STEM课程理念下小学科学命题实践探索

时间：2024-08-31

冉春燕孙元利

摘要：科学教育发展到新的阶段，和STEM教育的融合成为科学课程中新的教学理念.STEM理念下的科学教育强调跨学科综合性、真实情境性、实践性、团队协作性、趣味性。测评是检测学生学习的重要方式，目前，科学学业测评改革滞后，许多测评基于科学知识机械记忆，对STEM理念下的科学课程改革无法有效判断优劣。本文以以往科学测评的试题为例，探讨过去科学测评的优劣，重新探寻基于STEM课程理念下的小学科学测评，以期通过有效的测评促进STEM课程理念下的科学教学改革，促进小学科学课程的有效发展。

关键词： STEM课程;科学评价;科学命题性测评

通过深入解读《小学科学课程标准》，我们真正加深对小学科学课程的认知，并得出以下结论：教师在小学科学的授课过程中，需要培养学生的学习主观能动性，并注重让他们在实际的实验中，增强动手能力，借助实验这个方式，进行相应问题的探究。

STEM是基于科学、技术、工程和数学，将各学科的特点进行综合，找到科学、技术、工程、数学之间存在着的相互支撑、相互发展和相互补充的关系。教育界对STEM教育有不同的理解，但其核心思想相同，即将四门学科融为一体，应用于课程中，用于解决实际性问题。

一、小学阶段的STEM教育特点

跨学科综合性：STEM教育的核心特征就让学生运用多种知识，解决某一问题。

真实情境性：STEM教育中教师创设情境，在真实的情境中隐藏知识，紧密联系生活，探寻生活中科学的问题的本质及解决问题的方法。

实践性：STEM教育强调学生的动手动脑，从实践中获取经验，开展活动，在活动中整合学科，构建知识体系。

团队协作性：STEM课程项目以科学设计为主。合作学习是学生主要的学习方式。

趣味性：小学阶段的STEM教育最吸引学生的特征就是趣味性。趣味性的活动提升学生探究兴趣，从活动的成功中体验成就感，激发学生兴趣。

二、基于STEM理念的课程构建

引入常见的STEM课程管理（以某课程研究为对象）

（一）STEM课程构建基于以下几大理念

1.以问题/项目为途径

在开展STEM的教学过程中，教师需要以某一问题为切入点，并注重让学生参与到此问题的整个过程中。学生在实际的参与中，可以观察项目，并运用个人的科学知识，解释项目中的问题，以及制定行之有效的策略，解决这些问题。

2.以跨学科为核心

本文的跨学科注重以解决问题为目的，不注重沿用某一特定学科的知识。在解决实际的问题中，学生需要运用的学科知识为以下四大中，分别为数学、技术等。此外，学生需要真正理解四大知识，并构建各个知识之间的联系，从而更为高效地解决相应的小学科学问题。

3.以新技术为支撑

本文中的新技术包括以下三个层面。

层面一，注重各个学科技术之间的融合性。

层面二，注重实践性的原则。新技术需要运用在具体的科学问题探究中。

层面三，注重学生综合运用各种知识，并建立各种知识连接，解决实际问题的能力。

4.以满足孩子的个性化发展为基点

基于理念，在学校整体课程的框架下，有团队、有方案、有目的地開展STEM教育，基于学科，从学科出发，以科学课程为基础，链接数学等知识，开展对象的项目式练习，结合家庭教育资源、社会资源，打破学习的边界，以创新精神和终身发展为目标来架构STEM课程体系，最终达到促进学生个性化发展需要的目的。

（二）基于STEM理念的科学课程体系

1.基础学力课程

基础学力课程的重要目标是夯实学力。在STEM课程中，将科学作为力学教学的载体。科学是STEM教育的重要组成部分。为了避免单学科学习、知识割裂，根据STEM教学理念。在此过程中，教师注重让学生之间彼此配合，深入探究科学问题，最终学习到相应的力学知识。

2.STEM拓展课程

拓展课程是基于科学常规课的延伸，将科学链接数学、工程、技术，开发特色STEM科学课程，包括STEM主题科学实验、STEM科技模型制作、STEM科技创新活动等内容，着重动手实践能力的培养。国家教材不能弃，因此某某小学科学组对教材进行解构与重组，挑选出最适宜进行STEM主题的内容，以主题单元的形式整合教材内容，对国家教材进删减、补充。

