基于STEM教育视角的小学科学教学实践分析
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【摘要】STEM教育在课程内容、实施方面表现的动态性，不仅有助于学生认知能力的提升，而且有助于培养学生敏锐的科学思维习惯和高效解决现实生活问题的能力。基于STEM教育视角下，教师在教学过程中应通过使用活动设计、问题解决发现、探索性学习策略等教学手段，以期确保STEM模式的科学性与全面性，从而发挥其构建优势和作用。
【关键词】STEM教育实践探究小组协作本文基于STEM活动学习，对学生能力提高、成果评价等相关问题进行了深入探讨，并以小学科学这门具体课程为例，从组织小组活动、丰富活动内容、改进技术方法等方面进行实践探讨，以培养学生学习科学的兴趣，提升STEM教学的有效性。对此，笔者依据教学经验，对STEM活动设计总结出了以下几点个人心得。
一、整合跨学科知识，培养学生实践探究和问题解决能力
STEM教育具有成为融合课程的催化剂的作用，特别是难与其他学科结合的数学和科学。技术教师的新任务就是加强与其他学科的融合，追求提升学生的技术素养。比如，运用各种基于信息的用于处理音频、视频、静态图像和字母数字的计算机数据输入和输出装置，创造和提供多媒体演示，以期加强科学、数学在STEM教育模式中的融合，探索科学技术的可视化路径。
例如，以苏教版小学科学四年级上册第二单元《冷和热》第二课《热的传递》的活动设计为例，笔者出示多媒体课件，通过图片、视频设计如下情境：教师出示一杯熱水，用小勺搅拌热水，过了一会，勺柄会热，思考勺柄没有掉落在杯子里，可是为什么会热呢？笔者通过多媒体向学生展示他们日常生活中熟悉的场景，贴近学生的日常生活，更容易让学生产生兴趣，虽然他们能够通过各种方式来探究问题，却对知识的巩固方式不甚了解，笔者顺势引导学生用数学学科中的思维导图法来梳理知识。学生大胆地发表自己的观点，并绘制了两种不同的思维导图，即从实验特征入手，热是会传递的;从实验的原理来看，热在固体中，从温度高的地方传到温度低的地方，这种热的传递方式称为传导，这样一来就能帮助学生用数学方法更好地解决问题。
二、以小组协作的形式，开展基于项目的教学活动
在新时代教育背景下，合作学习与STEM活动的联系日趋紧密。针对STEM项目活动，教师以学习小组为单位，利用集体的智慧和力量，发挥团队的最大作用，不仅能够充分调动起学生的积极性，而且提高了学生的探究能力和创新能力。
例如，在苏教版小学科学五年级上册《昼夜对动植物的影响》的合作学习中，笔者将本节课的学习任务分割开来，让小组成员逐个攻克，最后进行整合。首先，按照少数服从多数的原则选取小组长。其次，小组长根据学生间的默契度、爱好兴趣等因素挑选组员。最后，笔者对各个小组进行细微的调整以确保建立科学有效的合作学习小组。在课前，每位学生都进行了“我身边的动植物的一天”的观察记录，笔者安排组员合理分工，各自聚焦于一个动植物，以其确定小组名称，如夜来香组、猫咪组等。在讨论结束后，每个组员各自展示汇报自己的成果，如夜来香选择夜晚开花，白天闭合、猫咪在夜晚捕食是因为它的眼睛能根据光线强弱来观察等。总之，合理有效的分组形式能够使学生快乐地学习知识，增强学生的自主探究能力。
三、倡导以学生为主，教师作为组织者和指导者
在STEM教学中，把握学生的个性特征是前提。由于环境和个人因素的影响，学生的体力、智力、兴趣、爱好、性格等方面参差不齐，存在差异性，教师需要了解学生个体特征，为开展教学活动打下良好的基础。倡导以学生为主的目的是让每一个学生参与进来，并有机会发表自己的看法和意见。
