STEM教育理念下科学教学策略

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STEM教育理念下科学教学策略

[摘要]小学科学教学融入stem教育理念,为教师的教学设计提供了更多选择,也为学生的学习创造了更多思考空间。在科学教学中,教师要整合教学资源,创建STEM教育理念的实施环境;优化教学设计,促进STEM教育理念的实施;强化教学训练,提升STEM教育理念的实践效度;注重教学实践,实现STEM教育理念的学科融合,有效拓展教与学的宽度和长度,为学生的学科认知发展提供动力。

[关键词]小学科学;STEM教育理念;教学策略

STEM是一种融合性教育理念,具有极为广泛的教育教学应用价值,能为学生的学习提供丰富的学习契机,深受科学教师的青睐。因此,科学教师要有整合、优化、强化、实践等教学意识,对教学内容、教学形式、教学训练等方面展开优化处理,提升科学教学的有效性。

一、整合教学资源,创建STEM教育理念的实施环境

科学教学的内容极为丰富,教师要打破学科界限,科学整合教学内容,利用多种教学手段创设适宜的学习情境,赢得课堂教学的主动权。

1.明确概念明确概念,思想渗透

STEM是科学、技术、工程、艺术、数学五个英语单词的缩写,将这些单词代表的学科进行融合性研究,打破了学科界限,能够带来更多的结合契机,如技术和工程的结合、艺术和数学的结合、科学和工程的结合等,为学生思维的启动和拓宽提供更多可能。STEM教育理念与科学教学契合性高,其应用价值不容忽视。在教学资源整合、教学程序设计、教学训练投放、教学效果评价等方面,教师都需要其他学科的支持,以开阔学生的学习视野,培养学生的学科综合能力。

2.创设情境创设情境,激活思维

整合学科教学资源,创设适宜的教学情境,可以成功调动学生学习科学的主动性。科学知识具有融合性和延伸性,涉及自然、艺术、数学、技术等领域,教师在整合教学资源时要有借鉴意识,对教学资源进行更广泛的收集和整合处理,为学生提供更多学习感知的机会,启发学生学习思维。在创设课堂教学情境时,教师不妨借助多种媒体手段,融入更多的信息,给学生的学习造成更大的冲击,以提升学生的学习品质。如多媒体展示、实物展示、实验操作、实地观察、生活案例展示、数据分析等,都能够使学生形成丰富的学习主动力。创设适宜的教学情境,能激发学生的学习探索热情,所以教师要对教学情境的创设方法进行筛选,以体现STEM教育理念。如教学苏教版四年级上册《空气中有什么》时,教师在课堂上点燃了一根蜡烛,然后用杯子罩住蜡烛,结果燃烧的蜡烛快速熄灭了。教师提出问题:“为什么罩上杯子的蜡烛会熄灭?”学生讨论热烈,有的说“杯子罩住蜡烛,就隔绝了蜡烛和空气的接触,蜡烛在缺氧的情况下熄灭,这说明空气中有氧气”;也有的说“蜡烛燃烧的确需要氧气,但不是所有的燃烧都要靠氧气助燃,其实空气中还有很多物质,它们也可以助燃”。这里,教师为学生设计小实验,学生看得真切,很快就做出准确判断,这说明学生有一定的生活认知积累。在这个实验操作中,教师借助技术、自然、社会等常识进行展示,体现了学科融合的意识。

二、优化教学设计,促进STEM教育理念的实施

STEM教育理念为科学教学带来更多的选择,因此教师要对科学教学设计展开全面的升级处理,精选教学内容,简化教学程序,调动学生的学习主动性。

1.明确目标明确目标,简化教程

制定科学教学的目标时,教师要进行教学调查,对教材进行深度解读,对学生的学科基础进行深入分析,以便为学生规划清晰的学习路线,设定切实可行的学习目标。教学目标的制定要凸显三维性,还要注意多重学科的横向联系,从知识传授、方法优化、情感提升等角度展开操作,为学生的学习创造条件。设计科学教程时,教师要有创新意识,对教学程序进行筛选优化,尽量减少教学环节,注重学生实践能力的培养,以提升学生的学习效率。

2.精选内容精选内容,理清思路

小学科学教材的内容比较丰富,教师要有取舍意识,对教学内容进行筛选和组合,并结合其他学科内容,展开多元对接。学生生活认知经验的积累,无疑是重要的学习内容来源,教师要精心选择,以启动学生的学习思维。同时,科学学科与艺术、数学、技术、工程等学科有很多的接轨点,所以教师在选择教学内容时要有观照整合意识,为学生提供价值更高的学习内容,以培养学生的学科能力。如教学《热的传递》时,教师为学生设计了展示实验:“这里有一片铁块,上面涂有一层蜡,我们用酒精灯给铁块的一端加热,这铁块上的蜡会全部融化吗?”学生有的说会全部融化,有的说不会全部融化。教师开始加热,随着时间的推移,铁块上的蜡全部融化了。教师在此基础上讲解热在固体上的传递途径,即从温度较高的部分向四周温度低的部分传递。为进一步解读热的传递途径,教师让学生自行设计液体中的热传递实验。学生经过思考,很快给出多种设计方案。如有的学生建议用一支试管装满水,给试管一端加热,看试管的水如何运动及水温会不会同步增高。也有的学生用一个烧杯装满水,在水里放上一些红色颜料,然后对准烧杯的底部加热,看烧杯内的水如何循环运动,最后检测烧杯中的水温。这里,教师先为学生做演示实验,对固体的热传递途径进行解释,然后让学生自行设计一个热传递实验,了解液体中的热传递情况,这个带有创造性的任务给学生带来了触动。为完成这个实验,学生要借助工程、技术、数学等多种学科知识,体现了STEM教育理念的应用性。

