STEM教育理念下科学实验教学创新策略

卢秋婵

摘 要：小学科学实验教学应该更加注重科学、技术、数学和工程等多个领域的融合，转变传统单学科、重书本的教育模式。教师在此过程中发挥出自身的引领作用，对以往的教学内容进行创新和延展，设计出综合性较强的探究实验，进而有效培育学生的创新思维、综合实践能力，实现小学生的全面发展。基于此，本文结合STEM教育理念的内涵，提出了这一理念下科学实验教学的创新策略。

关键词：STEM教育理念;小学科学;实验教学;创新策略

引言

“学生的智力提升在于动手操作”，小学生更多的是在实验活动中建构属于自身的认知结构、发展各项能力，在充满趣味性的多元化学习过程中，学生不断开动脑经和积极思考，对自己提出更高的挑战。STEM是一种注重实践的超学科教育概念，任何事物仅仅靠一门学科都很难取得成功，只有在多学科、跨领域的作用下，才能进一步拓宽学生的眼界、发展学生的综合能力。为此，科学教师要充分意识到STEM教育理念的本质内涵，以实验为阵地，及时创新教学模式、拓展教学内容，实现学生创新能力、思维能力及实践能力的全面提升。

一、STEM教育理念的内涵解读

STEM即科学、技术、数学和工程四门学科英文首字母的缩写，STEM教育理念是将这四门学科进行融合性教学，突破传统的单一学科单一教学的界限，给予学生更多地探究多领域的机会，在多个领域的融合性学习中，促使学生实现跨领域、跨学科发展，既有效提高学生的综合能力，也能有效实现教学资源的优化配置。从本质上来看，STEM教育理念與小学科学的实验教学融合性、契合度较高，在教学设计、实践探究、科学训练及教学评价等层面，都可以实现与其他学科的结合，从而从根本上实现教学模式的创新、教学内容的延展及教学效益的提升。

二、STEM教育理念对科学实验教学的意义

1.有助于创新传统的实验教学模式

在我国大多数小学科学教学存在一定的固定化和模式化，且实验教学的综合性不足，大多停留于本课程的知识内容中，这一教育理念使得学生一味按照教师的方式被动成长，极易让学生的思维受到限制，不利于培养其综合能力和自主学习意识。通过在小学科学实验教学中融入STEM教育理念，能充分扭转传统的、单一的实验教学模式，教师可在学生的科学探究中融合技术、数学、艺术等内容，让教学内容得以拓展，教学模式得以创新，学生的思维也能在此过程中得以开阔，整体教学效益大幅度提升。

2.有助于培养学生的综合素质

小学阶段的教育教学对学生的学习方式、学习思维以及人格的培养有着重大影响，所以综合综合思维和实践能力的培养要从小学阶段抓起。STEM教育理念综合了多个学科和众多实践内容，能让学生在实践活动中突破思维的局限性，在多学科的作用下让学生富有想象力和创新力，在亲自动手和体验中拔高了自身的操作能力、实践能力，在遇到问题时也能勇于质疑，敢于提出问题，从而为其培养出良好的素质和综合性思维打下良好的基础。

三、STEM教育理念下科学实验教学创新策略

1.正确认知学科的融入时机

不同的实验活动对于学生能力的培养和知识素养的提升不尽相同，有些实验活动能够提升学生的思维能力，有些实验活动则需要学生结合数学、技术等领域的知识才能加以完成。所以，在小学科学实验教学中，连接不同的领域，其起到的作用也是不同的。在实验活动中，教师要正确认知完成该实验所需要的知识，能够培育学生哪些能力，只有形成正确的认知，才能根据其发挥的不同作用适当的应用到实验教学中，才能帮助学生真正有所收获与提升。

2.优化实验活动设计

教学设计是STEM理念下实验活动得以梯度性展开的前提，能够为教师提供清晰的教学思路。教师在实验活动设计时，需要充分掌握学生的认知水平，整合教育资源，明确实验活动可融入哪些学科知识，可让学生在能力与素养上有哪些提升等，从而使得实验活动能得以有效开展。例如在科教版小学科学“物体在水中是沉还是浮”的实验教学中，教师在教学设计时要清楚实验需要哪些器具如（铁钉、小木棒和泡沫），明确这一实验需要哪些方面的知识。在教学中，教师可将学生分为数个小组，依次将铁钉、木棒和泡沫置于水中，并观察：这些物体有的会漂浮在水面，有的会沉入水底。为实现实验的创新，教师可通过物体放入装满水的水杯中所溢出的量，让学生分析浮力于物质之间的关系。在探究中，学生的探究能力、创造性思维得以形成，其实验探究所获得的知识也会得到相应的延伸。

3.注重任务实验教学

任务式教学是STEM教育的主要手段，能够给予学生自主探究的空间，培养学生的综合能力。在实验课程中，教师可在课堂上展示一些自己制作的科技小发明，如“动力车、组装飞机”，指出基本的制作原理和流程，然后让学生根据教师的指导自行制作，学生完成后，教师再给学生布置一些课堂任务，如让其结合工程技术领域让动力车的流线更符合动力学，和艺术领域结合让组装飞机更加美观等，在实践动手中，学生的创造性思维能够得以有效迸发，并积极查阅资料，获取更多的跨领域知识，且这一过程融合了多个领域，学生的综合思维也将得以发展。

4.加强实验结果评价

STEM理念下的科学实验教学同样注重实践和总结评估，对于任何一门课程而言，总结、评价都是不可或缺的环节。为此，在每一节实验课程之后，科学教师需要对学生的实验过程、实验结果、表现进行综合评价，指出学生存在的问题和不足。教师方面也需要进行及时地自我反省，通过实践教学找出哪些实验可在原有的基础上融合其他学科，由此实现实验的再创新和优化，确保学生能有效获得拓展知识，拔高拓展能力与素养。学生方面需要将自身的实验过程进行记录，内容包括所遇到的问题，所创新的点，获得了哪一学科的拓展性知识等。通过科学的评价，让实验教学取得最佳效果。

总之，STEM是一种集合多种学科的综合性较强的教育理念，这一教育理念在科学实验中的应用对培育学生的创新能力、实践能力、知识迁移能力有着重大作用。为此，小学科学教师要意识到STEM理念的内涵、价值及优势，明确教学目标，注重教学活动设计，创新实验过程，确保学生在实验中能得到综合成长。

参考文献

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