例如，笔者针对苏教版小学科学六年级上册《蜡烛的变化》这部分知识时，让学生研究蜡烛的变化，总结重点知识。学生认为加热蜡烛和燃烧蜡烛都会让其发生变化，这两种变化也具有差异。笔者为了让学生收集证据来证明自己的说法，借助自主探究学习的方式，要求学生带着“物质的变化分为几类？你眼中的蜡烛变化是怎样的？”的学习任务操作实验、分析结果。学生通过自主探究，总结了如下答案：物质的变化有两大类，一类是尽管外形和状态发生了变化，但没有生成新的物质。另一类是生成了新的物质，可以从颜色、沉淀等现象中得出结论。可见，笔者借助问题引导学生开展探究活动，真正发挥了学生的主体作用，实现了STEM教学的既定目标，优化了教学的实施效率。
四、选择及创新应用STEM所需技术手段
随着科学技术的发展，科学技术不断地向我们的日常生活中渗透，科学与社会持续融合，形成了科学的社会化和社会的科学化的趋势，对社会的发展产生了极大的推动力。因此，教师不仅需要一些了解应用技术来推动STEM教学向前发展，只有这样才能将科学教育与技术方面的教育有机的结合起来，从而促进中小学科学教育改革，培养科学技术人才。
例如，笔者通过分析国外STEM教育改革成败得失，深入剖析我国当前小学科学教育改革和发展的经验教训，通过系统分析和比较，在课程实践中尝试为学生创设技术丰富、设备丰富和资源丰富的学习环境，注重作品设计与制作时所需要的一些工具及材料，如3D建模软件、科学实验仪器等。以“力在哪里”的主题教学为例，笔者用3D建模软件设计了一辆以空气为动力的小车，让学生为小车行驶的距离设置目标，然后用文件记录实现该目标的动力数据，最后笔者为学生提供机会制作详细的设计分析和小车运行轨迹，从而借助实践工具集成了技术内容。此外，笔者还可以充分利用一些虚拟科技创新平台来进行教学实践，如虚拟实验室、增强现实技术等，在减少课程耗资的同时，还能吸引学生的学习兴趣。
五、采用多元化评价手段，重视对学习过程的评价
教学评价是教师更好教与学生更好的学之间的桥梁，对教与学起到沟通、调节、改善等作用，是STEM教学中不可缺少的重要环节。在实际课堂中，教师采用多元化教学评价，不仅能够彰显学生在课堂中的主体地位，还能更好地发挥教学评价的作用，使教学评价更加客观。学生自评主要是对每节课所学知识进行讲解，以期实现巩固新知;教师评价主要对学生的学习状态，任务完成情况，教学反馈等因素进行精准有效的评价。
例如，以苏教版小学科学六年级上册第一单元《显微镜下的世界》第二课《做酸奶》为例，笔者将教学评价分为两个阶段进行。第一阶段是教师评价，如启动STEM视频教学后，笔者指导并帮助学生确定研究问题：为什么牛奶会变成酸奶。第二阶段是学生评价，笔者在教学活动结束后布置相应的作业，让学生对课堂知识进行巩固提升，同时，学生对实验操作和完成结果进行自评、互评。比如，在制作酸奶时注意两个条件，一是温度，保持在35℃～40℃;二是将所有的器皿进行消毒处理。可见，笔者通过学生评价和教师评价相结合的方式，帮助学生巩固了所学知识，增强了科学基础能力。
综上所述，STEM教学作为现代教育体系的重要部分，需要教师尊重学生在教学过程中的主体作用，注意加强学生的创新、探究、实践等方面的培养以及开放性思维的发展，力求在改进教学模式的基础上，发挥信息技术的优势，从而提升小学科学的教学成效。
参考文献：
[1]沈香.浅议如何实现STEM教育与小学科学的融合[J].科学大众，2016，（4）.
[2]陆健红.STEM教育与小学科学融合的措施分析[J].教书育人，2017，（25）.
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