STEM教育理念助力小学科学教学实践的思考

STEM教育理念助力小学科学教学实践的思考

包华丽

浙江省 义乌市后宅小学 322000

摘要：随着我国小学科学教育的不断深入，STEM教育理念已经深深根植于我国基础教育中。文章聚焦于STEAM教育的核心特征，深挖STEAM教育融入小学人工智能教育的切入点。在此基础上，构建了基于STEAM教育的小学人工智能教育模式。将STEAM教育融入小学人工智能教育，有助于改善小学人工智能教育的偏航问题，助力培养智能时代的人才，推动基础教育教学改革。

关键词：STEAM教育；小学科学；教学实践；思考

前言：

STEM教育给传统小学学校带来全新的理念冲击的同时也给学生带来不一样的学习体验，其中包括由传统教室走向户外，从分科教学走向融合，自知识获取到知识运用等等，然而如何将原作为分科课程的数学、物理、科学和技术等整合为一门综合课程是我们小学教育从业人员值得深入思考的。

一、对STEM教育理念和小学生园科学教育的理解

（一）STEM教育的内涵

20世纪60年代，美国从提升国家的综合实力出发，关注公民科学素养，改革理工科课程，开始建设关注社会背景的科学教育（Science、Technology、Society、STS）体系。随后，美国从国家层面构建 STEM 教育生态，继承 STS 教育的整合理念，并以实践价值为取向，催生了跨学科教学。而后，理工科的快速发展致使社会科学与实践脱节，艺术（Art）开始融入跨学科教学策略，STEAM 教育取向从整合学科、关注科学素养转向融合应用知识和培育核心素养。

（二）STEM教育理念和小学生园科学教育

STEM教育引入我国后，出现了各式各样的STEM教学比赛，特别是在义务教育阶段和小学阶段。然而，在学前教育领域中，因为对象为小学生，关注度相对要少很多，对STEM教育的研究起步也相对较晚。在学前教育中，小学生的科学教育活动与STEM的教育理念贴合得最为密切。小学生园科学教育是指小学生在教师的引导下，主动地进行科学探索和学习、亲身经历探索过程、感受和体验科学精神，通过与周围环境的相互作用获得有关物质世界及其关系的感性认识和经验的过程，具有启蒙性、生活性、趣味性、科学性和综合性等特点。在学前教育中，小学生园的科学教育是应用STEM教学理念一个很好的落脚点。

二、STEM教育理念助力小学科学教学实践

基于上述的创新教学活动设计，以具体案例证明活动设计的有效性。选取的科教版五年级“设计一个保温杯”，是关于导体与绝缘体的知识点延伸的活动设计。基于STEM教学模式中，更加侧重学习的各个环节，通过真实情境以协作学习形式为学生创设良好的互动情境，这样的课堂设计充分培养学生的主观能动性和创新思维，教师起到的主要作用是课堂的组织者、活动协助者和教学指导者。

（一）课程引入

教师在PPT上展示夏日炎炎，学生们在户外野餐场景。通过真实情境使得学生有代入感，思考去湖边去野餐时，为什么要把冷饮和冰块放在凉爽的地方？如果把它们放在普通背包里会发生什么？给学生5分钟时间通过与同伴进行交流互动，学生按自己想法对材料的隔热性进行初步判断。引出本节课的知识点 — —探究哪种材料是最好的绝缘体。

（二）主题探究

教师基于绝缘体、导体相关知识点提供尽可能多的资源或形式（包括资料分析、小组讨论、头脑风暴），让学生能建构对绝缘体和导体的理解。学生凭借自己已有相关知识经验以及收集到相关资料，提出方案探究哪种绝缘体最能减缓温水中的热量损失？哪个最差？哪种最适合保温一杯冰：泡沫塑料，棉花或者空气（对照组）？同时经过数据的采集、确定最佳的方案。采用小组合作的探究形式，按准备材料清单和步骤进行操作。仔细观察材料，动手探究哪个材料最隔热。再次对材料的隔热性进行排序，判断哪个材料隔热性最好。

（三）问题解释

教师通过播放视频、多媒体虚拟演示、提示讨论等方式对方案进行解释或补充，引导学生解释探索的结果，并分组派代表相互补充。给学生解释并重新思考所学，并借此使学生所学到的知识更完善；学生通过思维导图工具梳理自己的观点，将想法和判断分享给大家听，说明会有怎样的效果？为什么是这样结果？以及预测怎么去实施？最后教师总结学生观点，补充学生未涉及关于导体、绝缘体、能量等相关概念的知识点。

（四）制作工程

温度调节应用几乎与所有工程学科都是相关的。在判断出哪种材料隔热性好基础上，采用任务驱动法让学生完善自己简易保温包探究材料如何组合达到保温效果最好。学生利用现有的材料和工具，按方案制作出来，加以完善。在做中学，学生新获得的知识可以为他们任务完成提供基础，在动手中思考，把学习到的概念应用到日常生活中，对导体绝缘体知识专题有更深层的理解。

完成保温包项目后，让学生对所学进行更深度地探讨，以便于解决更复杂的问题。教师引导学生进行拓展任务，探究铝箔片是不是一个好的绝缘体？用铝箔包裹一个杯子，用纸包裹另一个杯子。将冰水倒入杯中。握住杯子，判断哪种材料是最好的绝缘体。教师指导学生把学到的知识和技能转移到新的学习情境和领域中去，体现出学习深化和迁移。

（五）实验评估

教师引导学生通过参与讨论、协作交流进行总结归纳。将评价贯穿整个教学活动中。活动前预测中让学生感受并检查测试绝缘材料（泡沫塑料，棉花，空气），并让学生预测最有效的方法，学生的预测反映出对传热和绝缘概念的理解程度。过程性评估中在实验过程中观察学生，使用“性能评估量规”中提供的标准评估他们对主题和活动参与的理解，该标准考虑了他们对绝缘材料和团队合作的理解。总结性评估中教师让学生完成布置的作业，通过他们的答案，以衡量他们对知识内容的掌握程度。

总结：

高质量的小学生园科学教育不仅是小学生在小学生园学到了多少科学知识，更重要的是培养科学素养，使小学生学会自主探究，用科学方法解决问题。STEM教育作为现阶段我国学前教育的新尝试，要与时俱进。基于STEM教育理念，结合实际，因地制宜，重构我国小学生园科学教育体系，设计更加科学合理的科学教育活动，这样才能够使小学生园科学教育形式更加多样化，才能够真正提高小学生园科学教育的质量。

参考文献：

[1]肖雪.STEM教育理念对小学科学课教学的启示[J].文理导航·教育研究与实践,2021,(2):11-12.

[2]曾恒.基于STEM教育思想在小学科学教学中的融合运用[J].科学大众（科学教育）,2020,(2):79.