小学科学“STEM”教育与创新能力培养的实践研究

小学科学“ STEM”教育与创新能力培养的实践研究

马晓莉

河北省保定市涿州市西丁市口学校 河北省 涿州市 072750

摘要：“STEM”教育是一种存在于小学科学教学过程中的教育模式，其用一种跨学科的教学方式为小学科学课堂带来了新的生机和活力，而对于学生来讲，也能更好的激发自身对于科学知识的学习兴趣，最终完成对于科学学科核心素养的培养和养成。而在当前经济和科技不断发展背景下，社会对于高科技人才和创新性人才的渴求程度增高，各阶段的教育活动开展也开始想培养具有创新能力的方向转变。本文对“STEM”教育与创新能力培养的实践活动进行简要分析。

关键词：创新能力；“STEM”教育；小学科学；实践研究

引言

在传统的小学科学教学过程中，为了更好的照顾到学生的理解、思维等能力，教师往往都会将一些综合的知识分解开来进行讲解，这种教育方式虽然在一定程度上符合学生的发展途径，但是在教育不断改革推动下，教师需要对当前的教学模式进行一定的创新，而“STEM”教育则为解决知识的整合问题开辟出了一条崭新的道路。

一、教师首先需要结合“STEM”教育深入研究教材优化教学方案

对于小学科学整体教学体系来讲，教材有着至关重要的作用和发挥着极其重要的意义。在日常的学习生活中，基于自身尚未发展成熟的思维方式和理解能力，如果教师在教学过程中单纯的采取口述教学的方式，势必会加深学生对于知识的理解和掌握困难程度，且学生也无法很好的了解教师的教学重点讲解，从而对学生自身的发展产生一定的阻碍。在这种发展背景下，教材的作用就得以充分体现，小学科学教材的编写，是依据当前小学生阶段其自身的学习和理解能力构成的，因此教材展现出的内容简单易懂，学生能够更好的完成对于教材知识的阅读和掌握。而教师作为教学活动的组织者和引导者，作为学生进行学习活动的监督者，依据教材开展的教学活动，能够帮助学生有效的完成教材知识的转化，借助“STEM”教育模式中的四项关键要素：科学、技术、工程和数学内容，对教材进行深入的研究和探索，并在此基础上完成对于教学方案的优化，从而为学生自身创新能力的发展奠定基础。

例如，聂来凤老师在教学冀教版小学科学《我们周围的材料》一课时，教师就可以从“STEM”教育的四个核心方面出发，依据教材内容进行讲解：首先，从科学角度出发，教师可以向学生讲解我们身边不同材料的具体属性，如木板是有木头切割而成、铁是由不同的原材料冶炼而成、塑料是高分子化合物等；从技术角度出发，教师可以向学生讲解不同材料在生活中的应用技术，如木板可以用来制作木地板、石头可以用来建造房屋等；从工程角度出发，教师可以组织学生进行材料运用创意大赛，如对木板、石块等材料的用途进行创新等；从数学角度出发，教师可以引导学生分析不同材料的图形特征，如正方形、长方形的木板、不规则形状的石块等。

杨祎老师在教学教学五年级科学《自行车》一课时，从“STEM”的四个角度出发，从科学的角度使孩子们明白齿轮的作用；从技术的角度讲解齿轮在生产、生活中的应用；从数学的角度讲解制作齿轮过程中应该如何在一个圆盘上涿均匀的齿，两个圆盘上的齿轮的数量成倍数等，通过这种整合教学方式，强化学生创新能力的表达。

