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简述小学科学教学与STEM教育理念融合的几点思考

——以《小火箭的制作》为例

摘要：STEM是科学（Science）、技术(Technology)、工程（Engineering）、数学（Math）4门学科英文首字母的缩写。作为一种全新的跨学科整合的教育方式，通过综合运用科学、技术、工程和数学的知识，促使学生将相关的理论知识和生活实践经验相紧密结合起来，这对培养学生的综合实践创新能力以及增强国家的综合竞争力将有重大的积极意义。本文以《小火箭的制作》为例，详细分析STEM教育理念与小学科学教学相融合的新的教学模式。

关键词：STEM教育，小学科学教学，共享创新

内容导图

第一部分：案例介绍

在教学《小火箭的制作》这一课，老师先给学生模拟创设一种情境：学校即将开展科技制作大赛，科技制作大赛中有一项是通过利用80g规格的A4纸设计并制作一定规格的火箭，在其它条件相同的情况下，保证发射的推力相同，火箭弹射的高度越高，最终的成绩也将越高。在这一目标环境下，师生首先明确制作目标——我们所要创造怎样的作品，要达到一个什么目标。随后，老师在专业知识的角度上对同学进行引导，使他们明白相对驱动性的原理以便能够进行下一步骤。老师对各小组设计制作的小火箭要统一规格、统一尺寸、统一要求。如果在创设情境之初对于小火箭的规格，动力大小等缺乏具体明确的要求，将会直接导致最终学生所设计的产品缺乏对比性，也不利于最终教学目标的达成。

教师在创设好情境后，引导学生思考：在哪种情况下，底部推力以及外界环境不变可以使得火箭所上升的高度有所差别。逐步引导学生对于“箭头”、“箭身”、以及“箭尾”三部分的分析思考，进行相关的实验探究。实验开展材料：普通A4纸，美工刀，双面胶带，米尺、橡皮筋和三脚架。同时，出示火箭的制作规格：火箭长度20cm，箭筒直径10cm。让学生自由以小组为单位合作共同完成对火箭的制作。在制作过程中，提醒学生对火箭长度以及箭筒等具体尺寸的关注。

学生接到制作“小火箭”的任务后，学生以小组为单位，分组制作“小火箭”。学生在材料裁剪，粘合箭头、箭身和尾翼以及测量尺寸等涉及数学与工程方面的环节遇到问题时，作为学生学习的陪伴者，老师应该时刻关注学生的学习过程，适时提供必要的帮助，引导学生完成对所遇到的相关问题的解决。当学生小组合作完成对火箭的制作以后，在火箭的测试环节，学生往往会忽略“保证火箭尾部动力相同”的这个已定条件，此时应该及时提醒学生。通过不同小组在相同推动力的条件下测试每个火箭的最大升空高度，组织学生汇报实验测试结果。

当小组学生完成作品的设计制作并进行测试时，教师和学生一起观察研究火箭的外形特征对在相同动力下火箭升空高度的影响。通过对比、讨论，最终研究总结出小火箭外形特征：（1）火箭顶部：火箭顶部要尖锐，箭头和箭身形成一种流线型，减少飞行时的空气阻力；（2）火箭箭身：箭身长度和底部直径比10：1；（3）火箭尾翼：数量精简，且分部均匀，较少气流以及维持飞行的稳定。符合以上特点，飞行高度才会越高。

第二部分：正文

STEM是科学（Science）、技术(Technology)、工程（Engineering）、数学（Math）4门学科英文首字母的缩写。科学的最大作用就是对我们生存的物质世界进行认知并加以解释以得到最终的客观世界的规律；技术与工程在科学正确认知的基础上对物质世界进行加工与改造，促进社会的发展以及人类的进步；数学更为技术与工程改造提供了技术工具。STEM教育最先由美国的布什总统在2006年最先提出，此后，美国的历任总统政府对于STEM教育的投入逐年增加。最近美国特朗普总统签署一份备忘录，拨款2亿美元经费加大对STEM相关教育领域的投入，培养学生的科技理工素养。科技创新对于促进社会的发展在21世纪经济全球化的时代显得尤为重要，科学技术是第一生产力。

STEM教育作为一种全新的跨学科整合的教育方式，通过综合运用科学、技术、工程和数学的知识，促使学生将相关的理论知识和生活实践经验相紧密结合起来，这对培养学生的综合实践创新能力以及增强国家的综合竞争力将有重大的积极意义。

当代教育对现代社会发展起着至关重要的作用，与此同时，提升国家在国际舞台上的综合竞争力是实现民族复兴和伟大中国梦的关键，中国梦的实现需要文化、科技和产业等相关多方面力量的紧密结合，劳动者的素质和水平将对这一力量起关键性作用。

STEM教育，是一种着眼于复合创新型人才的培养和提高劳动力水平的全新教育理念，STEM教育将成为教育兴国的一个全新的重要落脚点。面向STEM的全新教育理念将会对中小学教育产生系统性的影响。现阶段，发展STEM教育已不再是简单的学科的事情，更多的将是代表一种全新的教育发展战略，甚至也可以说是种国家的战略。

小学科学，作为一门涵盖面广，综合性强的学科，旨在培养小学生的动手