刘晓棠

（江苏省泰州市太湖路小学，江苏 泰州）

《义务教育小学科学课程标准》（以下简称“新课标”）指出，小学科学课程是一门综合性课程，学生在理解现象和解决实际问题时需要综合运用不同领域的知识和方法。[1]STEM教育则是将科学、技术、工程和数学结合在一起，引导学生进行探究的教育方法，强调的是跨学科的理念。由此可见，STEM教育实际上与新课标的理念不谋而合。基于此，本文结合教学实践，就如何利用STEM教育整合小学科学教育资源进行了分析研究。

一、STEM教育与小学科学课程资源整合的意义

STEM教育是一种将科学、工程、技术、数学整合在一起进行知识探究的教育模式。其中，科学指的是科学概念，工程和技术则是学生运用所学知识进行的问题解决或新事物的创造，而数学则是学生解决问题的工具和依据。理解了STEM教育的含义我们就可以发现，STEM教育除了强调学科融合之外，还强调学生的主动探究和创造能力的培养。因此，将STEM教育与小学科学课程资源整合在一起，可以调动学生的主动性，锻炼学生的学习能力，凸显学生的主体地位；也可以培养学生的实践能力和意识，促进学生知识的融会贯通；还可以培养学生的创造能力和创造思维，为学生的未来发展奠定良好的基础。除此之外，在基于STEM理念进行科学知识的探究时，学生的动手能力、合作能力、科学探究精神都将得到培养，这实际上是学生综合发展的具体表现。故而，将STEM教育与小学科学课程资源整合在一起是非常必要的。

二、STEM教育与小学科学课程资源整合的实践

（一）非问无以广识，明确问题：生活情境中聚焦

小学阶段的科学与我们的生活息息相关。因此，在利用STEM教育整合教育资源时，教师可以为学生创设生活化情境，促进学生发现问题、探究问题。如在“火山和地震”一课的教学中，笔者为学生展示了这样的时政新闻：

新闻一：2021年2月13日晚，日本福岛县东部海域发生7.3级地震，造成至少1人死亡，约190人受伤。

新闻二：3月20日17时09分在日本本州东岸近海（北纬38.43度，东经141.84度）发生7级地震，震源深度60千米。

新闻三：2021年10月，日本千叶县发生6.1级地震，东京震感明显。

这三则消息引起了学生的疑问：为什么日本发生地震如此频繁？此时，笔者再引导学生探究本节课知识，就起到了事半功倍的效果。

许多学生实际上具备生活经验，但因为缺乏观察，对生活现象的探究也不够深入。教师借助生活情境引导学生聚焦问题，促进了学生思维的深化，也培养了学生的实践意识和科学思维，为学生接下来的探究做好了引导。[2]

（二）上下求索而得之，设计方案：头脑风暴中勾勒

在STEM教育中，学生探索为主要活动。而“工欲善其事，必先利其器。”因此，教师在开展科学教学时，要注意引导学生设计方案，使学生为科学探究做好充分的准备。如在“光的传播”中，学生需要探索光的直线传播规律。笔者在开展教学之前，就创设了问题支架，引导学生设计充实、具体、有条理的探究方案：在研究这一规律时需要用到哪些材料，想要验证光沿直线传播这一规律需要做出什么样的假设，在研究过程中需要做好哪些工作？在问题支架的引导下，学生意识到探究活动中需要准备好材料，像激光灯、纸板、镜子等；另外，要先进行假设，如光遇到阻碍之后不会继续传播；还要做好实验过程的记录，分析整个过程中出现的各种现象。在这样的方式下，学生了解了科学探究的步骤。教师借助问题支架引导学生设计方案，有效培养了学生的工程意识，同时促进了学生对技术材料的应用，使STEM教育理念真正落实到了科学教学中。

（三）九重阊阖开天阙，建立模型：调查研究中探索

教师在基于STEM教育开展科学教学时，可以引导学生建立数据模型，促进学生结合数学分析科学现象。如在“物体的传热本领”中，学生需要了解不同物体的传热性能。在引导学生探究这一知识之前，笔者就创设了问题支架：你应该如何对这些物体的传热性能进行比较，如何才能更清晰地展示出每个物体的传热性能。在问题支架的提示下，学生意识到在实验过程中要进行数据的记录和模型的建立，这样才能有更清晰的对比。于是，在整个实验过程中，详细地记录了不同的材料上升到不同的温度所需要的时间。在这样的方式下，学生进行探究，就有效掌握了本课重点知识，同时也意识到了数学在科学探究中的作用。教师引导学生在调查中借助数据模型进行直观分析，有效促进了学生分析研究能力的提升。[3]

