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谈STEM理念下小学科学教材的开发与新探索

发表时间：2021/8/13 来源：《基础教育课程》2021年8月作者：欧阳小铁

[导读] 随着美国的STEM教育理念的传入，国内教育也开始流行该教育思想。

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摘要：随着美国的STEM教育理念的传入，国内教育也开始流行该教育思想。STEM教育融科学、先进技术、数学、工程四者为一体，从而成为教育行业广泛传播的教育新形式，该理念的正确运用，能帮助学生思维、沟通等各方面的能力创新型发展，从而能推动整个教育行业的发展，结合目前国内学校运用STEM思想的现状，我国也愈发重视STEM教育模式，并发布了相关权威文件。文章探讨了STEM理念下，小学科学教材的开发与新探索，供学者参考。
关键词：STEM理念；小学科学教材；开发与新探索
        引言：STEM理念并不是科学、先进技术、数学、工程四者的简单相加，其核心点在于发现问题之时，设计解决的方法，再利用科学、先进技术、数学、工程四者的知识核心理念解决问题，最后将总结好的解决方法呈现给大家，这种整合方式具有实践性、协作性等优点，而STEM理念更是凭其优异的特点在世界范围内广泛流传，并受到国内教育工作者的重视。
        一．STEM教育理念
        1.STEM教育模式的含义
        STEM是一种跨学科学习的教育模式，基于跨学科学习的理念，运用两种或者两种以上的跨学科观念或学科观念，解决教学课程所出现的问题。跨学科观念强调的是学科之间的“混合”，“混合”并不是表面含义的“混合”，而是在保存每个学科的特性以及课程重点的基础上，进行“混合”。该形式意味着在课堂教学中，尽管会涉及不同学科范围的知识点，但是师生会清楚辨认各个学科的分界线，从而重点放在某一特定学科上。STEM教育将重中之重放在特定的问题上，对相应问题有更深层次的理解。
        2.STEM教育模式的发展历程
        STEM教育模式源于美国，起初是应对美国社会存在的科技教育危机以及未来可能发生的社会挑战所提出的教育战略，在之后的发展过程中，STEM教育模式还加入了艺术，成为STEAM教育模式。
        二．STEM理念下，小学科学教材开发的依据
        1.核心素养
        我国教育纲领性文件《中国学生发展核心素养》中，指出学生在学习中使自身个体适应并终身成长以及收获社会未来发展的必备能力和优秀品格，为当下的教育模式提出了新要求，并引起了思考。核心素养强调的是对学生学科素养的培养，塑造优秀的独立人格以及综合素质的提升。STEM理念中，多学科的综合运用，很大程度上能培养学生的社会责任感，创新思维能力等多方面。所以，国内学生发展核心素养既是教育模式的核心，也是小学科学教材开发的依据。
        2.《义务教育小学课程标准》的印发
        在教育部文件《义务教育小学课程标准》中指出，推行STEM教育，鼓励跨学科式学习。因此，小学科学教材开发与新探索便显得至关重要，教材开发过程中运用多学科的混合，才能促进学生综合素质的培养。

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        三．STEM理念下小学科学教材的开发与新探索
        1.将探究式活动列为教材重点
       探究式活动能极大程度上拓展学生的思维能力，而目前许多科学教材正是缺少这一部分的具体应用。把学习情况步入具体的情境当中，与科学家思考问题的思路途径相似，先提出具体问题，设置猜想假设，再根据实验的过程验证假设，最后处理相关信息，得出结论。例如，在书本的研讨板块中，关于问题“怎样解释两个杯子出现的不同现象？依据是什么？”，在探究式活动中，先提出问题“为什么两个杯子出现不同现象”，再列出假设“水与空气接触气化成水蒸气”，然后按书中的步骤做实验，让学生亲手操作实验，增强理解能力，最后根据实验结果验证假设，得出结论。在探究性活动中，学生在提出问题的环节，能激发自身学习积极性或者学习兴趣，从而产生对知识的好奇心，在实验中，更是在动手操作的过程中深化对科学探究的理解，对科学这门伟大的学科产生浓厚的兴趣。教材的开发在探究式活动的基础上，从学生身边所发生的科学现象入手，进行现象背后的科学知识的深究，从而引起学生对科学实验的兴趣，提高科学探究的能力的同时，也能深化科学思维。
        2.深化STEM理念核心，进行学科融合
        STEM教育模式的核心是跨学科学习，在小学科学学科教材的运用上，更能深刻体现。例如，在“测量降雨量”单元中，除了运用到数学知识，更是与生活密切联系。在自制雨量器的过程中，数据的刻画与读取以及比较，都需要一定的数字灵敏度，同样一些难以理解的知识难点，可以在课堂上运用多媒体技术，利用图像、视频、３D建模等形式，简易化抽象的知识点，帮助学生更好地理解知识难点。随着科技的快速发展，多媒体技术逐步融入了教育行业，并成为教育行业不可缺少的重要工具。除了加入数学、工程、先进技术的STEM理念，还可以融入人文学科相渗透。例如，同样是“测量降雨量”单元，关于最终测试结果，与现实中的降雨量相类比，得出不同地区不同降雨量的结论，并引发深思，降雨量高的地区可能会引发洪涝，降雨量低的地区也许会引发旱灾，可见气候的不寻常会带来不好的生活环境，影响人们的生活。以一个课题与生活相连结，在解析书本知识的基础上，引导学生思考相关联的生活常识，从而深化知识的内涵，促进学生多方面发展。
        3.工程教育的重要性
        随着相关文件的发布，工程教育逐步受到重视，该教育形式适应了社会经济的发展以及国际科学教育发展的趋势，因此需要引起一定的关注，在小学科学书本的开发中，加入工程类的板块，引导学生学习工程师的优秀能力。例如，在课节“做个太阳能热水器”中，依据工程师思想，先提出任务“制作太阳能热水器”，观察调查生活中的实体太阳能热水器，细致到太阳能热水器的各个硬件都需要熟悉，其次设计方案，选择合适的材料，绘制图纸，然后制作成品，完成太阳能热水器的制作，最后进行性能的测评，完成整个制作过程。由于学生年龄阶段较低，并不需要过高的要求，根据书本的步骤，完成制作过程。工程教育的目的在于让学生初步了解工程领域，为之后这方面的深层次学习打下基础，了解各类材料的运用，功能的调节等各个层面，动手制作过程更能让学生的大脑时刻处于思考状态。教材凭借工程教育的加入，深化了STEM教育理念，更好的为学生服务。
        结束语
        实践证明，小学科学教材的开发与新探索离不开STEM理念，STEM教育模式凭其创新性、综合性等各个鲜明特点，适应学生的学习情况，在教育行业不断取得创造性进展，并深受教育行业从事者的赞扬与大力推崇，在与小学科学教材的融合过程中，相信其在未来发展道路上越走越远。
参考文献：
[1]包卉.浅谈STEM理念下小学科学教材的开发与新探索[J].编辑学刊,2020(06):99-104.
[2]钟鹭. STEAM理念融入科学课堂对学生创造力培养的实验探究[D].杭州师范大学,2020.