基于STEM理念下的科学教学实践
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摘 要：不同的教学理念会对教学实践产生不同的影响。STEM理念是由科学、技术、工程和数学四个部分构成。STEM对于在教学实践和课程设计中的很多问题提供了良好的理论指导。通过学习基础概念进行工程或课题的设计，并在这样的教学过程中融合以上四大门类的一种教育理念是STEM的核心。本文以《保护鸡蛋》一课为例，详细地论述STEM理念下的具有科学性的教学实践过程。
关键词：STEM;教学实践;保护鸡蛋
一、 引言
随着教学改革创新的不断推进，越来越多的先进的理念被用于日常的教学环节中。STEM在教学过程中起连接贯通作用，当教学内容已经不仅仅是单一的教学知识而是涉及广泛的生活常识，教学理论以及社会经历时，它为学生提供更多的认识世界的可能，同时引导学生获得更多对于这个课题或者实验操作的相关思考，并在思考和实践过程中，把所有涉及的知识进行串联，让各个学科互相联系且产生有效互动，为各个学科的具体教学设计提供科学的理念指导。
二、 STEM理念对教学的作用
STEM理念最先是在美国提出的，很大一部分原因是美国的实用主义哲学对STEM理念有直接影响。STEM理念的重点是通过学习去获得对生活有益的经验并可以在生活中运用所学的知识解决问题。STEM理念融入日常教学中可以让学生直观地感受科学的解决问题的过程，对整个实践过程中所涉及的知识也有更为深刻的认识。在教学实践中提倡学生作为课堂的主体，主动积极的参与到教学的每个环节中来，且通过学习培养学生面对问题时分析和解决问题的能力。STEM理念和教学要求在一定程度上不谋而合。同时，任何理论都不能完全地照搬照抄，在教学过程中应根据学生自身的情况和具体的教学内容进行相应的理念结合从而达到理想的教学效果。
三、 STEM理念在教学实践中的具体运用
STEM可以有效提高学生的创造力，通过真实的场景再现可以让学生体会到STEM理念的科学性、高效性及实用性。以《保护鸡蛋》一课为例来进行具体的教学实践。课程中首先要了解鸡蛋为什么易碎，鸡蛋易碎的原因有哪些，如何去动手制作一个鸡蛋保护器，为什么这样鸡蛋不会破等四个关键问题，在问题和实践中推进学生对STEM理念中科学、技术、工程和数学互相运用解决问题的思维方式。
（一） 用科学知识探究问题本质
在《保护鸡蛋》中，最为核心的是为什么鸡蛋从高处落下后会碎。导致鸡蛋破碎的主要原因是什么？在这个环节，教师通过介绍重力的基本知识，让学生知道物体在重力的运用下是始终向下的。同时，举例多种情况下重力对物体的作用导致的结果都有哪些，并在拓展举例的情况下开发学生的思考问题的能力，使得学生对物体作用力的科学知识有了一定的掌握和理解。
（二） 技术支撑科学知识
在学生掌握了对鸡蛋保护最核心的关键就是对抗重力和减少重力对鸡蛋的影响时，具体的技术该如何的运用又是紧接着需要解决的问题。教师在教学过程中让学生拿出准备好的实验材料，包括：海绵、泡沫、胶带、橡皮泥、布条、纸盒等，通过不同的方式对鸡蛋进行保护，在具体的践行过程中深刻感受科学知识对技术的支持，例如：学生将鸡蛋用胶带固定在纸盒中，使得鸡蛋处在一个悬空的状态，以此来减少撞击地面时产生的冲击力。在具体的技术操作中，学生对于科学知识、生活常识等都有了发现、辨别、运用的能力。同时在实践操作中还有一部分学生选择了用海绵和布条包裹在鸡蛋上，并在下方垫上泡沫盒，让鸡蛋下落后的受力得到了分散和消解。良好地对于材料的选择，通过一定的技术操作，让学生认识到每个物体本身所具有的不同特性，同时也培养了学生的动手能力和学习科学知识的积极性。
（三） 工程是技术的集中展示
通过实践技术做出来的鸡蛋保护器就是整个鸡蛋保护工程里最重要的成果。工程为科学和技术提供得以施展的平台。工程，在教学中也可以称之为不同的实践课程或者教学内容，在教学内容不断的推进和学生探索能力的不断提高，实践的难度和所涉及的知识内容也都会逐渐增加。在《保护鸡蛋》这节课中，通过教学设计和STEM理念的结合，让每位学生动手設计护蛋器都是理论与技术最佳的结合。
（四） 数学连接科学、技术与工程
每个鸡蛋不同的重量，对于摔碎的可能性的大小是否有影响;从同样高度掉落下来，掉落的速度是多少;有了鸡蛋保护器之后，鸡蛋的下降速度有什么改变？围绕着《保护鸡蛋》的实验可以提出很多与数学相关的问题，学生在这个过程中培养了个人分析和解决问题的能力，对于实验做出记录和对照。当完成保护器的制作，开始测试保护器的有效性时，再次记录鸡蛋在被保护状态下下降时所花费的时间。通过前后的对比，让学生认识到数学与科学知识之间的联系。拓宽学生对不同学科的认识，培养学生面对问题多方面思考的能力，通过综合的知识的积累与运用，充分学习和认识到学习不是一个孤立的过程。
四、 总结
STEM理念充分运用到教学中对学生认识事物、学习知识、自我表达等能力都可以实现一定程度的提高。科学知识不但为实践提供支持同时还能够有效地解决生活中的很多问题。STEM理念与教学相结合，为教学提供良好服务的同时也为教师在教学设计时提供了更多的可能性。
参考文献：
[1]王小梅.整合+拓展：基于STEM理念的小学科学教学实践探索[J].基础教育参考，2018（15）：37-40.
[2]朱一子，刘淑宁，符琳，丁永文.保护鸡蛋下落的装置设计[J].科技创新导报，2017，14（36）：96-98.
作者简介：
石郑亚，江苏省常州市，常州市钟楼区勤业新村幼儿园。
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