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摘 要：文章剖析了小学科学课堂STEM教育导学四策略，深入浅出地阐述了科学教师应如何引导学生进行科学知识探究。只有这样，才能发挥学生主观能动性，引发学生进行科学思维活动，培养学生获取和处理科學信息的能力，提高学生分析和解决科学问题的能力，逐渐提升学生的科学素养。
关键词：STEM;探究过程;导学;科学素养
中图分类号：G623.6 文献标识码：A 收稿日期：2019-04-17 文章编号：1674-120X（2019）24-0121-02
STEM是指用科学、数学知识和技术，以工程思维解决问题。STEM教育的核心是“发现问题—思考、设计解决方法—利用科学、技术、数学知识解决问题”。
在科学教学中实施STEM教育有效课堂探究教学活动，可以引发学生进行积极的科学探究活动。教师应紧扣科学教学的各学段目标，结合学生已有的科学认知，灵活利用实验研究器材，让学生在“做中学”，在“学中做”，以激发学生的科学探究动机，使学生能够积极搜索科学探究信息，重视有价值的科学认知冲突。努力培养学生分析与解决科学问题的能力，使学生从中发现科学知识、规律，丰富外在的科学实验操作经验，内化探究科学知识的活动意愿，掌握科学知识的探究方法与策略。学生再通过自我反思与评价，以及能力的迁移，进一步提升科学素养。
一、巧用情境质疑，激发探究动机
教师采取STEM课堂教学策略，把小学科学教材中的图文以灵动多样的形式呈现，创设富有童趣的图文情境，引发学生进行科学知识探究的情感，激发学生进行科学知识探究的动机。学生在直观的多媒体影像情境中，通过观察、感知与合作交流过程，找到现实生活与已有经验的认知冲突，积极参与学习共同体的分析与探讨，解决科学知识的问题，形成逻辑性和严谨性的科学探究思维，逐渐增强探究科学知识的能力，凸显STEM教学操作思路“情境创设”环节。
例如，教学苏教版小学科学“做酸奶”活动2——认识细菌的基本形态时，学生从活动1“做酸奶”的亲历探究过程，初步明白牛奶制成酸奶的原因是细菌（酸乳菌）的存在。教师运用STEM活动策略，引发学生提出质疑：“细菌（酸乳菌）到底是什么样子？形状是否多样化？在生活中是否处处存在着细菌呢？”为了取得较好的学习效果，教师激发学生积极探究，把教材中介绍的杆状细菌、球状细菌、螺旋状细菌，运用动画进行演示，辅以细菌小精灵娓娓介绍，制成生动、具体、直观的动画演示课件。从动画演示过程中，学生了解了各种形态细菌的基本作用。通过观察多媒体屏幕上放大的各种细菌图片，学生自主运用科学的语言，叙述细菌的外形特点，进一步了解细菌的形态结构。学生通过学习共同体相互交流、相互弥补观察上的不足，实现小组成员的共同进步，学生掌握了3种细菌的基本形态。
又如，教学苏教版小学科学“使沉在水里的物体浮起来”时，学生把土豆放进小组装有水的烧杯中，观察会有什么现象。当观察土豆沉入杯底这一现象时，学生注意观察教师的操作，把土豆放入装有水（其实是较浓的盐水）的烧杯中，发现土豆略沉入水中后又往上升，结果悬浮在水面上。这一下子激发了学生的探究兴趣，到底是怎么回事？同样的操作，却有不一样的结果。学生的认知有了冲突，探究的欲望特别强烈。当教师说出是盐水时，学生觉得不可思议，都想通过实验来验证一下。即使是看过死海奇特之处的学生，也因没有盐水能使土豆浮起来的实践经验，都跃跃欲试。教师创设情境激发学生探究欲望，自然会帮助学生形成科学探究的意识。
二、善用探究问题，亲历自主建构
STEM教学活动策略注重引导学生进行自主探究活动过程，注重学生在探究行为、情感以及认知上的互动，注重发展学生的科学知识和技能。教师在运用STEM教学活动策略时，要灵活地采取STEM科学探究方式，引导学生在学习共同体里自主感知与体验教材内容，自主对科学现象进行观察，从观察与分析中获取科学信息，从实践探究中处理科学信息。学生深入论证科学问题，自主运用科学思维与他人进行讨论，再通过横向互动交流活动，形成探究观点互补，实现共同促进，从而亲历了和完善了科学知识概念建构的过程。
