STEM课程与小学科学教学的深度融合分析

STEM课程与小学科学教学的深度融合分
析
摘要：STEM是融合科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）和数学（Mathematics）于一体的综合教育，它是以项目或问题驱动的方式进行活动，在活动中强调从多学科、多角度创造性地解决实际问题。

学科知识的获取是STEM教育的基础，而能够理解学科知识之间的内在联系是STEM教育的本质。

小学科学以培养学生的科学核心素养为宗旨，科学探究是学生学习科学重要的学习方式，将STEM教育理念融入小学科学教学，可以促进学生通过问题解决，不断提高自己的科学探究能力。

关键词：STEM；小学科学；深度融合
一、将理念融入课堂教学，是STEM教育的重要基础
课堂教学是学生科学学习的主阵地，教师应该把STEM教育理念融入科学课堂教学中，通过项目驱动的教学方式，促进学生在问题解决的过程中深入展开科学探究。

教师首先要创设一个真实的科学探究主题，然后通过师生共同讨论与交流，明确所要探究的问题，在此基础上制定出完善的探究方案，最后利用多学科的知识进行深入探究。

面对枯燥的文字很难激发学生的探究兴趣，而通过项目式学习可以在最大程度上挖掘学生的创新能力，让学生亲自动手，在做中学，在学中思。

如在教授“怎样得到更多的光和热”一课时，教师利用太阳能热水器引出本次课讨论的主题，经过师生讨论和梳理，提出探究问题：太阳能热水器的倾斜角度是多少才能适合本地使用。

这是一个模拟实验，经过讨论，学生制定探究的方案：1.制作不同倾角的太阳能热水器。

2.上午九点，将制作完成的太阳能热水器朝南放在操场上，到了下午一点，测量热水器水温的变化。

3.测量出本地中午太阳能高度角。

4.根据测量结果，找到太阳能热水器倾斜的角度与太阳高度角之间
的关系。

制作太阳能热水器都需要什么材料呢？这些都属于工程问题，而经过讨论学生确定了实验材料和基本过程：用八只大小相同的试管代替太阳能热水器的真空管，然后将等量的清水分别倒入八支试管内，用八个带孔的橡皮塞分别塞紧试管，再将八支温度计分别插入试管内。

用废旧的展板做太阳能热水器的支架，支架要做成L型，八支试管斜靠在背板上，太阳能热水器才能稳定。

背板上要挖出八个高低不等的凹槽，这样八支试管才能以不同的倾斜角度摆放，这就需要用数学的方法计算出八个凹槽的高度。

在设计完草图后，还需要做出太阳能热水器的支架，这是技术问题。

经过师生的共同努力，学生最终计算出适合当地太阳能热水器放置的倾斜角度。

二、开展课外探究活动，是STEM教育的重要途径
课堂探究仅是学生科学学习的一部分，课外探究为提升学生的科学探究能力提供了更广阔的天地。

教师应该开展各种丰富的课外探究活动，激发学生探究的兴趣，提高学生的科学素养。

为了有效地激发学生开展课外探究活动的兴趣，教师可以成立课外探究活动小组，选好活动的主题和探究的内容。

主题确定之后，师生就开始一起展开项目化学习活动。

学生在不同学科有机融合的项目中，围绕明确的主题和目标，在真实情境中发现问题、解决问题、自主建构知识。

教师要指导学生探究的方法，帮助学生制定详细的探究计划，积极参与学生课外活动探究的过程，对整个探究活动给予必要的指导。

如在学习了“校园里的植物”一课后，教师组织成立研究校园植物的课外探究活动小组，经过调查发现学生对植物的叶、花的话题非常感兴趣，于是确定本次课外探究的主题是研究叶子和花朵。

经过师生的共同讨论，制定具体的探究内容：1.研究树叶（花朵）的结构。

2.研究树叶（花朵）的形状。

3.研究叶序的类型。

4.研究树叶（花朵）的功能。

5.制作树叶（花朵）的标本。

6.制作树叶（花朵）的粘贴画。

7.制作叶脉书签。

8.制作叶脉花。

学生在研究的过程中出现了一些问题，有许多植物学生不认识。

为了解决这个问题，教师引导学生利用花伴侣、形色等识别植物的软件进行识别。

只要在智能手机中打开这些软件，对植物拍照后这种植物的名称及相关介绍就会出现。

课外小组经过充分探究，对植物的叶子和花朵有了深入的了解，他们将自己的研究成果用科普论文、科普小报、植物粘
贴画、叶脉花（书签）、科学DV纪录片等多种形式进行展示。

