STEM教育理念下的学生科学素养培养模式

2024-01-08刘满英福建龙岩市第五实验小学

小学科学 2023年24期

◇刘满英（福建：龙岩市第五实验小学）

随着教育现代化建设的深入开展，小学生科学素养培养模式的构建和应用要在立足于生本学习的基础上，在尊重学生认知情况和身心发展水平的基础上，以STEM 教育理念为导向，强化小学科学教学中科学、技术、工程与数学等跨学科的融合，在引领学生实践探究中拓宽科学知识，在激发学生学习潜能的过程中培养学生的综合学习能力，鼓励学生在实践中创新。

一、STEM 教育理念下学生科学素养培养模式的构建

《义务教育科学课程标准（2022 年版）》在解读核心素养的过程中从科学观念、科学思维、探究实践和态度责任多维度分析不同学段的特征。并指出，当前的小学科学教学要在立足于各学科相互渗透、交叉融合趋势的基础上探究科学、技术与工程的相互促进作用，在综合探究科学本质中强化其实践性，让学生在掌握基本科学知识的基础上形成初步的科学观念，在掌握基本思维方法的基础上具有初步的科学思维能力，在掌握基本科学方法的基础上具有初步的探究实践能力，在树立基本科学态度的基础上建构正确的价值观和社会责任感。STEM 教育理念下小学生科学素养培养模式的构建立足于学生核心素养培养的基础，旨在建构学生正确的科学观，提升学生的探究能力，丰富学生的科学知识，培养学生的创新精神，提升学生的科学素养。

二、STEM 教育理念下学生科学素养培养模式的应用

法布尔提出，在科学上，最好的助手是自我的头脑，而不是别的东西。STEM 教育理念下小学生科学素养培养模式的应用，要强化学生科学态度的培养、探究能力的提升和创新精神的建构。

（一）创新课程设计，落实跨学科学习

《关于深化教育教学改革全面提高义务教育质量的意见》提出，要探索基于学科的综合化教学，开展研究型、合作式和项目化学习。为此，STEM 教育理念下小学生科学素养培养模式要定位于跨学科、综合化学习的基础，不断创新课程设计，有效落实跨学科学习。

1.创新课程设计，挖掘学生科学潜能

李政道说过：“能正确地提出问题就是迈出了创新的第一步。”STEM 教育理念下小学生科学素养培养模式要立足于对学生科学潜能的挖掘，在创新课程设计中，鼓励学生大胆质疑、探疑和解疑。

例如，在“了解我们的住房”的课程设计中，对学生科学潜能的挖掘要从三个维度进行：一是创新学习思路，挖掘学生的知识潜能。跨学科知识的教学要从因势利导、以学定教的基础入手，在引领学生明确学习思路的基础上挖掘、探究、扩展和延伸相关知识，鼓励学生主动学习；二是创新教学设计，挖掘学生的探究潜能。学生探究潜能的挖掘应从文本、实践两个角度入手，在创新教学设计中引领学生走出文本、走入生活，探究科学领域；三是创新评价方式，挖掘学生的合作潜能。可从学生住房的绘制、模型的搭建等多维度入手进行综合评价，发展学生的创新与合作能力。

2.优化课程设计，培养学生实践能力

《关于深化教育教学改革全面提高义务教育质量的意见》指出，要促进信息技术与教育教学的融合应用，探索基于学科的课程综合化教学，开展研究型、项目化、合作式学习。为此，STEM 教育理念下小学生科学素养培养模式要优化课程设计，强化研究型教学内容的设计，引领学生在探究性学习、合作性学习中提升科学素养。

例如，在“校园生物大搜索”的课程设计中，要引领学生跳出文本，从文本的相关知识入手，以科学内容为导向进行实践探究活动，培养学生在实践中发现、在生活中观察、在探究中学习的能力，在优化课程设计中注重以学定教、因势利导方法的运用，在学生自学和实践的基础上推进跨学科知识的整合。

3.推进学科整合，落实跨学科学习

爱因斯坦指出，想象力比知识更重要。STEM教育理念下小学生科学素养培养模式要激发学生的想象力，在推进学科整合中落实跨学科学习。

例如，在“地球家园中的化学变化”的课程设计中，学科整合可从创新课程设计入手，在整合美术、语文、科学、社会等学科知识的基础上推进学生的跨学科学习，引领学生从自然、生活和社会等多维度解读地球家园中的化学变化，探究造成化学变化的原因以及解决问题的对策。

（二）优化教学理念，提升教师素养

周培源指出，科学有着潜在的美和无穷的趣味，科学探索本身也充满了诗意。在STEM 教育理念下小学生科学素养培养模式的应用中要优化教学理念，以趣味化、探究化和诗意化的教学思路激发学生的求知欲和探索欲，同时也在提升教师素养的过程中让教学内涵更加丰富生动。

1.优化教学理念，开展综合性学习

胡适先生指出，科学精神在于寻求事实，寻求真理。STEM 教育理念下的小学生科学素养培养模式，要求教师在教学过程中从教学理念出发，建构引导性、引领性和启发性的教学理念，让学生在学习和实践中主动寻求事实和真理，在综合性学习中推进学生知识的整合。

