在教学中开展STEM教育的困境以及解除对策

◇段淑霞（甘肃：静宁县实验小学）

STEM 教育理念是采用任务驱动的教学模式开展的跨学科及各个学科融合的教育方法，促使学生在处理一系列问题的时候进行学习。其教育中融合数学、工程、技术及科学，重视现实问题，重视情境教学，在课堂上以学生为主体，以工程设计为引导，重视锻炼学生走向未来的科学、工程素养及跨学科处理现实问题的本领。STEM 既属于课程，又是一种教学理念，其项目推进活动基本上都是完成共同任务与目标，能够产生不一样的设计、方案及步骤，并对这一过程进行反思与改进。这一过程，可以推进与培养学生的全面探究能力、合作能力、处理复杂问题的能力及互动能力，从而增强学生的综合素质。

一、STEM教育的概念与意义

（一）STEM 教育的概念

STEM 教育理念是上个世纪末美国解决科技人才的问题而产生的新型教学方法，主要目的是想要培养出一些更加适合现代社会需求的高质量、高科技人才。STEM 教学主要是以学生自身的知识掌握和运用能力为基础而展开的更为深入的探究性学习，从而锻炼学生的整体能力。STEM 教育虽然是四个科目的首字母缩写，但却不是对这四个学科进行叠加学习，而是通过各学科间的相互贯通、有机整合，促使STEM 这一教育思想能够更好地为学生所用，从而提升他们的学习质量，锻炼他们的动手能力及解决问题的本领。当下，教育领域已经逐渐接受STEM 教育理念，并不断应用于现实课堂，各个科目的相互融合与动态教学也逐渐获得教师与学生的认可与欢迎。

（二）STEM 教育的意义

笔者认为，在小学阶段就应牢牢抓住科学教育，培育学生的科学探究精神。STEM 这一教学方法的产生及应用，在某种程度上可以有效推进科学教育速度。我国当下的小学科学教育科目已经不再是单纯地让学生掌握自然科学知识，而是以学生为主体，将他们引入个科目的教学活动，让他们进行实践与学习，经过不断的实验，让学生观察问题、分析问题并及时处理问题，整个实验过程除会涉及STEM 中所包含的四门学科中的各类知识外，可能还会有其他学科的知识内容，这种多学科知识的融合与实践，能更好地促进学生学习科学技术，而并不是一些复杂、抽象难以理解的理论知识。STEM 教学将相关学科教学与小学科学科目有效融合，这样可以有效提高学生的实践能力及创新能力。STEM 教育是一种新型的教育方法，对小学教师来讲也是一种全新的挑战。在新课改的不断推进下，教师不能单一地对某一科目知识开展传授，而是融合各个科目的知识进行教学。这就要求教师需要具有一定的知识储备能力，不局限于单一的学科，为学生留下更多的发展空间。与此同时，教师还应当积极、主动地引导学生开展自主探究、学习。这样的教学方法，更加有助于推进学生的整体发展，因此，STEM 教育的应用在小学科学教学中具有积极的意义。

二、在教学中开展STEM教育的困境

（一）教学理念落后、陈旧

教学理念对人才培养具有极大的影响。而传统的小学科学教育方法，就是简单地对学生进行科学知识灌输，并没有把生活中的问题与所传授的知识相结合，更没有体会到小学科学教育的重要性。这种教学方法，严重阻碍了学生的逻辑思维能力的发展，也影响了学生的科学素养提升。这些问题的存在，不利于培养更多高素质的科技人才，从而影响未来科技进步与竞争能力的提升。

（二）教学方法单一、枯燥

小学阶段的科学课程是启蒙学生思维发展的课程。当下的科学课堂，科学教师只是凭借黑板与粉笔简单地向学生进行科学知识的讲解，教学方法更是单一，课堂教学气氛枯燥、压抑。这种教学方法会导致学生的学习热情下降，难以提升科学科目的教学质量。经过调查研究，我们发现，处在小学时期的学生，都具有活泼、好动等特点，对一切新鲜事物充满好奇，因此，科学教师应当从学生的这一特点出发，进行教学设计，制订教学方案，将科学课堂气氛活跃起来，以此来激发学生的学习热情，为他们今后对科学知识的学习打下基础。

（三）教师专业能力不足

相较于数学、语文等科目，科学科目往往不能引起社会、家长及学校的高度重视。与此同时，当下的科学课堂，大部分学校的科学教师并不是专业出身，基本上都是由其他科目的教师兼职或代课教学，这就导致学生所接受的专业知识受到一定的限制，同时，也影响到科学教师自身的专业素养的提升，降低了科学教师的学习积极性。科学教师专业能力不足，就不能全面准确地向学生传授科学知识，从而阻碍学生在科学道路上的健康发展。

三、在教学中突破STEM教育困境的对策

（一）改变教育理念，开展科学课教学

作为一名科学教师，应当提高对科学教育重要性的认识，并不断地根据实际情况革新教育理念。教学有法、教无定法，简单地说，就是在课堂上遵循教学规律，灵活运用合适的教学方法。将STEM 教育方法有效应用到小学科学课堂上，教师就可以适应学生对新鲜事物充满探究欲望的这一特征，优化自身的教学思想，采用多元化教学方法。在运用STEM 这一教学理念的过程中，教师要根据课堂传授知识的难易程度，保证学生能扎实地掌握所学知识并应用于实际，从而体现出STEM 教学的作用。例如，小学科学教师在向学生讲解“磁铁”这一知识时，就可以引导学生搜集一些相关材料并进行指南针的制作。学生在搜集材料、制作磁针、安装磁针过程中，能有效激发出对知识的探究欲望与好奇心。因为小学生正处于对新鲜事物的认知阶段，从形象思维向抽象思维转变，所以，教师需要根据学生的性格、年龄及认知等特点，设计出一套符合小学生学情发展的教学方法，从而锻炼他们的观察能力及解决问题的能力。这种教学模式，与传统的理论教学方法相比，更易于学生理解与掌握知识。

