基于STEM元素的初中科学课堂教学范式的架构

诸葛丽婷

摘要：在初中阶段，科学作为综合性的学科所涉及到的内容也比较广泛，它不仅包含了科学本质的讲解，同时也包括了对自然界所蕴含的一些变化规律运动的讲解，对于学生能力的培养而言有着至关重要的作用。而STEM教育的教学模式在科学教学中的应用是将探究与实践有效结合，发展学生的科学核心素养，教师根据学科的内容调整教学形式，在核心素养的教学理念之下，以STEM的教学模式深刻将科学课堂变成了动手与实践相结合的新型教学课堂，是适应时代发展要求所提出的教学策略，更值得进一步的推进和探索，所以本文在此基础上探讨了在科学教学过程中如何基于STEM的教学元素实现科学课堂的范式架构，并提出了以下几点建议，以供参考。

关键词：STEM 初中科学 课堂教学

1.基于STEM元素的初中科学课堂形式

首先，STEM的教学理论是根据英文首字母缩写而来，科学、技术、工程以及数学，这四个方面是STEM教学理论的四个组成部分，它起源于一些发达国家，面对经济水平发展所带来的压力和人才竞争所带来的挑战，使社会的人才培养模式向更多元化的方向发展。STEM教学是整合型的教育模式，区别于传统的教学形式的枯燥和乏味，带给学生更为新奇的学习体验，它将教学活动概括并整合，以项目的探究为基础进行教学任务的开展。同时它又是一种新型的教学策略和教学方式，将在教学中所涉及到的问题解决发现并与新知识的探索进行融合，使科学逐渐向学科交叉方向发展。而且，STEM教育并不是一种方向，同时也包括了对未来教育的理解以及对人才培养的期待

2.基于STEM元素的初中科学课堂教学范式

在初中科学教学过程中，更注重培养学生的核心素养，推进学生能力的提高，着重强调学生在学习过程中除基础知识外的创新力、思维能力、推理能力、团队合作能力等各方面能力的发展，这与STEM的教学理念是十分契合的。但是从其基本特征来看，依然能发现一些区别，如，在STEM的教育教学理念中更关注在现实世界中所普遍存在的问题，是通过真实的环境和社会现象去寻找问题的方案，它是将知识逐渐累积并且转换的流程，在这个蜕变过程中充分地体现了学生高级思维能力的发展。而且STEM的教学理念是以工程设计为指导，更强调学生在科学探究之中想法的表达，通过学生自主操作，不断的尝试、修改、学习、探讨来寻求更为方便快捷且优秀的教学方案。第三，STEM的教学理念更强调学生在学习过程中以开放式的探究展开动手调查，为学生设计了更为根本的学习任务，基于团队合作和动手实践能力，由学生自主把控并独立完成的实验探究。这与科学教学是相契合的。最后，在STEM的教学理念中是存在多个答案的，STEM环境的多元化使得问题解决方案也呈现了多样化的形式，它给学生提供了丰富的试错机会，并在这个试错过程中逐渐学习，在失败中成长，对于学生而言有着十分重要的积极作用。例如，教师在科学课程“杠杆”这部分的内容讲解过程中需要明白，杠杆原理涉及到的五个元素，教师以杠杆要素为基础为学生设置教学任务，使学生自主根教材内容去探究“杠杆在生活中的应用”教师首先为学生提出问题，然后再以实际的案例引导学生进行分析，为学生创建问题情景，例如，可以为学生展示一则车辆侧翻的视频，提出问题，建立杠杆模型，“吊车为什么会侧翻？”然后引导学生进行下一步的探索，“如何改进吊车，解决吊车侧翻问题”，最后再为学生搭建多维支架，使教学课堂更加丰富也更加真实，更具挑战性，更适合学生学习和探讨。

3.基于STEM元素的科学课堂教学范式操作要求

在初中的科学教学课堂之中，主要是以双向目标为引导，STEM的教育教学理论是将STEM素养和科学素养变成了两个维度而实现整理性能提升，首先就是科学素养所提出的一些内容包括科学探究的能力、态度、知识、水平等等。而STEM框架所提出的核心素养则是包括在解决问题过程中所展现出的概念理解技能以及团结协作能力、创新和探索能力等等。在STEM的教学理念之中，问题才是思维和探究的起点动机，没有问题就没有接下来的一系列成果，所以在STEM的教学理念之中，教师必须基于真实的社会情境所发生的问题引发学生思考，才能实现学生能力的提升。同样以杠杆问题为例，如果教师在课堂之中为了提高课堂的丰满程度为学生讲解一些在初中阶段学生并不能接触到的内容，如，航空母舰轴承等等，这些内容是学生平时不会接触的，对于学生来讲理解就有很大的难度，而诸如跷跷板等玩具学生是经常见到的，再例如镊子作为生活中的常用工具学生也更加熟悉，这样教师再为学生提出问题，学生会更容易理解，以真实的社会情境反映学生的学习能力，更有助于学生核心素养的养成。

结束语

总而言之，在STEM的教育教学理念之下，教师将科学教学融入了多学科元素，突破了以往科学课堂的僵局，实现了教学的新路径，本文探讨了在初中阶段基于STEM的范式结构如何为学生创建高效课堂，望能带给学生更加多元化的课堂环境，发挥出科学育人的关键性促进作用，有着可推广的科学价值。

参考文献：

[1]谢杰妹,朱丽丽.基于STEM元素的初中科学课堂教学范式的架构[J].中学物理教学参考,2020,49(4):12-16.

[2]邓敬东.S T EM理念下的初中科学课堂教学实践[J].新课程研究（中旬-单）,2020,(6):7-8.

[3]喻丹丹.融合STEM理念的初中科学教学实践探索[J].科学咨询,2020,(10):227.

[4]葛颖倩.融合STEM理念的初中科学教学实践探索[J].上海课程教学研究,2019,(7):87-94.

[5]陈泽华.融合STEM理念的初中科学教学实践探索[J].新教育时代电子杂志（教师版）,2020,(4):108.