STEM教育理念渗入课堂的有效路径

◇钱 芳（安徽：芜湖市育瑞实验小学）

2022 年版《义务教育科学课程标准》（以下简称“标准”）指出：科学是人类在研究自然现象、发现自然规律的基础上形成的知识系统，以及获得这些知识系统的认识过程和在此过程中所利用的方法。根据研究对象的不同，可将科学分为物理学、化学、生物学、天文学、地球科学等分支。这些分支具有研究方法的差异，也共享一些通用的科学方法，呈现出相互渗透、交叉融合的趋势。以往小学科学教育活动经常存在这样一个现象：过于注重学生对科学知识的掌握，而忽略了学生在科学探究活动中的体验，导致科学教育成为一门纯粹的科学课。STEM 教育理念所强调的将不同的学科和不同的领域之间进行有机整合，能够改善现有的小学科学教育中存在的问题，促进当前我国小学科学教育发展。但是，目前我国小学对STEM 教育理念的研究和实践还不够全面，无法和小学科学活动高效结合。

一、相关的概念界定

（一）STEM教育

STEM 教育是由来自美国弗吉尼亚科技大学的YaKman 教授提出的，S 代表科学，T 代表技术，E 代表工程，M 代表数学。目前研究者对于STEM 教育的具体概念仁者见仁，智者见智。部分研究者认为，STEM 教育即对课程进行整合，有一部分研究者认为，STEM 是学生进行学习的方式或者是教师进行教学的一种教学的策略。但大部分研究者将其定义为一种用于解决现实情境问题，并有目的地整合多个学科，以培养学生的科学素养、工程思维和设计思维的教育理念。我国的大部分学者也更加认同其是一种教育理念的观点。综上所述，本研究认为，STEM 教育指的是一个强调跨学科融合的教育概念，侧重于学习过程本身和真正的问题解决。它是一个多学科融合的教育概念，不是形式上的科学、技术、工程和数学等多个学科的简单相加，而是多学科知识的不断融合，将原本给学生的碎片化知识转化为相互融合的统一整体的教育概念。

（二）科学教育活动

小学科学教育是一项以探究自然科学为重点的综合性基础课程，有助于科技人才的培养和国民科学素养的提高，是教育不可分割的一部分。对科学教育，研究人员的观点相对一致。刘敏钰认为：科学教育是在素质教育背景下的一种教育，它以传授基本科学知识为基础，来帮助学习者提升科学素养，培养科学精神和科学态度；施燕认为：虽然学界对科学教育的定义有多种，但核心内涵基本一致。综上所述，本研究认为，科学教育指的是：用传授科学知识的方法、结合具体的实践开展的集体性教学和分组合作活动相结合的教育形式，帮助学习者感受科学的思维方法和科学的探究思维，从而培养其科学精神和科学态度的一种教育。

二、STEM教育理念渗入小学科学课堂的价值

（一）融合科学世界，建构生活世界

德国思想家胡塞尔的生活世界理论认为，“生活世界”是直观的、具体的和丰富的，它给人以感性的生存基础。而科学世界带给我们理性的生存基础。在科学世界中所获得的间接经验，只有灵活运用于生活世界，并转化为我们自己的直接经验，才会具有价值和意义。学生在科学世界中所获得的间接经验还不足以使其得到生命的成长体验，因此，科学世界若想变得符合学生的情感、态度和理智的需要，变得具有科学的魅力，就必须与生动、感性的生活世界相融合。STEM 教育能够有效地促进科学世界和生活世界的融合。课程设计能够有效联系STEM 科学素养和学生的实际生活，以学生在生活世界中所观察到的问题为起点，以解决生活世界所遇到的问题为目标，以生活世界中所拥有的材料为操作对象；运用科学的思维、科学的知识来看待和解决所遇到的问题，从而实现培养科学态度、提高科学素养的目的。生活世界能够为科学世界提供有效的实践基础，反过来，科学世界又赋予生活世界更多、更深的意义，二者在学生的探究活动中相辅相成，相互促进。因此，学生在STEM教育理念下的科学探究活动中，不仅可以获得科学素养，还能有效建构自我的生活世界。

（二）激发探究内驱力，促使学生做真正意义上的学习者

人们习惯性地认为，学生缺乏形成复杂想法的能力。因此很多人对小学生能否进行复杂的STEM 学习表示怀疑。他们认为，在儿童期接触到的STEM 学习仅仅是为以后的学习做铺垫。有研究表明，在学龄期对学生进行STEM 教育活动并不是没有意义的，正如维果斯基所认为的：“学生在头脑中形成的高级类型的科学概念并不是由人为强行进行输入的，而是来自从前已经形成的较初级的和基本的概括类型。”STEM教育融入小学科学教育活动的具体实施过程中，并不是某一问题和模式，教师在没有预设教学路径的前提下，让学生体验STEM 课程，其目的并不是让学生为了“做”而“做”，而是在“做”的过程中，让学生偶然“相遇”STEM 课程，在实践的过程中，将学生持续探究的内驱力和学习力转化为创造力和灵活性。学生既是问题的发现者，也是问题的解决者，学生在科学探究活动中学习，成为真正意义上的学习者。

