基于STEM教育理念的科学教学设计研究

科学学科作为一门较新的课程出现在小学阶段，为学生科学意识及科学素养培养奠定了坚实基础。但是教师却面临着如何在有限的教学时间内将知识传递和灌输给学生的巨大难题，特别是小学学生的科学知识应用能力及拓展延伸能力并未得到有效培养。STEM教育是欧美等教育发达国家率先提出的一种科学应用能力培养体系，近年来STEM教育理念逐渐进入中国，它对于学生科学素养培养及学习应用体验提升具有很强的促进作用，有助于改善小学科学教学局限性较强的现状。

一、STEM教育概念浅析

STEM教育是将科学、技术、工程、数学四门学科的英文首字母的缩写，这四门学科也是人类社会发展过程中最为依赖的自然科学与应用技术，它们有效覆盖了人类尝试探索与实践应用的全过程;STEM教育将这四项内容进行了全面融合，對学生的综合素质展开全面培养，为学生更好地完成知识学习与知识应用奠定了坚实基础。STEM教育理念的全面普及将帮助学生更加全面地认知世界，并引导学生运用科学与理性的方式解决现实问题，学生将尝试通过自己的努力改变世界。

二、基于STEM教育理念的小学科学教学设计原则

STEM教育理念改变了传统教学模式下侧重知识能力灌输却忽视知识运用培养的现状，科学教师需要围绕STME教育理念展开深度剖析并充分考虑本学科特点，明确下列设计原则：

（一）趣味情境性原则

STEM教育提倡教师运用趣味性教学方式及丰富多彩的教学情境向学生们展示学习内容，提升学生对学习内容的关注与兴趣。而小学科学课程在展示知识过程中同样依赖于科学实验，这能够带给学生们非常直观的学习体验。例如教师可以在充满水垢的水壶中加入米醋，学生们很快会发现水垢神奇地消失了，这使得学生们迫切渴望知识这种现象发生的原因，同时也使得学生了解了科学知识的巨大现实作用。

（二）探索性原则

STME教育本身具有极强的实践性，教师在课程设计过程要着重关注培养学生的探究能力，这将促使学生更好地完成科学探索过程，通过自己的探索与尝试获取知识、验证知识，进而加深学生们对于知识的理解和认识。科学学科的很多内容都需要学生们通过探究获取结果，教师要给予学生更多动手尝试的机会，学生们在不断尝试及失败成功的过程中将形成更强的科学素养。

（三）综合性原则

STME教育体系围绕四门学科建立了融合性很强的综合教育体系，这对于学生跨学科知识的学习与运用具有非常积极作用。教师要深入理解STME教育理念的综合性，确保学生们能够将科学学科与其他知识进行有效融合。例如STEM教育中的工程就是要将科学运用于工程实践，而现实生活中随处可见科学在工程领域的应用，教师可以安排学生展开课外拓展参观，全面了解科学的具体应用细节，同时引导学生思考如何改进科学应用现状，全面提升学生对于知识的综合把握。

三、STEM理念下的小学科学教学设计模型

STEM理念对小学科学教学的改革与发展具有很强的促进作用，笔者结合教学实践提出了教学的教学设计模型，这个模型在应用过程中经过有效调整及革新取得了良好的教学效果，其主要流程及内容如下：

（一）提出问题，分享交流

教师在科学知识教学前首先要明确自己将要开展教学课程的具体内容，围绕教学内容设计教学目标;同时教师要侧重于提出学生们感兴趣的相关科学问题，激发学生的探索欲望与研究兴趣。例如在《生命之源——水》的课程设计中，笔者首先利用视频向学生们展示地球上的水资源分布情况，使得学生对水资源拥有初步的了解，随后笔者向学生们提问“地球上拥有那么多的水资源，为什么我们还要节约用水呢？”以及“我们如何才能够获得更多的可用水资源呢？”学生们围绕问题展开了深入讨论分析，笔者适时进入深度讲解，共同寻找问题的答案，同学们也分享了自己的想法与思路，课堂氛围变得非常活跃，而答案也在分享交流过程中变得逐渐明晰。

（二）探索尝试，创新研究

科学学科内的很多问题需要学生们通过尝试与验证去寻找答案，特别是STME教育理念对科学实践与融合提出了更高要求，教师必须要激发学生们的探索欲望，引导学生围绕课程主题展开创新研究，共同寻找问题的解决方案。例如在《观察水》的教学中，笔者安排学生以小组为单位对不同的供水系统案例展开深度剖析，每个小组的学生根据自己的分析结果提出方案的优点与缺点，进而在此基础上共同讨论分析，看看哪个小组学生的总结最出色、最全面。这个环节教学主要是为了加强对于现有知识及应用的理解和认识，帮助学生形成更加具体形象的科学分析能力。

（三）融合应用，实践开拓

STEM教育理念格外重视学生知识应用能力的培养，学生们不仅仅要能够理解和把握知识，更要能够有效地应用知识。因此教师在完成教学后要赋予学生更多实践尝试机会，鼓励学生将自己学习到的科学知识应用于生活或工程实践，帮助学生通过制作模型、模拟应用、实践应用等方式验证自己的想法或设计。例如在《神奇的水》的教学中，笔者鼓励学生在分析交流的基础上合作设计一个自来水处理流程并且绘制示意图，学生们纷纷运用自己学到的知识及查阅的资料展开设计，他们对于相关知识的理解运用能力得到了进一步提升。

【作者单位：扬州市江都区国际学校江苏】

推荐访问： 教学设计 教育理念 科学 研究 STEM

---