不規范的實驗行為。3.分享評價。通過分享評價程序的執行，學生的思維視野可以得到拓展，促進后續探究活動的順利實施。因此，完成探究活動后，教師要引導各組學生分別展示、分享各自的探究成果，積極交流任務實施過程中遇到的問題、形成的經驗等。各組學生展示過后，教師依據公平客觀的原則評價學生的探究成果，指出探究過程及成果中所存在的問題。

（四）科學開展活動評價

在科學課程教學過程中，活動評價是非常重要的環節。依據STEM教育理念的內涵，科學教師要同步優化評價機制，以便切實凸顯評價的價值。完成探究學習活動后，各活動小組會將各自的成果展示出來，教師要結合此節課的探究重點與任務目標，對作品評價量表進行編制，客觀、全面地評價各組的作品成果。同時，要充分考慮學生的態度、知識能力等變化情況，利用問卷、量表以及訪談等多元化形式評價學生的實際表現與成果。通常情況下，可從教師評價與學生自評兩個方面開展評價工作。教師要密切關注各個學生的參與過程，評價學生的參與態度與探究行為。當小組匯報作品成果時，教師客觀給出相應分數，在肯定學生成果的基礎上，委婉地指出成果中暴露的問題。在學生自評方面，教師需向學生提供自評量表，讓學生從知識技能、過程方法、態度情感等多個維度實施自我評價，深刻認識自己的優勢與不足。通過結合采用多樣化的評價形式，能夠幫助學生更加全面認知自己，促進學生的持續成長和發展。綜上所述，STEM教育理念與科學課程的教育目標相符，能夠對學生的探究能力、科學素養等進行培育。小學科學教師要主動創新課堂教學理念，依據STEM教育理念重塑教學模式，依托真實生活問題與科學探究活動，同步提高學生的知識能力與情感素養。為保證STEM教育理念的融入效果，教師要積極學習其他教師的教學案例，總結教學經驗，持續提高自身的教學能力。

參考文獻：

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［4］黃宗強.基于STEM教育理念下的小學科學教學探析［J］.考試周刊，2019（55）.

作者:韓剛 單位:甘肅省靜寧縣南關小學