三、基于STEM理念的科学命题性测评

全国各省市均进行了义务教育阶段试卷评估工作，据调查，发现很多测试问题，较为明显的问题有重视学生理论知识的理解，忽视他们的实操能力，不重视具体的操作过程。

（一）重视学生的理论知识理解能力，轻视学生的实际操作能力

通过学习《科学课程标准》，我们达到如下的结论：小学科学应注重培养学生的认知能力，以及证实这种认知的实操能力，比如，让学生具备基本的科学常识，具备论证这些常识的能力。但是，通过实际的调查，我们发现：大部分小学科学教师在试题的创设中，更为注重考查学生的知识记忆能力。比如，教师会出设简答题、填空题等。这种方式可以减少教师的工作量，但是对于学生实操能力的提升，是极为不利的。

（二）科学能力测评有名无实

尽管一些试卷明确设有“科学探究”或“观察实验”的板块，但很多试题指向课堂观察实验的简单再现。

题例5

写出你们“制作蝶的标本”的活动过程。

活动材料：

活动过程：

题例6

会设计实验研究拉力与弹簧拉伸长度之间的关系。

我使用的材料是：

我的实验步骤是：

我的实验结论是：

题例7

我会使用弹簧称量力的大小。

1.使用前先检查指针是否在处。

2.读数时，视线要与指针。

3.教师需要确保弹簧的承受力最大值大于被测试的力。

在实际的题目设计中，部分教师以学生的用词，比如“我用”“我制作”等等，作为考评分点，并不注重让学生参与到相应的实验中，导致学生的实际操作能力差。为此，教师需要真正观察学生的实验过程，也可以让学生边操作，边表达，促进他们动手操作能力和科学表达能力的双重提升。

四、基于STEM理念的科学命题性测评内容

基于现阶段的STEM课程和命题现状分析，科学命题性测评内容必须改变现状，只有确定基于新的课程理念，并反应在新的试题中。

（一）测评内容的定位

STEM课程理念下的学生的定位：学生具有较强的知识运用意识和能力。他们具有较强的执行能力，也能在科学学习中，关注身边的事情，以及社会中的事情;也能树立正确的意识、具有实效性的思维方式。

此外，关于科学教育的方向，教育界还有如下的说法。

说法一，注重培养学生的思维逻辑性。学生需要理解概念，更要理解概念背后蕴含的知识，以及各种之间之间的相对关系，而不是单纯地记忆一些科学概念。

说法二，注重让学生理解科学知识演进的整个过程，并加深对科学知识中各个科学小知识点的认知。

说法三，注重培养学生的探索意识和探索能力。学生需要具备一定的论证相应科学现象和问题的能力。

说法四，注重培养学生的立体思维。学生需要掌握相应的科学内容，并以此作为未来进行思维，进行探究的重要知识依据，以及思维落脚点。

（二）科学能力

基于STEM理念下的科学能力具有一定的规律性，注重从认识事物的过程介绍。首先，学生需要结合科学现象，提出个人的预判。其次，学生需要搜集相关的证据，证明个人预判的正确性，或是错误性。最后，学生需要运用语言，描述论证的过程，并交流个人的看法。以上属于小学科学能力的范畴。在此过程中，学生需要通过实验，进行证据的搜集。实验的设计能力，现象的观察能力，也属于小学科学能力的范畴。

此外，小学科学能力还包括学生思维方式的培养，比如，论证思维、建模思维等等，注重从学生思维的迁移性等角度入手，进行思维方式的培养。

（三）科学态度与社会责任

态度具有较强的主观性和情感性。科学的态度往往更为注重让学生的情感以及主观性更为贴合实际，贴合事物的发展规律。这也要求学生具有较强的务实精神，以及论证思维，还有求新求变的心理素质。社会责任是指：学生需要关注生活，关注社会，并以科学的视角，分析相关社会事件的成因。

学生还需要关注资源问题、环境问题以及生态问题等等，并能够运用科学视角解释这些问题，也能从参与到这些问题中，并约束个人的行为。

五、命题实践探索——纸笔测试

纸笔测试是通过试卷的方式，考察小学生科学知识掌握能力的方式。在小学试卷的制定中，教师需要考虑下面问题。

一是为什么测试？测试什么？如何测试？教师需要制作相应的表格，登记这些内容。

二是需要合理控制各个知识点在总测试题目中的占比，并制定相应的分数。

三是注重引入开放性的小学科学试题。这种试题的作用是为了拉开学生之间的差距，锻炼他们的思维能力。

四是需要構建绝对公平的评分机制，并注重评分的科学性。

在具体的试卷命题中，教师需要遵循如下原则。

原则一，教师需要理解STEM理念，并将此种理念，贯彻到题目的设置中。