融合STEM教育理念，在小学科学教育提升学生创新素养

融合STEM教育理念，在小学科学教育提升学生创新素养

丰泽区实验小学   林丽华

摘要：当今社会科学技术的快速发展离不开科技的创新，科技的创新离不开培养学生的创新素养，培养学生的创新素养离不开小学科学教育，那么如何让学生在小学科学课堂上有更多的收获，发展学生科学思维，培养学生想象力，提升学生的创新素养，是近年来科学教育一直关注的问题。本论文就从STEM教育理念和提升学生创新素养的概述；融合STEM教育理念，在小学科学教育提升学生创新素养的意义；融合STEM教育理念，在小学科学教育提升学生创新素养的措施三大方面来展开，并以《建高塔》这一课例，从四个方面进行阐述培养学生创新素养的措施。

关键词：创新素养   小学科学   STEM教育

2016年9月，教育部发布《中国学生发展核心素养》，提出了创新素养作为核心素养的“核心”成分。而STEM教育被视为培养学生21世纪技能与创新核心素养的“疗效药”，《义务教育小学科学课程标准》建议小学科学教师在教学实践中融合STEM教育理念。基于此，本文将研究STEM教育理念下小学科学教育提升学生创新素养的策略，通过建构二者关系的模型和具体实例说明在STEM教育理念下，小学科学教育如何提升学生的创新素养。

一、STEM教育理念和提升学生创新素养的概述

当今社会科学技术的快速发展离不开科技的创新，科技的创新离不开提升学生的创新素养，提升学生的创新素养离不开小学科学教育，所以小学科学教育是提升学生创新素养的重要学科；而传统的小学科学教育大多数情况还是老师准备材料，学生做实验，得出实验结论，这样教学模式比较单一已经跟不上当前教育发展的热点和趋势，不能培养综合性的人才，那么在小学科学教育教学中应该做怎样的调整和改变呢？我想需要融合STEM教育理念，把科学探究、设计活动等具有不同教学功能和多元化的内容整合到科学课堂中来，通过科学课堂的学习，从而提高学生的动手实践能力，培养学生的创新素养。

二、融合STEM教育理念，在小学科学教育提升学生创新素养的意义

传统的小学科学教育教学模式比较单一跟不上当前科技教育发展的热点和趋势，不能培养综合性创造性的人才。所以在小学科学教育教学中需要融合STEM教育理念，特别是在新课标中新增了科学、技术、社会与环境这模块的内容，要求学生能够了解人类生活与自然环境、科学技术之间的关系，增强保护环境意识和社会责任感。这就要求老师需把科学探究、设计活动等具有不同教学功能和多元化的内容整合到科学课堂中来，通过科学课堂的学习，从而提高学生的动手实践能力，提升学生的创新素养。

三、融合STEM教育理念，在小学科学教育提升学生创新素养的措施

融合STEM教育理念，提升学生的创新素养，首先教师应提高自己的专业素养，充分利用现代科技手段辅助教学，利用网络展示最新科学成果，并将其与课堂生活紧密相联。其次，教师应设计、组织新型课堂模式，以学生为中心，以探究活动为主体，逐步引导学生发现问题， 并尝试解决问题，锻炼他们独立思考与合作交流的能力。再次，在科学教育的过程中，应该渗透创新思想，将科学精神与创新精神、科学思维与创新思维、科学能力与创新能力等方面结合起来，在教学过程中有意识地引导学生运用所学，发挥自己的想象力与创造力，设计出科学而又不失新意的实践方案，努力成为小小发明家或小小科学家，为我国的创新人才培养增添一抹亮色。具体来说，包括以下几个方面：

（一）、融合STEM教育理念，在真实情景下以问题提升创新素养

教学情景是指课堂教学中，根据教学内容，为落实教学目标而设定的适合学生主体并作用于学习主体，使其产生一定的情感反应，并能主动积极地进行建构性学习的具有学习背景、景象和活动条件的学习情景，这样的教学情景分为两种：虚拟情景和真实情景。虚拟的情境经常使课堂效果不尽人意，而真实的教学情境才能让师生共同得到提升，教师只有创设能够调动学生“胃口”的任务驱动式的真实情景，学生才能有所思考，也才能生发出问题，所以老师需要做的是为孩子提供真实的情景，并引导学生进一步进行探究学习。