2.提升教师素养，整合科学知识

列宁指出，科学的宗旨就是提供宇宙真正写真。在STEM 教育理念下的小学生科学素养培养模式中，教学理念要注重“求真”和“学真”，在提升教师素养的基础上推崇知识的真实，注重科学知识的真正整合。

例如，在“种子的发芽实验”教学中，提升教师的素养应从学生在实验过程中提出的问题入手。在解决学生问题的过程中，教师要亲身去做，亲自去体验，在“躬亲共做”“躬亲共学”中整合科学知识，让学生在真实、自然的科学实验中获得真正的知识。

3.顺应学情发展，培养创新精神

苏霍姆林斯基指出，儿童内心深处根深蒂固的需求就是渴望自己成为发现者、研究者和探索者。为此，STEM 教育理念下小学生科学素养培养模式要尊重学情发展，根据不同学段学生的认知水平和身心特点开展科学教学，培养学生的创新精神。

例如，在“比较不同的土壤”的教学中，要尊重学生的求知欲和探索欲，在整合工程与技术的基础上推进学生运用现有的资源开展科学实验。先对不同土壤采用眼看、扇闻和揉搓等方法，再放入同样的水后对土壤进行揉搓，体验土壤的黏性，最后在猜测和实践中比较土壤的渗水性，让学生在自主实践中不断创新实验方法，优化实验结果。

（三）拓宽知识领域，提升学生探究能力

乌申斯基指出，智慧不是别的，而是一种组织得很好的知识体系。STEM 教育理念下小学生科学素养培养模式要积极拓宽知识领域，在提升学生的探究能力中建构学生的科学知识体系。

1.拓宽教师知识领域，强化学生探究意识

叶圣陶先生的“导学教学论”提出要逐渐放手，让学生在实践历练中尝试自学、质疑讨论、练习应用并养成习惯。STEM 教育理念下小学生科学素养的培养要拓宽教师知识领域，强化学生的探究意识，让学生实现自求得之。

例如，在“电和我们的生活”的教学中，要引领学生结合生活经验，在实践探究中学习，让学生在强化探究意识的基础上初步明确电和我们的生活存在着密切的联系。而且，教师要在拓宽知识领域的基础上针对这部分科学常识进行系统整合，随时准备为学生解疑释惑。

2.拓宽学生知识领域，提升学生探究能力

陶行知先生指出，要以生活为中心进行教学，要教给学生活的书、动的书、真的书和用的书。STEM 教育理念下小学生科学素养的培养尤其强调实践性和创新性，要在拓宽学生知识领域的基础上提升学生主动探究学习的能力。

例如，在“凤仙花的一生”的教学中，要引领学生从凤仙花的种植、长根茎与叶、开花、果实和种子、种子的传播等这一系列的科学知识的学习、探究和整合中，以绘画或者短视频的方式将其一生的变化进行梳理和汇总，有效锻炼学生探究和整合知识的能力，也在学生的实践活动中拓宽其知识领域。

3.拓宽家长知识领域，养成学生探究习惯

赫尔岑提出，科学是到处为家的，但在不播种的地方就不会得到丰收。STEM 教育理念下小学生科学素养培养要注意家长智慧作用的发挥，通过拓宽家长的知识领域，帮助学生养成及时探究、认真探究和随时探究的好习惯。

例如，在“相貌各异的我们”的教学中，要融入家庭教育的资源，通过拓宽家长知识领域，引领学生在生活中探究“我们”的相貌各异表现在哪些方面，并在家长的及时指导下从耳朵、眼睛、睫毛、眉毛、头发、鼻子等地方寻找和发现不同之处，并在探究不同特点的基础上分析和提炼出生物多样性的特点。

（四）整合教学资源，提升学生科学素养

达尔文指出，在科学研究中允许创造任何假说。STEM 教育理念下小学生科学素养的培养要在整合教学资源中鼓励学生大胆地质疑和创新，进而提升科学素养。

1.整合家庭科学资源，丰富学生科学知识

陶行知先生提出的手脑并用、手脑双全理念在指导小学科学教学中，要求积极整合家庭科学资源，在STEM 教育理念下丰富学生的科学知识，提升学生的科学素养。例如，在“珍惜水资源”的教学中，家庭科学资源的整合于生活体验中强化了学生的实践探究能力，引领学生在丰富科学知识的过程中融入和整合家庭教育资源的力量，强化家庭教育的推进力。

2.整合学校科学资源，提升学生科学素养

达·芬奇指出，科学要对一切事物进行观察和预见，强化对即将发生事物的认识。STEM 教育理念下要充分整合学校科学资源，在引领学生观察和预见中让科学教学更具有扩展性，全力提升学生的科学素养。例如，在“我们面临的环境问题”的科学探究中，可从学校科学资源入手，引领学生在观察、探究和运用学校资源的基础上扩展科学认知，提升科学素养。

3.整合社会科学资源，优化学生培养模式

爱默生提出，人们喜欢猎奇，这就是科学的种子。STEM 教育理念下要积极整合社会科学资源，优化培养模式，在科学实践中提升学生的科学素养。例如，在“解决垃圾问题”的科学教学中，可从社会科学资源入手，结合当前的科技化发展经验，优化培养模式，让学生探索和研究，进而提升实践效果。