STEM教育融入小學教學的困境
時間:2022-07-09 09:45:34
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[摘要]stem教育強調(diào)培養(yǎng)學生的自主探究能力。將STEM教育融入小學教學實踐,對發(fā)展小學生的動手操作能力起著重要作用。但STEM教育在實踐層面卻面臨硬件條件不足、教師隊伍不完善、小學生認知發(fā)展的局限性、課程資源匱乏且課時有限、課程形式單一且教學過程模式化、課程評價不夠多元化等問題。為解決這些問題,學校應加強STEM教育實施環(huán)境建設,強化STEM師資隊伍建設,合理設置STEM課程,豐富STEM課程資源,創(chuàng)設多樣的STEM課程形式,并采用多元化的STEM課程評價方式。
[關(guān)鍵詞]STEM教育;小學教學實踐;寶雞市G小學
一、引言
《教育信息化“十三五”規(guī)劃》提出,有條件的地區(qū)要積極探索信息技術(shù)在“眾創(chuàng)空間”、跨學科學習(STEAM教育)、創(chuàng)客教育等新的教育模式中的應用,著力提升學生的信息素養(yǎng)、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力,養(yǎng)成數(shù)字化學習習慣,促進學生的全面發(fā)展,發(fā)揮信息化面向未來培養(yǎng)高素質(zhì)人才的支撐引領(lǐng)作用。[1]同時,《中國STEM教育白皮書》的標志著我國基礎(chǔ)教育已經(jīng)開啟了STEM教育的新時代。[2]小學作為基礎(chǔ)教育的開端,是小學生樹立人格意識、建立綜合能力的關(guān)鍵時期。STEM是科學(Science)、技術(shù)(Technology)、工程(Engineering)、數(shù)學(Mathematics)四門學科英文單詞首字母的縮寫,STEM教育包括科學、技術(shù)、工程和數(shù)學幾大學科的綜合知識。[3]STEM教育強調(diào)學生在實踐操作中自主探究知識,從而掌握處理實際問題的能力。因此,在小學教學中實施STEM教育,對我國培養(yǎng)綜合性、創(chuàng)新性人才起著基礎(chǔ)性作用。我國STEM教育在小學教學實踐中的運用正處于初步探索階段。本文將基于寶雞市G小學的STEM教育現(xiàn)狀,分析STEM教育在小學教學中面臨的困境,提出相應的教學優(yōu)化策略,以推動我國STEM教育的健康發(fā)展。
二、STEM教育的實施困境
(一)硬件條件不足
硬件條件是開展STEM教育的物質(zhì)基礎(chǔ)。與科技產(chǎn)品相比,專用教室、各種設備等基礎(chǔ)硬件在STEM教育實施過程中很重要。一方面,政府相關(guān)部門出臺的STEM教育相關(guān)政策的實施并沒有被落到實處。如STEM教育專用資金方面不明確導致很多學校缺乏STEM教育所需要的各種專業(yè)設備,這限制了STEM教育的順利實施。寶雞市G小學六年級學生在學習“用顯微鏡觀察身邊的生命世界”一課時,由于沒有顯微鏡,學生僅通過觀看視頻的上課方式來學習顯微鏡相關(guān)知識導致學習效果不佳。另一方面,學校缺乏STEM教育的專用資金使得學校無力開辟專門的STEM教室。寶雞市G小學沒有專門的STEM教室,STEM課程都是在平時上課的教室里實施。但由于教室空間比較小,學生動手操作的活動受到限制,且容易出現(xiàn)安全隱患。
(二)專業(yè)的STEM教師隊伍不完善
目前,STEM教師隊伍不完善是學校開展STEM教育過程中面臨的最大瓶頸。一方面,專業(yè)的STEM教師人數(shù)不足。由于我國STEM教育剛剛起步,學校和教師對STEM教育缺乏深入了解。STEM專業(yè)教師的行業(yè)標準的不明確也導致從事STEM教育的教師人數(shù)不足。另一方面,STEM教師的專業(yè)化程度有待提高。大多數(shù)現(xiàn)任的STEM教師由學校其他學科教師兼任,這些學科教師學習的都是自己專業(yè)的學科內(nèi)容,平時也更注重自己所教授的單一學科能力的提升,無法滿足STEM教育的跨學科性和綜合性。例如,寶雞市G小學的STEM教師由本校的科學教師兼任,他們很難完全勝任STEM教育的綜合性要求。
(三)小學生認知發(fā)展的局限性
在教學中,學生是學習的主體,而學生的自身認知發(fā)展水平也限制了STEM教育的實施。一方面,處于具體運算階段(7—11歲)的學生雖然能憑借具體事物進行邏輯思維和運算,但還沒有形成抽象的概念,不能進行抽象思維。在日常生活中,他們也只能聽從安排和遵守生活規(guī)則,并不會主動做出改變。然而,STEM教育對學生的自主探索能力提出了較高要求。另一方面,小學生注意力的穩(wěn)定性較差,他們集中精力在一件事物上的時間較短,其注意力很容易被偶爾聽到或看到的事物吸引。然而,STEM教育主要是項目式學習,需要學生集中注意力完成項目。