（二）提高教学趣味性，激发学生学习兴趣

在小学科学课堂教学中运用STEM 教学理念的主要目的，就是更好地让学生参与课堂教学，有效提升学生的理解能力和掌握知识的能力，同时对提高教学效率和教学质量有一定的推进作用。这种教学理念，可以为教师和学生提供更多的互动与沟通空间，并促进学生与学生之间的互动。学生可以在教师的组织下对所接触到的问题开展讨论，巩固教师所传授的知识，同时能够让学生形成良好的团队意识，从而有效提高科学科目学习质量。开展有效教学的根本，是教师要有明确的教学目标，但目前绝大部分教师错误地将教学方法的统一作为教学的唯一标准，忽略了学生的个性化发展。STEM 教育是一种动态教学方式，和传统的静态教学有着根本的区别，这也就对教育的趣味性和灵活性有了更高的要求。唯如此才能激发学生的学习兴趣，让学生养成自主学习的良好习惯，从而更加灵活、巧妙地应用所学知识。例如，科学教师在讲解“动物繁殖后代”这方面的知识时，就可以采用讲故事的方法进行教学，还可以运用现代信息技术进行科学教学。这样，不仅能丰富课堂教学方法，还能有效调动学生的学习积极性，促使学生从中掌握事物的变化规律。又如，教师在进行某一科目的教学过程中，可以提前进行设计与选择问题，引导学生运用所学知识来解决现实生活中的各种问题，让他们从被动的学习者变成主动学习的参与者。教师从制订教学方案、设计问题，再到制作的整个过程中，能够有效激发学生对科学学习的兴趣，帮助学生从小形成科学精神。只有这样，才能凸显STEM 教育的魅力，同时也能体现出STEM 这一教育理念要求教师对学生讲解知识时，不能仅仅讲解抽象概念，还要将知识与现实生活有机融合起来，也就是知识来自现实生活而且又高于现实生活，在耳濡目染中促使学生有效理解与掌握所学知识。这样的教学模式，对学生养成科学素养具有积极的推进作用。

（三）增强教师专业能力，提高教学质量

要不断提高STEM 教育的水平，首先需要提升科学教师自身的专业教学能力。只有教师自身拥有丰厚的知识储备能力，才能更有效地将其应用到科学课堂上。要想提升教师自身的专业教学能力，可以从以下几点着手：第一，学校需要适当储备一些高水平的师资力量。第二，学校还需要根据教师的教学情况设计一些奖励制度。如，对科学教师定期开展培训，经过培训以后，对教师的学习情况进行考核，并详细记录到教师的档案中，最后将其作为教师绩效考核的依据。这样，可以有效调动教师的学习积极性，并促使他们意识到只有教师自身的能力不断增强，才可以为我国小学科学教育事业的发展做出贡献。第三，学校还应当不断增强对科学教师教学能力的培训，有效发挥中小学教育平台的作用，加强对教师的专业培训；学校要根据科学技术的发展，提倡教师积极主动地参加社会组织的科学活动，从而拓展教师自身获取知识的渠道。只有教师具备了专业的知识能力，才能促使科学科目的教学效率与教学质量得到有效改善。

（四）设立STEM 教学目标及评判标准

要提高STEM 教育的效率与质量，不仅需要教师自身拥有足够的专业技能，同时还需要教师拥有一定操作能力。在小学科学教学管理中，学校应对该学科教师的专业和个人素养进行合理评估，找到教师的强项与弱项，从而根据教师的实际情况进行有针对性的培训。与此同时，教师自身需对学生进行全面的了解，让学生对自身也有一个全面的认识，根据STEM 教育的特点，以及教学内容、教学情境及其与各种事物的关联，对教育过程进行全方位的评估与论证，并保证评判标准相同。学校还应不断优化教学环境，配备完善的教学设备，为教师能够有序开展教学活动奠定基础。教师还可以从现实生活中的实际问题入手，并有效地将问题引入教学，由此创建出与之相对应的STEM 教学方法，使学生的理论知识、操作能力及科学素养都获得提升。

（五）创建STEM 教育示范课程

我国当下的STEM 教学课程中缺少一定的示范指导，使教师对如何才能设计出一套优秀的STEM 课程缺乏足够的理解与认识。工程与技术是STEM 课程重点内容，但却因为教师进行跨学科教育的自信心薄弱，使其教学无法顺利进行下去。因此，在创建课程标准及系统化评估机制的基础上，还应当以此为重点，挑选一些优秀课例或者自主开发一些示范课程，让教师从实践的角度，对STEM 课程具有基础的了解，进而开发出自主化课程或者个性化课程，并要避免出现课程质量参差不齐的现象。对于工程与技术那些难以理解的问题，教师可以采用情境教学的方式，根据现实生活情境与各种问题开展教学设计。与此同时，STEM 示范课程的推广，还需要有优质的教学资源与之配套，比如，美国Marcia C.Linn 教授开发的WISE 平台，能够为教师提供优秀的资源包，适合学生开展自主科学探究，不断降低教师的教学压力，并创设出示范课堂的模板与思路。

综上所述，将STEM 教育理念渗透到小学科学课堂教学中，能够有效提升学生的动手能力，为培养出更加优秀的科技人才奠定基础。虽然在实施时会产生一系列问题，但是只要学校、教师及社会等各方都以培养综合素养全面发展的人才为目标，就一定能够设计出一套符合实际的教学方案，由此不断提升小学科学科目的教学质量，有助于推进我国的科学教育教学能力的不断提升。■