三、强化教学训练,提升STEM教育理念的实践效度

科学训练注重实践性,教师让学生结合生活认知基础展开多种操作,学生的学习成长更为明显,STEM教育理念也能够得到有效落实。

1.创新形式创新形式,凸显主体

科学课堂的训练形式丰富,教师要针对学生的学习实际做出科学选择。STEM教育理念强调学科融合和学习实践,因此教师要从融合和实践等角度展开考量,为学生提供更多的训练机会。如生活实验、社会调查、信息收集、课堂辩论、手工制作等都属于科学学科训练形式,教师要针对教学内容和学生的接受实际进行选择,特别是要观照教学条件和学生学习环境进行训练设计与创新,这样才能有效提升训练效果。随着信息技术的不断发展,科学和技术学科的联系更为密切,教师不妨借助信息技术手段展开训练设计,这样学生的接受度更高。

2.贴近生活贴近生活,升级合作

合作学习是新课程改革的重要产物,不管什么学科,也不论什么内容,教师都喜欢让学生展开集体讨论,导致小组讨论几乎成为合作学习的代名词,但是因为合作形式单一,学生很容易产生厌倦感。因此,教师要有创新意识,对合作学习形式进行升级处理。如小组对话、课堂辩论、小组实验、采访调查、课堂展示等,都能够为学生提供合作学习的契机,学生对这些合作学习形式有更多期待,其合作操作效果也会更好。如教学《怎样搭配食物》时,教师引导学生深入钻研教材,认识“食物金字塔”,并对“食物金字塔”进行研究,掌握食物搭配原则,然后让学生设计食谱,模拟配餐:仔细分析自己的食物搭配,看有哪些不合理的地方,应该怎样改进;根据自己的实际情况设计一天的食谱,并在小组内讨论。学生依据教师的布设任务展开学习活动,课堂内研究气氛浓厚,经过一番操作,都能顺利完成学习任务。这里,教师让学生展开生活调查,这是生活社会学内容;对调查内容进行综合分析,这是数学学科内容;自行设计食谱,这是工程学内容,也是食品养生学内容……学生在多种学科内容融合中建立学习认知,这无疑属于STEM教育理念的具体体现。

四、注重教学实践,实现STEM教育理念的学科融合

加强学科联系,建立校园社团组织,能够形成崭新的学习局面,为学生的学习成长创造良好的条件,开阔学生的学习视野。

1.建立社团建立社团,丰富活动

科学教学具有综合性、开放性的特点,非常适合成立一些课外兴趣小组。教师可发动学生建立校园社团,如水彩兴趣小组、合唱社团、自然科考小组、鼓乐兴趣小组等,吸引更多的学生参与进来,营造良好的学习气氛。教师要对这些社团组织进行专业指导,培养更多的学习骨干,确保这些团队正常运作。学生的兴趣爱好呈现个性化特征,很多学生的爱好与科学学科高度契合,这为兴趣小组的形成提供了帮助。

2.学科融合学科融合,形塑能力

STEM教育理念要求学科融合,如果教师能够有意识地进行科学学科与其他学科融合的设计和调度,就可以引导学生实现学习认知的横向迁移。学生在做科学实验时要运用技术手段进行操作,也需要运用数学思想规划和构思;在进行生活调查时,学生需要掌握工程规划方法,建立调查框架体系,确保调查顺利推进;处理调查数据时,需要运用数学和信息技术进行操作。学科融合是科学学习的重要特征,教师在具体操作时,要对学生的学习基础有所观照。如教学《声音的传播》时,教师为学生布设了多项探索实验:“声音在空气中如何传播?声音在固体中如何传播?声音在液体中如何传播?请通过具体实验加以证明。设计实验时要将实验过程、实验步骤、实验结果、实验材料等内容写清楚,形成完整的实验报告。”学生拿到这个学习任务后,都积极展开思考和讨论,并通过实际操作获得了丰富的实验成果,对声音的传播途径有了全新的认知:“我们交谈时是在空气中进行的,这说明空气是可以传播声音的。我们将耳朵贴近桌面,敲击桌子的另一端,马上就能够听到声音,这说明固体也是可以传播声音的。用一个水盆装满水,在水中敲击两块石子,将耳朵贴近水盆,我们也能听到声音,这说明液体也是可以传播声音的。”……这里,教师为学生布设探索实验,实验需要用到其他学科的知识,如自然、物理、技术等,对学生形成思维冲击,使学生在具体操作中动脑、动手。总之,在科学教学设计中引入STEM教育理念,符合现代教育教学形势发展的需要,符合学生学习成长的实际诉求,教师为学生做出科学引导,能够成功调动学生学习科学的主观意识,建立科学完善的学习认知体系。科学学科本身对知识拓展、学科融合有主观追求,教师利用STEM教育理念对教学设计、教学引导、教学训练等方面展开创新实践,能够为学生提供丰富的学习实践机会。

作者:徐小军 单位:江苏常州市武进区星韵学校