例如，教学苏教版小学科学“给蚕宝宝记日记”时，通过STEM导学策略，学生从探究情境中提出问题：“蚕宝宝长大后是什么样子？有什么变化？”学生基于科学探究问题和活动内容要求，根据活动1到活动6的每个环节，对蚕宝宝的生长过程进行细致的观察、思考，把每一次的活动观察发现和结果，运用科学语言进行描述。学生在学习共同体中自主完成探究活动1至活动6，了解了蚕卵到蚕蛾的变化过程，掌握了蚕卵的外部特征、蚕卵孵化过程的变化、不同龄蚕幼虫外形特点、蚕蛹和蚕蛾的外形特点。在“讨论”探究教学环节里，学生根据科学探究问题：蚕一生经历了哪些生长阶段？每个生长阶段各有什么特点？回顾了活动1至活动6的探究过程，学生列举出自己的观察与探究结果。如阐述自己在活动1“蚕宝宝的出生”的观察探究活动，讲述了怎样自主观察、搜集数据、运用数据分析与处理，如何总结蚕的体长变化规律。阐述活动4“蛹”探究过程时，学生叙述观察到蚕蛹的外形特点，提出许多有关蚕蛹的问题，在学习共同体中让大家一起想办法寻找答案。通过观察与比较、分析与整理、概括与总结的科学探究活动，学生掌握了蚕在生长过程中的规律，以及科学探究的基本方法。
又如，在教学苏教版小学科学“声音的传播”时，教师带领学生做“不同物质的传声效果不同”实验。让学生分别隔着沙子、水和空气做传播声音效果的实验，对传声效果从好到差进行排序。学生仔细倾听，反复实验和比较。小组内成员都做了这个实验，充分表达自己的新发现、新推测，最终统一认识，得出结论，所有物体都能传递声音，不同的物体传递声音的本领不一样。
三、利用实验材料，完善认知规律
STEM教学活动策略要求教师注重对科学实验材料的选择，让学生根据科学探究任务，掌握实验探究需要选择材料的初步方法，思考如何更好地利用实验材料进行规范化操作。通过自主合作学习，学生设计较为完整的实验操作方案，明白了实验操作应注意哪些操作事项、如何正确使用操作方法等，进而获得准确而科学的实验结果。STEM导学策略要求学生通过合作学习活动，自主从科学实验现象中寻找和发现科学信息，提出科学探究问题，形成质疑意识，在实验中理性操作、理性思考，逐步完善科学认知规律。 例如，教学苏教版小学科学“蜡烛的变化”时，活动1的科学探究目标，主要是让学生了解物质在形态方面的变化，以及产生新物质的变化过程。STEM导学策略要求学生根据教材内容需求和每个活动探究目标，互动合作设计完整的操作方案，合理选择实验材料，积极开展实践探究。活动2“寻找身边的物质变化”，学生自主选择生活中熟悉的事物，在课外活动或家庭生活的时间里，自由选择一种或多种物质，如冲泡奶粉、糖水，观察蔬菜从生到炒熟的过程，煎蛋、放盐进水等，仔细观察这些物质变化现象，并做好过程记录，特别标注变化的证据。课堂上，学生相互交流，尝试描述以上这些生活中熟悉物质变化前后的现象，以及变化过程，进一步明白物质会发生变化，变化前后的性质与状态决然不同。在课堂合作互动探究活动中，学生自由选择“在装有白醋的玻璃杯中放入一个生鸡蛋”或“往澄清的石灰水吹气”，设计互动合作方案，探讨实验操作注意事项和如何正确使用操作方法，做好实验分工，让实验探究有序、顺利进行。学生合理选择材料和经历实验方案的设计过程，就是STEM教育中的工程问题，学生再进行实验探究活动，能更深刻地领悟不同的物质。它们的变化现象各不相同，学生在这一过程中有效地完善了科学认知。
四、使用反思评价，形成自我监控