（四）绝知此事要躬行，创意制作：制作实践中创新

新课标中一个重要目标就是学生在学习科学时，要能够利用所学知识进行创新，培养他们的创造思维和能力。因此，教师在开展科学教学时，可以组织创意制作活动，促进学生对科学知识的灵活应用。

例如，在“七色光”中，学生了解了光的色散现象，甚至进行了光的合成和分解现象。笔者在引导学生学习完本节课的知识之后，就组织了创编活动：结合光的色散和万花筒的工作原理，尝试自己制作出各种颜色的彩虹。这一创编活动不仅对学生的知识基础进行了考验，同时也对学生的科学思维和技术能力进行了考查。如学生如何将三棱镜和其他材料有机融合在一起，如何熟练地掌控七种颜色的光的搭配等。教师组织创编活动，切实将S、T、E、M与科学课程结合在了一起，促进了学生科学综合素养的培养。

（五）行之愈笃知益明，测试改进：反复比较中优化

所有的知识探究都不是一蹴而就的事情，需要学生反复验证，这样才能在学生心中留下深刻的印象。因此，教师在基于STEM教育开展科学教学时，可以引导学生在反复比较中优化，在不断测试中改进。

例如，在“蛋壳与拱形建筑”中，学生需要知道，拱形建筑的承重力及其原理。因为生活中最常见的拱形建筑是桥梁，于是笔者就引导学生进行了搭建桥梁的测试，鼓励学生反复比较，探索拱形建筑的承重能力有多强；是不是桥面的拱形越大，承重力就越大；桥面拱形弧度达到什么样的标准，更容易通行？学生就这一问题进行了反复测试和比较，通过不断增加砝码，测试拱形纸片桥的承重。在找到承重力最大的点时，还有学生提出，这样的坡度对交通工具来说是不是一项挑战，是否需要再次进行调整。在这样的反复实验中，学生了解了为什么桥梁大多建造为拱形，也意识到了拱形建筑的优越之处。同时，学生树立了严谨的科学精神，综合素质得到了发展。

（六）何惜一杯相共尝，展示交流：取长补短中改善

教师在基于STEM理念开展科学教学时，可以鼓励学生进行成果展示和交流，促进学生取长补短，获得更好的发展。如在“我们来仿生”中，笔者就引导小组学生自主挖掘生活中动物的习性和特点进行创造。在这一过程中，有的小组发现蜘蛛网具有粘性，就思考是不是可以结合这一特点设计防盗网。也有的小组提出建议，是不是可以用这个制作渔网，这样鱼就跑不掉了。还有的小组思考蜘蛛的网为什么会有粘性，生活中哪些事物可以创造出这种粘性，是不是还可以利用这种粘性做其他的事情。小组之间在交流时彼此吸收了优点，进行了融合创造，碰撞出了新的火花。通过这样的方式，学生将所学知识融合在了一起，创造性思维也得到了发展，其科学水平得到了有效提高。[4]

（七）博学而日参省乎己，评价引导：三省吾身中发展

评价具有引导的作用，教师可以结合评价结果有针对性地引导学生查漏补缺，促进学生的发展。因此，在将STEM教育整合到科学教学的过程中，教师要注意完善评价模式，加强学生认知。[5]

例如，在“水滴的‘旅行’”这一课中，学生需要建立水循环的模型。基于STEM教育理念，教师采取了小组合作的方式，要求学生在模型中设计“陆地”“海洋”“天空”等，观察水循环。在这一过程中，笔者录制了各个小组合作探究的过程，并在探究结束之后播放给学生，引导学生观看和反思。通过这样的方式，学生可以注意到更多细节，并加强自我建设。像有的学生在观看探究过程时发现，自己在探究的过程中过于执着模型外表的建造，却忽视了水循环的原理，导致整个实验总是出现偏差；有的学生则是发现同小组的学生提出了比较实效的建议——要注意温差的设计，但是被自己忽略了。在明确自己的不足之后，学生就会有针对性地改正，在之后的合作中也会有意识地与其他学生讨论、交流，有效提高了探究质量。当然，除了引导学生自省之外，教师也可以鼓励学生在组内互相评价或者小组间进行互相评价等。通过这样的方式，学生的自身素质可以得到提升，STEM理念可以得到落实，学生的核心素养也可以得到培养。

三、结语

总之，STEM教育在小学科学教学中的应用，使学生从“探究—学习—实践—创造”中深入了解了科学课程，紧紧贴合了学生在科学学习中的规律，对促进学生综合素养的发展产生了积极意义。在这一过程中，学生虽然需要面临转变学习方式和理念的阵痛，但这为学生的后期发展奠定了良好的基础。因此，教师要重视STEM教育在小学科学课堂的落地，培养学生良好的学习习惯，促进学生长足发展。