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教育強調培養學生的自主探究能力。將STEM教育融入小學教學實踐,對發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,創設多樣的STEM課程形式,并采用多元化的STEM課程評價方式。
[關鍵詞]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”規劃》提出,有條件的地區要積極探索信息技術在“眾創空間”、跨學科學習(STEAM教育)、創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、創新意識和創新能力,養成數字化學習習慣,促進學生的全面發展,發揮信息化面向未來培養高素質人才的支撐引領作用。[1]同時,《中國STEM教育白皮書》的標志著我國基礎教育已經開啟了STEM教育的新時代。[2]小學作為基礎教育的開端,是小學生樹立人格意識、建立綜合能力的關鍵時期。STEM是科學(Science)、技術(Technology)、工程(Engineering)、數學(Mathematics)四門學科英文單詞首字母的縮寫,STEM教育包括科學、技術、工程和數學幾大學科的綜合知識。[3]STEM教育強調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,對我國培養綜合性、創新性人才起著基礎性作用。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,提出相應的教學優化策略,以推動我國STEM教育的健康發展。
二、STEM教育的實施困境
(一)硬件條件不足
硬件條件是開展STEM教育的物質基礎。與科技產品相比,專用教室、各種設備等基礎硬件在STEM教育實施過程中很重要。一方面,政府相關部門出臺的STEM教育相關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,且容易出現安全隱患。
(二)專業的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,專業的STEM教師人數不足。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專業教師的行業標準的不明確也導致從事STEM教育的教師人數不足。另一方面,STEM教師的專業化程度有待提高。大多數現任的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的學科內容,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,這些教材的部分內容不完全符合我國小學生心理發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、持續地培養學生的創新能力和高階思維。
(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在STEM課程中獲得發展。另一方面,由于STEM教師缺乏專業素養、STEM課堂時間有限等問題,大多數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,且帶有較強的主觀色彩。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、情感發展的評價,不利于培養學生的綜合素養。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教育實施環境建設
STEM教育注重培養和鍛煉學生的動手操作能力,為我國培養創新型人才提供了新視角,而實施環境的建設是保證STEM教育順利開展的基礎。第一,國家和教育相關部門應制訂支持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,政府相關部門應劃撥STEM教育的專用經費,以保證學校有經費購買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,學校可以和本地區的各高校積極合作,借用高校的實驗室開展STEM教育。這樣不僅可以解決小學STEM實驗室數量短缺的問題,還可以提高高校實驗室的利用率。第四,社區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,從而培養學生處理問題的能力,如社區可以和學校共同組織調查小區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,國家和教育相關部門應明確STEM教師的地位,制訂STEM教師培養方案,形成較完善的STEM教師培養體系,讓STEM教師培養有據可依。第二,學校應定期組織在職STEM教師參加相關的系統培訓,并完善STEM教師培訓考核體系,以此激發STEM教師提升自我的積極性。第三,STEM教師應積極主動學習STEM教育相關的理論知識,掌握STEM教育教學技能,積極參加相關的STEM教育技能大賽或課程作品展,以提升自己的專業化程度。第四,學校可以鼓勵多位學科教師聯合執教。例如,在上“紙橋承重”這節課時,學校可以請數學、信息技術、美術、科學等各科教師一起進行教研,仔細探討這節課涉及的各學科內容。這一方式可以有效彌補現有STEM教師專業化程度不足的問題。
(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學生認知水平的規律進行教學。第一,學校可以開設兩個以上的STEM課程,讓學生選擇自己感興趣的課程進行學習。這樣不僅體現了學生的主體地位,也可以調動學生的學習積極性。第二,教師在選擇STEM課程內容時,要根據本班學生的特點,選擇貼近學生真實生活的內容。這樣才能更好地激發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,教師要以適當的方式給予學生積極的提示。第四,教師在進行授課時,應根據小學生的認知發展特點,引導學生用已有經驗引導探索新內容,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,學校可以結合本地生態文化、人文特點和本校實際情況,對STEM課程內容進行整體規劃和設計,開發具有當地特色的STEM課程。例如,寶雞市G小學可以將寶雞優美的自然環境(如植物園)、特色美食(如面皮)等作為課程資源,再結合本校的特色教學理念和本校學生的需求,開發出具有寶雞特色的STEM課程。第二,學校在安排STEM課程時,應合理規劃,至少一周安排兩節STEM課程,讓課程內容不間斷。同時,學校應要求STEM教師嚴格按照課程表上課,不能任意占課和調課。課時也可以嘗試打破傳統的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的項目。第三,學校可以利用網絡共享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素養,更能提高教育資源的利用率,豐富校本STEM課程資源。
(五)創設多樣的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場教學,從而激發學生的興趣,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的STEM課程教學內容時,教師可以帶學生去博物館開展現場教學。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。這不僅可以培養學生的動手操作能力,也可以調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節,根據學生的實際情況,合理科學地設置教學環節,巧妙地將STEM教育理念滲透在教學活動中。第四,學校可將STEM教育理念融入學校的環境創設,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,教師要根據學生自評、小組互評的結果,對學生在整個活動過程中的表現給予整體評價,其評價內容應注意綜合性。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教師的評價要根據學生的長遠進步程度來衡量,以此來激勵STEM教師的發展。
四、結語
STEM教育作為新時代的產物,對我國培養綜合型、創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:
[1]教育部關于印發《教育信息化“十三五”規劃》的通知[J].中華人民共和國國務院公報,2016(32):52-58.
[2]王素.《2017年中國STEM教育白皮書》解讀[J].現代教育,2017(7):4-7.
[3]徐曉麗.美國STEM教育的內涵與實施概況[J].世界教育信息,2019(4):11-12.
作者:石晨晨 單位:寶雞文理學院教育學院
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