STEM教育教学观点认为，教师使用反思、总结与评价策略，是贴近课堂教学活动举一反三的杠杆，可以使学生在科学思维探究上形成自我评价，也能促使学生的自我意识得到充分的表达。学生必须熟悉科学知识学习活动的评价标准，学会对探究过程进行反思与总结。学生要带着反思与评价标准在学习共同体里合作学习、探究科學知识，形成一股相互帮助、相互竞争、相互促进的学习氛围。教师适时使用反思与评价策略，随时针对性地指出学生不足与优点，学生自然积极深入思考探究。学生思维的广度和深度不断地拓展，从而确保科学实验探究有序而高效。教师也要善于指导学生对科学课堂探究过程进行总结性的自评与互评，让学生学习科学知识的主体地位和功能得到发挥。
例如，教学苏教版小学科学“能量的转换”时，学生在进行“燃烧花生米使水温升高”的实验前，应先掌握此次科学实验的目的，并做好实验前的各种材料准备，如三脚架、石棉网、细铁丝、花生米、烧杯（内装水50ML）、打火机、蜡烛、温度计等，然后安静等待教师指导实验活动。学生应了解各实验器材的使用方法及用途，并聆听教师讲解实验要求和实验过程;学习要进行小组讨论交流，设计实验方案，虚心听取其他同学的不同意见，并及时发表自己的观点。教师也应提醒学生实验过程中的科学合理操作及安全注意事项。学生熟悉操作过程后，积极参与分组动手实验，如用细铁丝扎花生米、点燃花生米等，以及先后测两次水温，计算一粒花生米燃烧转换成的能量能使50ML的水温升高多少度等。小组成员认真观察、讨论，及时做好观察记录，实验过程中保持实验课桌、教室的整洁。学生实验探究结束时，师生共同对此次实验探究过程进行过程性评价与反思、总结活动。反思与评价参与探究的积极程度、是否勤于动手操作、是否积极观察思考交流、实验时间调控是否适度、是否整洁收放实验器材等方面。通过互动评价、反思与总结活动，学生发现科学实验探究的不足和长处，进一步参与科学知识探究的强烈动机被激发，学生的个性潜力得以挖掘。这个过程提升了学生实验操作能力，促使学生形成科学探究思维。
教师应贴近STEM科学探究导学策略，关注学生科学探究动机与认知冲突，适时调整相应的STEM教学指导策略，使学生能主动探究、主动分析与思考、主动概括和提炼科学概念，自主建构丰富的科学知识和实践活动经验。这样学生的自我评价与反思科学探究过程的能力得以提升，最终提升了科学素养。
参考文献：
[1]金 鑫.科学教育重在探究——基于科学探究的小学科学教学策略探析[J].小学科学（教师版），2015（2）：19.
[2]苏步青.让科学探究更贴近学生生活[J].长春教育学院学报，2015（3）：154-155.
[3]曹 华.注重探究过程，培养科学素养[J].甘肃教育，2017（22）：113.
关键词：STEM;探究过程;导学;科学素养
中图分类号：G623.6 文献标识码：A 收稿日期：2019-04-17 文章编号：1674-120X（2019）24-0121-02
STEM是指用科学、数学知识和技术，以工程思维解决问题。STEM教育的核心是“发现问题—思考、设计解决方法—利用科学、技术、数学知识解决问题”。
在科学教学中实施STEM教育有效课堂探究教学活动，可以引发学生进行积极的科学探究活动。教师应紧扣科学教学的各学段目标，结合学生已有的科学认知，灵活利用实验研究器材，让学生在“做中学”，在“学中做”，以激发学生的科学探究动机，使学生能够积极搜索科学探究信息，重视有价值的科学认知冲突。努力培养学生分析与解决科学问题的能力，使学生从中发现科学知识、规律，丰富外在的科学实验操作经验，内化探究科学知识的活动意愿，掌握科学知识的探究方法与策略。学生再通过自我反思与评价，以及能力的迁移，进一步提升科学素养。
一、巧用情境质疑，激发探究动机
教师采取STEM课堂教学策略，把小学科学教材中的图文以灵动多样的形式呈现，创设富有童趣的图文情境，引发学生进行科学知识探究的情感，激发学生进行科学知识探究的动机。学生在直观的多媒体影像情境中，通过观察、感知与合作交流过程，找到现实生活与已有经验的认知冲突，积极参与学习共同体的分析与探讨，解决科学知识的问题，形成逻辑性和严谨性的科学探究思维，逐渐增强探究科学知识的能力，凸显STEM教学操作思路“情境创设”环节。