三、STEM 教育理念渗入小学科学课堂的有效路径

（一）学校方面

1.增强师资力量，组建专业的STEM 教育团队

教师在传统的科学教育中占主导地位。在STEM 理念下的小学科学教育活动过程中，教师常常忽略学生的主动性，将科学探究活动变成纯粹地向学生传输科学文化知识的过程。这样就容易导致学生在科学探究活动中缺乏主体性，导致学生被动地接受知识，缺乏发现问题、解决问题的能力。因此，学校要推进STEM 教育理念融入科学教育活动，就必须成立专业的STEM教育理念团队，开发STEM 教育理念在小学科学教育活动的发展潜力，不断向专业化方向迈进，进一步提高STEM 教育理念下小学科学教育活动设计与实施的能力，从而提高小学科学教育活动的整体质量。

2.开发教育资源，开设STEM 特色课程

教育资源作为重要的教育要素之一，越来越受到现代教育的重视。在小学科学教育活动中融入STEM 教育理念后是一种项目式的教育活动，它关注学生在科学探究中和操作材料之间的互动过程。因此将STEM 教育理念融入小学科学探究活动，物质材料的保障也是关键所在。由于国家对STEM 教育的大力提倡，市面上也出现了许多价值不菲的STEM 教育理念课程和玩教具材料。教师虽然都很擅长将废旧的物品运用于教学活动，但是真正开展STEM 教育理念活动时，还是不可避免地需要大量购买这些课程和玩教具材料。学校应该根据本校实际情况，因地制宜，就地取材，开发富有本校特色的STEM教育课程，而不是盲目跟风去购置这些价值不菲的课程和玩教具材料。年龄较小的学生更容易接受连贯性和整体性较强的STEM 课程体系。

3.营造STEM 教育环境，开展高效的科学教学活动

蒙台梭利认为，学生是具有“吸收性心智”的，他们能够通过与外部环境的相互作用来调节自身，从而激发潜力。因此，建立良好的STEM教育环境也是STEM 教育理念下小学科学教育活动能够顺利开展的关键。因此，学校要结合自身实际，配备专门的STEM 教室，不需要购买大量昂贵的材料，只需要配备开展STEM 教育活动的基础设施，并且随着主题的变化及时更换所需的基础设备和材料。在这样材料丰富的STEM 教育环境中，即使没有高端和昂贵的材料，学生也依旧能够自由自在地开展科学探究活动。学校应当尽可能地为学生营造材料丰富的STEM 教育环境，以保证科学探究活动的顺利进行和科学教育活动的高效开展。

（二）教师方面

1.以学生本位为指导，发挥学生主体地位

标准强调，以学生为本是科学活动的主题中心。STEM 教育理念强调要扎根于真实情境中存在的实际问题，将学生已有的生活经验和所学的内容进行整合，之后学生通过不断尝试、改进、探究、总结，实现自我思维的建构。在STEM 教育活动中，教师需要改变传统的教学模式，通过对学生的不断提问与追问来引导学生自主探究，鼓励学生在“做”中学，让学生在独立的自主探究过程中不断地发现问题和解决问题。教师作为引导者，只需要在恰当的时机给予学生一些指导，从而帮助学生一起完成探究任务，促进学生经验的积累。

2.提升STEM 素养，促进学生发展

评判科学教育活动质量的标准不是学生掌握了多少科学知识，而是是否激发了学生的学习兴趣，是否提高了其科学探究能力。教师的职业素养是小学发展水平高低的决定性因素之一，但是在现在的小学中，了解STEM 教育理念的学生、教师屈指可数。这就导致大部分学生、教师对在活动中开展STEM 课程的兴趣并不大。就算有了解STEM 教育理念的教师，他们也只是简单了解其中的皮毛，并没有更深层次的研究。没有人愿意在自己不擅长的领域开展活动，因此STEM 教育理念在小学发展缓慢的重要因素之一，是师资的缺乏。为此，首先，小学可以加强与当地高校之间的合作，引入高等院校中先进的STEM 教育理念；其次，小学教师应当积极参加全国各地优秀的STEM 教师研讨会和讲座，学习其他地区先进的STEM 教育经验，努力提升自身的STEM 素养与能力；最后，不同学科的教师之间也可以进行沟通和交流，分享各个领域的活动经验。只有充分融合各学科领域的知识，教师的STEM 教育理念课程设计与实施的能力才能得到提升。

3.提高设计与实施的能力

学生的年龄特点和身心发展水平影响着小学科学活动的设计与实施。因此，在设计一项科学活动之前，教师应提前了解标准中对学生的发展要求，确定科学探究活动主题目标前，要结合本班学生的实际情况，注重开发本次科学探究活动中所蕴含的教育价值和意义。在设计活动时，教师应尽可能地体现STEM 教育理念的所有元素。但是也要避免强行融合的思想，让学生在尝试—失误—继续尝试的循环中主动探究，直至问题解决。教师在实施活动时，也要结合学生的实际发展情况，根据每个学生的发展差异提供难度不一的问题，让每个学生获得积极的参与体验，并在此基础上获得不同程度的提升。此外，教学反思是提升教学质量的重要手段，在活动结束后，教师要及时开展教学反思，在互相评价、取长补短的过程中，不断提高自己的教学能力。