(四)課程資源匱乏且課時有限
STEM課程資源匱乏也是其存在的較突出問題。一方面,教材是課程的核心資源,教師上課和學生學習多是圍繞教材展開。然而,我國小學當前使用的STEM教材大多是引進版教材,這些教材的部分內(nèi)容不完全符合我國小學生心理發(fā)展特點和學校的實際情況。因此,本土化STEM教材的匱乏在一定程度上加大了STEM教育的實施難度。另一方面,STEM課程的課時數(shù)量有限且課時較短。大多學校的STEM課程是拓展課程,沒有課時規(guī)定,很多STEM課程都不能按時、按量授課。例如,寶雞市G小學在開展STEM課程兩年多中,僅上了不到20個課時,這導致STEM課程很難系統(tǒng)、持續(xù)地培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和高階思維。
(五)教學形式單一且教學過程模式化
單一的教學形式和教學過程模式化是制約STEM教育實施的一大問題。一方面,小學STEM教育的教學形式主要是集中教學。STEM教育理念倡導讓學生自己動手操作各種豐富的材料,探究其中的知識,從而學會解決生活中的實際問題。集中教學并不能滿足STEM教育的融合性要求,小學生也很難在短時間內(nèi)在STEM課程中獲得發(fā)展。另一方面,由于STEM教師缺乏專業(yè)素養(yǎng)、STEM課堂時間有限等問題,大多數(shù)教師只能按部就班地按照教學計劃進行授課,不能解決在教學過程中出現(xiàn)的新問題。這在一定程度上制約了學生的自主探究能力的發(fā)展,也使教師喪失了教學反思的機會,最終影響了STEM教育的效果。
(六)課程評價較為單一
寶雞市G小學的STEM教育評價主要是教師對教師的表格評價、教師對學生的簡單口頭評價,這說明其評價形式較為單一,不夠多元化。首先,從評價主體來看,評價忽略了學生、家長都是教育活動的參與者,應該積極參與到對STEM課程的評價中的事實。其次,從評價形式來看,評價一般采用填寫表格和口頭評價的形式,沒有相應的標準,且?guī)в休^強的主觀色彩。這導致評價的公平性大大降低。最后,從評價內(nèi)容來看,評價以學生的最后作品為主,忽視了對學生思想、情感發(fā)展的評價,不利于培養(yǎng)學生的綜合素養(yǎng)。單一的評級體系在一定程度上影響了STEM教育的效果。
三、STEM教育的實施策略
(一)加強STEM教育實施環(huán)境建設
STEM教育注重培養(yǎng)和鍛煉學生的動手操作能力,為我國培養(yǎng)創(chuàng)新型人才提供了新視角,而實施環(huán)境的建設是保證STEM教育順利開展的基礎(chǔ)。第一,國家和教育相關(guān)部門應制訂支持STEM教育的具體政策,為學校開展STEM教育提供方向性指導。同時,政府相關(guān)部門應劃撥STEM教育的專用經(jīng)費,以保證學校有經(jīng)費購買STEM教育實施的硬件設施,如3D打印機等。第二,學校應盡量開辟STEM教育專用教室,為學生開展創(chuàng)造性活動提供空間,如實驗所需要的大桌子、長凳子等。第三,學??梢院捅镜貐^(qū)的各高校積極合作,借用高校的實驗室開展STEM教育。這樣不僅可以解決小學STEM實驗室數(shù)量短缺的問題,還可以提高高校實驗室的利用率。第四,社區(qū)應積極為學生提供社會實踐機會,促使學生將知識應用于實際生活中,從而培養(yǎng)學生處理問題的能力,如社區(qū)可以和學校共同組織調(diào)查小區(qū)如何處理生活垃圾的活動。
(二)強化STEM教師隊伍建設
教師是教育教學的指導者,是實施教育的關(guān)鍵角色,因此,STEM教師隊伍建設必須得到加強。第一,國家和教育相關(guān)部門應明確STEM教師的地位,制訂STEM教師培養(yǎng)方案,形成較完善的STEM教師培養(yǎng)體系,讓STEM教師培養(yǎng)有據(jù)可依。第二,學校應定期組織在職STEM教師參加相關(guān)的系統(tǒng)培訓,并完善STEM教師培訓考核體系,以此激發(fā)STEM教師提升自我的積極性。第三,STEM教師應積極主動學習STEM教育相關(guān)的理論知識,掌握STEM教育教學技能,積極參加相關(guān)的STEM教育技能大賽或課程作品展,以提升自己的專業(yè)化程度。第四,學??梢怨膭疃辔粚W科教師聯(lián)合執(zhí)教。例如,在上“紙橋承重”這節(jié)課時,學??梢哉垟?shù)學、信息技術(shù)、美術(shù)、科學等各科教師一起進行教研,仔細探討這節(jié)課涉及的各學科內(nèi)容。這一方式可以有效彌補現(xiàn)有STEM教師專業(yè)化程度不足的問題。