例如，教学苏教版小学科学“做酸奶”活动2——认识细菌的基本形态时，学生从活动1“做酸奶”的亲历探究过程，初步明白牛奶制成酸奶的原因是细菌（酸乳菌）的存在。教师运用STEM活动策略，引发学生提出质疑：“细菌（酸乳菌）到底是什么样子？形状是否多样化？在生活中是否处处存在着细菌呢？”为了取得较好的学习效果，教师激发学生积极探究，把教材中介绍的杆状细菌、球状细菌、螺旋状细菌，运用动画进行演示，辅以细菌小精灵娓娓介绍，制成生动、具体、直观的动画演示课件。从动画演示过程中，学生了解了各种形态细菌的基本作用。通过观察多媒体屏幕上放大的各种细菌图片，学生自主运用科学的语言，叙述细菌的外形特点，进一步了解细菌的形态结构。学生通过学习共同体相互交流、相互弥补观察上的不足，实现小组成员的共同进步，学生掌握了3种细菌的基本形态。
又如，教学苏教版小学科学“使沉在水里的物体浮起来”时，学生把土豆放进小组装有水的烧杯中，观察会有什么现象。当观察土豆沉入杯底这一现象时，学生注意观察教师的操作，把土豆放入装有水（其实是较浓的盐水）的烧杯中，发现土豆略沉入水中后又往上升，结果悬浮在水面上。这一下子激发了学生的探究兴趣，到底是怎么回事？同样的操作，却有不一样的结果。学生的认知有了冲突，探究的欲望特别强烈。当教师说出是盐水时，学生觉得不可思议，都想通过实验来验证一下。即使是看过死海奇特之处的学生，也因没有盐水能使土豆浮起来的实践经验，都跃跃欲试。教师创设情境激发学生探究欲望，自然会帮助学生形成科学探究的意识。
二、善用探究问题，亲历自主建构
STEM教学活动策略注重引导学生进行自主探究活动过程，注重学生在探究行为、情感以及认知上的互动，注重发展学生的科学知识和技能。教师在运用STEM教学活动策略时，要灵活地采取STEM科学探究方式，引导学生在学习共同体里自主感知与体验教材内容，自主对科学现象进行观察，从观察与分析中获取科学信息，从实践探究中处理科学信息。学生深入论证科学问题，自主运用科学思维与他人进行讨论，再通过横向互动交流活动，形成探究观点互补，实现共同促进，从而亲历了和完善了科学知识概念建构的过程。
例如，教学苏教版小学科学“给蚕宝宝记日记”时，通过STEM导学策略，学生从探究情境中提出问题：“蚕宝宝长大后是什么样子？有什么变化？”学生基于科学探究问题和活动内容要求，根据活动1到活动6的每个环节，对蚕宝宝的生长过程进行细致的观察、思考，把每一次的活动观察发现和结果，运用科学语言进行描述。学生在学习共同体中自主完成探究活动1至活动6，了解了蚕卵到蚕蛾的变化过程，掌握了蚕卵的外部特征、蚕卵孵化过程的变化、不同龄蚕幼虫外形特点、蚕蛹和蚕蛾的外形特点。在“讨论”探究教学环节里，学生根据科学探究问题：蚕一生经历了哪些生长阶段？每个生长阶段各有什么特点？回顾了活动1至活动6的探究过程，学生列举出自己的观察与探究结果。如阐述自己在活动1“蚕宝宝的出生”的观察探究活动，讲述了怎样自主观察、搜集数据、运用数据分析与处理，如何总结蚕的体长变化规律。阐述活动4“蛹”探究过程时，学生叙述观察到蚕蛹的外形特点，提出许多有关蚕蛹的问题，在学习共同体中让大家一起想办法寻找答案。通过观察与比较、分析与整理、概括与总结的科学探究活动，学生掌握了蚕在生长过程中的规律，以及科学探究的基本方法。
又如，在教学苏教版小学科学“声音的传播”时，教师带领学生做“不同物质的传声效果不同”实验。让学生分别隔着沙子、水和空气做传播声音效果的实验，对传声效果从好到差进行排序。学生仔细倾听，反复实验和比较。小组内成员都做了这个实验，充分表达自己的新发现、新推测，最终统一认识，得出结论，所有物体都能传递声音，不同的物体传递声音的本领不一样。
三、利用实验材料，完善认知规律