二、利用学生的课堂主体作用调动学生参与创新实践的主动性

在传统的小学科学教学过程中，课堂是教师的课堂，而教学活动也仿佛是为教师而准备的。很多教师习惯在教学过程中过于强调自身的课堂主体地位和作用，认为通过自身讲解而开展的教学活动，自己理应就作为课堂活动开展的主体来推动整体教学内容的扩散，这种错误的观念直接导致了在这种教学观念下的小学科学教学课堂，出现了教师掌握课堂主动权，而学生则长时间处于被动听课的现象，严重影响了学生自身各项基础能力的发展和综合素养的培养。在当前新课改和素质教育不断推行和实施背景下，要求教师需要在教学过程中充分体现和尊重学生的课堂主体地位，将课堂主导权交到学生手中，让学生逐渐成为课堂的主导者，鼓励学生能够依据自身的实际学习情况和所遇到的问题自主开展学习探索活动。而教师则需要由原先的课堂主导者逐渐转变为学生自主学习活动的引导者和监督者角色，而唯有发挥出学生的课堂主体作用，教师才能更好的完成对于“STEM”教育理念的应用和对于学生创新能力的培养。

例如，在刘敬贤老师教学小学四年级科学《天气日历》一课时，教师就依据“STEM”教育理念引导学生进行自主学习：以“变废为宝”为活动主题，让学生在生活中收集废弃纸张和铁丝，并要求学生每天观察天气的变化情况，然后引导学生自主依据收集到的材料发挥想象力进行“日历”的制作，并在上面进行日期和天气情况的标注，从而启发学生的创造性思维。

温海虹老师在校本课本课程的科学小制作活动时，以《搭纸桥》活动为契机，教师讲解了日常生活中桥梁的基本形状，又讲述了如何连接纸桥的各部位，欣赏了一些往届同学们制作的纸桥，孩子们主动的参与活动的积极性就调动起来了，在活动的过程中不仅做出了我们常见的桥梁，还别出心裁的制作出了自己想象中的桥梁，极大地调动了孩子们主动学习的积极性，更培养了孩子们创新得意识，当我们拿起相机拍照时，孩子们手里举着自己制作的心爱的纸桥纷纷闯入镜头，脸上洋溢着骄傲的、开心的笑容。

三、利用科学实践活动实现“STEM”教育课堂的延伸

在整体小学教学体系框架中，小学科学作为一门重要的学科，是学生对世界和社会有一定初步认识和了解的重要途径，也是激起学生探索自然环境的主要因素。而在当前新课程改革和素质教育不断推行和实施大背景下，培养创新性且符合社会发展需要的人才，已经开始成为各阶段学校所讨论的话题。处在小学阶段的学生，受年龄的发展特性影响，其自身的各项基础能力如思维能力、认知能力以及辨别是非等能力尚且处于发育阶段，从广义方面讲，学生在日常生活中接触到的各种事物、现象以及价值观等内容，以小学生当前的自身发展能力很难完成对于所接触内容好坏的辨别，因此极易容易受到不良观念等内容的侵害，甚至会影响学生自身的发展。而对于“STEM”教育来讲，其不应只局限于课堂环境，而是需要进行多途径的延伸，因此小学科学教师需要定期开展科学实践活动，促使学生在课外的实践活动中完成自身创新能力的升华。

例如，丁丽美老师在教学小学科学《种子的萌发》相关内容时，带领学生进入到大自然环境中，感受各种各样的花的同时，就“把种子萌发”这一话题进行讨论，探讨种子萌发对于植物生命延续的影响，并开展对比实验，培养和观察在经过萌发过程后的种子与未经过萌发过程种子是否存在一定的差异性，鼓励学生针对“种子的萌发”自主进行更深层次的思考。

丁丽美老师顺势引导孩子们继续在课下进行研究，利用学到的种子萌发的知识，把种子种到花盆或者实验田里，课后继续观察种子的生长情况与阳光的关系等。

总结：教育改革背景下，融合“STEM”教育，对于小学科学学科的整体教学质量改善和对小学生创造力的培养而言，有着十分重要的意义。

参考文献：

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[2]王佑镁,郭静,宛平,赵文竹.设计思维:促进STEM教育与创客教育的深度融合[J].电化教育研究,2019,40(03):34-41.

[3]李王伟,徐晓东.统整艺术与STEM实践的创新力培养——来自美国八大STEAM教育案例的启示[J].外国中小学教育,2018(12):9-17.

（本论文为《小学科学“STEM”教育与创新能力培养的实践研究》课题研究成果之一 课题编号：202009）