(三)合理設置STEM課程
學生在教學中的主體地位決定了STEM課程的實施要想達到良好的效果就必須根據(jù)學生認知水平的規(guī)律進行教學。第一,學??梢蚤_設兩個以上的STEM課程,讓學生選擇自己感興趣的課程進行學習。這樣不僅體現(xiàn)了學生的主體地位,也可以調(diào)動學生的學習積極性。第二,教師在選擇STEM課程內(nèi)容時,要根據(jù)本班學生的特點,選擇貼近學生真實生活的內(nèi)容。這樣才能更好地激發(fā)學生的學習興趣和主動性。第三,在具體的教學中,教師要仔細觀察學生的行為、反應,當學生長時間注意力不集中時,教師要以適當?shù)姆绞浇o予學生積極的提示。第四,教師在進行授課時,應根據(jù)小學生的認知發(fā)展特點,引導學生用已有經(jīng)驗引導探索新內(nèi)容,從簡單到復雜、從具體到抽象地讓學生接受新知識,從而發(fā)展學生的思維能力。
(四)豐富STEM課程資源
豐富、多樣的課程資源是STEM課程開展的重要載體。第一,學??梢越Y(jié)合本地生態(tài)文化、人文特點和本校實際情況,對STEM課程內(nèi)容進行整體規(guī)劃和設計,開發(fā)具有當?shù)靥厣腟TEM課程。例如,寶雞市G小學可以將寶雞優(yōu)美的自然環(huán)境(如植物園)、特色美食(如面皮)等作為課程資源,再結(jié)合本校的特色教學理念和本校學生的需求,開發(fā)出具有寶雞特色的STEM課程。第二,學校在安排STEM課程時,應合理規(guī)劃,至少一周安排兩節(jié)STEM課程,讓課程內(nèi)容不間斷。同時,學校應要求STEM教師嚴格按照課程表上課,不能任意占課和調(diào)課。課時也可以嘗試打破傳統(tǒng)的45分鐘,可以借鑒高校的授課課時,以兩個小時或者一上午為單位開展教學活動,以保證學生有充足的時間完成一個連續(xù)的項目。第三,學校可以利用網(wǎng)絡共享STEM課程資源。例如,上海STEM云中心平臺提供了大量STEM課程資源,教師可以將自己的STEM課程內(nèi)容、實施案例等與專家、同行進行討論和交流,這樣不僅可以提升教師的專業(yè)素養(yǎng),更能提高教育資源的利用率,豐富校本STEM課程資源。
(五)創(chuàng)設多樣的STEM課程形式
豐富多樣的課程形式有助于活躍課堂氛圍,調(diào)動學生的學習積極性。第一,教學場地可以不局限于教室,教師可以帶學生進行現(xiàn)場教學,從而激發(fā)學生的興趣,集中學生的注意力,并讓學生更加直觀地獲取知識。例如,在教授與歷史知識相關(guān)的STEM課程教學內(nèi)容時,教師可以帶學生去博物館開展現(xiàn)場教學。第二,教師可以采用“先學后教”模式,先讓學生自主探究新內(nèi)容,再針對學生在探究中遇到的難題進行解答。這不僅可以培養(yǎng)學生的動手操作能力,也可以調(diào)動學生的學習積極性,符合STEM教育理念。第三,教師要深入理解STEM教育理念,把握STEM教育特點,不拘泥于教學活動的固定環(huán)節(jié),根據(jù)學生的實際情況,合理科學地設置教學環(huán)節(jié),巧妙地將STEM教育理念滲透在教學活動中。第四,學??蓪TEM教育理念融入學校的環(huán)境創(chuàng)設,如班級黑板報、學校外圍墻的圖畫等,讓STEM教育理念在潛移默化中對學生產(chǎn)生深刻影響。
(六)采用多元化的STEM課程評價方式
在日常教學中,多元化的教學評價不僅可以為學生提供學習動力,還可以促進教師自身的發(fā)展。第一,教師可以采用學生自評的方式,以此鍛煉學生的語言表達能力,激發(fā)學生參與活動的自主意識。第二,教師可以采用小組互評的方式,以此提高學生的評價意識,并促使學生在客觀評價他人的同時進行自省。第三,教師可以為每名學生制作檔案袋,用以保存學生完成的作品、反思記錄等。檔案袋不僅可保存學生作品,還為教師評價學生提供了多方面的素材。第四,教師要根據(jù)學生自評、小組互評的結(jié)果,對學生在整個活動過程中的表現(xiàn)給予整體評價,其評價內(nèi)容應注意綜合性。第五,學校對STEM教師應采用增值性評價。教育是水滴石穿的過程,STEM教育的成效需要時間的考量。因此,學校對STEM教師的評價要根據(jù)學生的長遠進步程度來衡量,以此來激勵STEM教師的發(fā)展。
四、結(jié)語
STEM教育作為新時代的產(chǎn)物,對我國培養(yǎng)綜合型、創(chuàng)新型人才起著重要的作用。但是,我國的STEM教育仍處于初步探索階段,如何將STEM教育更好地融入小學教學實踐,還需要各方的不懈努力。
參考文獻:
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作者:石晨晨 單位:寶雞文理學院教育學院