在整个研究植物的活动中，学生能够有计划、有组织、有分工、有合作，有条不紊地进行探究，有效地提升学生的科学素养。

三、解决生活中的实际问题，是开展STEM教育的有效手段
科学知识的掌握并不是STEM教育的最终目标，它注重把知识应用于丰富的生活，让学生在生活中发现有趣的、富有挑战性的问题，然后综合运用所学知识解决实际问题，这才是STEM教育的重要目标之一。

教师应该创设真实的情境，引导学生分析生活现象中的科学问题，让学生发现其中可以探究的问题，然后制定详细的探究方案。

学生在具体的探究活动中经历知识的运用、思维的发展碰撞，在合作交流中不断反思，在问题解决中提高科学探究能力。

如班级中有学生发现到了冬至前后，自家所住的一楼采光很少，他经过观察发现有些小区一楼的采光却很好。

前后楼之间的楼间距（日照间隔）是多少才能保证后楼有充足的采光呢？于是教师便组织对此问题感兴趣的同学进行深入探究。

教师首先组织同学上网搜集本地关于采光问题的相关规定，学生搜集资料后发现，本地规定冬至日要保证一小时的满窗日照时间。

经过研究，学生准备成立两个探究小组，第一小组用计算的方法测量出本地的日照间隔（前后两排南向房屋之间，为保证后排房屋在冬至日获得不低于一小时的满窗日照而保持的最小间隔距离）；第二小组用动手实践的方法得出本地的日照间隔。

第一小组要测量出前后两楼之间的间距、前楼的高度、后楼一楼窗台的高度、冬日的太阳高度角等数据，画出数学图形，利用数学公式便可以计算出日照间隔。

第二小组要测量出前楼的高度，并需要做一个楼房模型，然后在冬至日将楼房模型放到楼后适当的位置，再观察楼房模型一楼的满窗日照时间。

两组同学再根据测量得出的数据，计算出本地的日照间隔系数。

通过解决生活中的实际问题，不仅提高了科学素养，而且更能激发学生深入探究的兴趣和热情。

四、开展主题科技活动，是开展STEM教育的助推剂
通过开展生动有趣的主题科技活动，可以激发学生科学探究的兴趣，激活学生在活动探究中的创新能力。

学校可以定期开展一些与科学内容有关的主题科技
活动，如可以开展科学调查体验活动、科学创新比赛、科学摄影活动、科普知识讲座、科学表演活动、航模比赛、水火箭、鸡蛋撞地球等。

通过开展主题科技活动，学生通过收集资料、动手创作、交流反思，更好地了解科学探究活动，促进学生科学素养的提高。

如学校每年十月都会开展以“放飞梦想，做科技达人”为主题的科技运动会，为学生营造参与科技探究的文化氛围，鼓励学生在实践中创新。

科技运动会的内容分为四个项目：科技表演项目，包括魔术揭秘、科学微电影、科技表演秀、机器人创新表演等；科技竞赛项目，包括鸡蛋撞地球、纸桥承重、水火箭比高、铁丝陀螺比久、纸飞机比久、机器人竞赛等；科技展示项目，包括科学幻想画、科普知识小报、科普论文、植物园成果汇报、科学调查体验活动、各种粘贴画、3D 打印等；科技参观项目，包括参观市科技馆、气象台、地震局、博物馆、消防局、西炮台教育基地及VR体验活动等。

STEM教育是一种教学理念和学习方式，强调学生自主参与，综合运用多学科知识解决真实的问题。

小学科学教学中融入STEM教育，要注重培养学生的工程实践，让学生在做中学、在学中思。

只要以学生的核心素养发展为目标，在学科教学中积极开展STEM教育，就会促进科学课的长足发展，培养学生的科学探究能力。