以六年级的“形状与结构”这一单元的《建高塔》为例，如果让学生仅看课件、视频和书本的图片，学生不仅将会失去学习的兴趣，关键是还无法引起学生强烈的内在或者外在体验。于是我课前将学生分为2大组（密闭型高塔组、框架高塔组），周末由家长带领他们到现场中去，让学生在真实的世界里去观察。他们很快就会被这种特殊的建筑构造所吸引，并能记录各种各样的问题。上课时间他们带着这些问题回到教室，这样，一个与“高塔”有关的项目学习就这样开始了。

在问题和项目的驱动下，学生的学习热情将被点燃，他们的问题和思考将在项目式的学习中得到延续和升华，他们的创新素养也就能得到很好的提升。

（二）、融合STEM教育理念，在跨学科活动中以实践提升创新素养

STEM教育理念强调在各学科中采用整合性的项目导向式教学，以真实的问题情境融合多学科知识展开教学。本课例将跨多个学科融合到教学中，如在“建高塔”中的设计环节和搭建环节就需要让学生将数学、艺术、科学、技术与工程等学科知识考虑进去；在测试高塔的自身结构稳定性、抗震能力和抗风能力，还需要结合信息技术、人工智能等技术。由此，能看出这一环节让学生在整合式的跨学科活动中学会创新地解决问题，从而提升学生的创新素养。

（三）、融合STEM教育理念，在多种材料协助下提升创新素养

科学的探究离不开材料与工具，丰富的材料能发展学生的思维，提升学生的创新素养。

如本课例中，在建“高塔”的材料上我先提供简单便宜的日常家居的材料：木棍、和木棍匹配尺寸的三通、四通、直三通的三通建框架高塔，测试抗风能力。在框架高塔的基础上，我提供磁板、双面胶、各种颜色的卡纸，这些材料可以在同学们建框架高塔的基础上建封闭高塔成为密闭型的高塔，再进行测试，从而能够进行对比理解框架高塔的另一个特点——风阻小，更稳定。学生在用这些材料设计建塔时，要考虑、计算需要用哪种类型的接头接口；建封闭式的高塔时还需考虑各个面需要用磁板还是哪种颜色的卡纸等这些因素，才能使塔稳定美观，材料可以重复使用，节约资源，融合多学科的知识，体现了STEM教育理念，所以给予丰富多样的材料，学生能在整个搭建过程不仅仅是动手搭建，更是在思考和创造，从而提升了创新素养。

（四）、融合STEM教育理念，在项目活动中提升学生的创新素养

在建“高塔”这一课例中，为了提升学生的创新素养。基于我们的项目，首先，学生在课上根据老师提供的丰富材料分组画设计图，再根据设计图搭建高塔；其次，为了测试“高塔”自身的稳定性，利用课外时间和学生一起探索应该用什么样的装置才能科学严谨的测试“高塔”自身稳定性，同学们思维碰撞，产生火花，最终集同学们的智慧，我们设计了一个测试物体稳定性并以数据呈现出来的检测器。如图所示1，具体我们来看一下，这是一块推动高塔的推板，手摇柄旋转螺杆推动推板移动，然后在这块板的后面固定一根直尺，以呈现物体倒塌的数据，下面这块是挡板，能根据地基的大小调节位置，而且起固定地基的作用。再者，为了测试“高塔”的抗震能力，用人工智能EV3器材和孩子们一起探索搭建能够上下左右晃动的地震模拟装置。在搭建高塔和探索这些测试工具时，孩子们经历了反复的思考、探索、发现、制作成品，可以说这个过程孩子们真真切切经历了一次技术与工程方面的探索和实践，打开了思维，提升了创新素养。

图1

总之，在小学科学课堂中，教师要融合STEM教育理念，给学生创设真实的科学探究情境，提供足够丰富的实验材料和有价值有意义的探究主题，并引导学生以问题为导向进行项目式的深入探究实践学习，同时借助跨多个学科的形式，才能不断提高科学素养、创新能力和解决问题的综合能力，从而提升创新素养。

参考文献

[1]张俊萍.浅谈如何通过小学科学课培养学生探究和创力，2019(6)

[2]廖丽珠.在真实情境下提升学生的科学素养和创新能力，2019(2)

[3]陈明真.白宏锋.浅谈小学科学课标中科学素养与创新关系，2018（10）