STEM教学活动策略要求教师注重对科学实验材料的选择，让学生根据科学探究任务，掌握实验探究需要选择材料的初步方法，思考如何更好地利用实验材料进行规范化操作。通过自主合作学习，学生设计较为完整的实验操作方案，明白了实验操作应注意哪些操作事项、如何正确使用操作方法等，进而获得准确而科学的实验结果。STEM导学策略要求学生通过合作学习活动，自主从科学实验现象中寻找和发现科学信息，提出科学探究问题，形成质疑意识，在实验中理性操作、理性思考，逐步完善科学认知规律。 例如，教学苏教版小学科学“蜡烛的变化”时，活动1的科学探究目标，主要是让学生了解物质在形态方面的变化，以及产生新物质的变化过程。STEM导学策略要求学生根据教材内容需求和每个活动探究目标，互动合作设计完整的操作方案，合理选择实验材料，积极开展实践探究。活动2“寻找身边的物质变化”，学生自主选择生活中熟悉的事物，在课外活动或家庭生活的时间里，自由选择一种或多种物质，如冲泡奶粉、糖水，观察蔬菜从生到炒熟的过程，煎蛋、放盐进水等，仔细观察这些物质变化现象，并做好过程记录，特别标注变化的证据。课堂上，学生相互交流，尝试描述以上这些生活中熟悉物质变化前后的现象，以及变化过程，进一步明白物质会发生变化，变化前后的性质与状态决然不同。在课堂合作互动探究活动中，学生自由选择“在装有白醋的玻璃杯中放入一个生鸡蛋”或“往澄清的石灰水吹气”，设计互动合作方案，探讨实验操作注意事项和如何正确使用操作方法，做好实验分工，让实验探究有序、顺利进行。学生合理选择材料和经历实验方案的设计过程，就是STEM教育中的工程问题，学生再进行实验探究活动，能更深刻地领悟不同的物质。它们的变化现象各不相同，学生在这一过程中有效地完善了科学认知。
四、使用反思评价，形成自我监控
STEM教育教学观点认为，教师使用反思、总结与评价策略，是贴近课堂教学活动举一反三的杠杆，可以使学生在科学思维探究上形成自我评价，也能促使学生的自我意识得到充分的表达。学生必须熟悉科学知识学习活动的评价标准，学会对探究过程进行反思与总结。学生要带着反思与评价标准在学习共同体里合作学习、探究科學知识，形成一股相互帮助、相互竞争、相互促进的学习氛围。教师适时使用反思与评价策略，随时针对性地指出学生不足与优点，学生自然积极深入思考探究。学生思维的广度和深度不断地拓展，从而确保科学实验探究有序而高效。教师也要善于指导学生对科学课堂探究过程进行总结性的自评与互评，让学生学习科学知识的主体地位和功能得到发挥。
例如，教学苏教版小学科学“能量的转换”时，学生在进行“燃烧花生米使水温升高”的实验前，应先掌握此次科学实验的目的，并做好实验前的各种材料准备，如三脚架、石棉网、细铁丝、花生米、烧杯（内装水50ML）、打火机、蜡烛、温度计等，然后安静等待教师指导实验活动。学生应了解各实验器材的使用方法及用途，并聆听教师讲解实验要求和实验过程;学习要进行小组讨论交流，设计实验方案，虚心听取其他同学的不同意见，并及时发表自己的观点。教师也应提醒学生实验过程中的科学合理操作及安全注意事项。学生熟悉操作过程后，积极参与分组动手实验，如用细铁丝扎花生米、点燃花生米等，以及先后测两次水温，计算一粒花生米燃烧转换成的能量能使50ML的水温升高多少度等。小组成员认真观察、讨论，及时做好观察记录，实验过程中保持实验课桌、教室的整洁。学生实验探究结束时，师生共同对此次实验探究过程进行过程性评价与反思、总结活动。反思与评价参与探究的积极程度、是否勤于动手操作、是否积极观察思考交流、实验时间调控是否适度、是否整洁收放实验器材等方面。通过互动评价、反思与总结活动，学生发现科学实验探究的不足和长处，进一步参与科学知识探究的强烈动机被激发，学生的个性潜力得以挖掘。这个过程提升了学生实验操作能力，促使学生形成科学探究思维。
教师应贴近STEM科学探究导学策略，关注学生科学探究动机与认知冲突，适时调整相应的STEM教学指导策略，使学生能主动探究、主动分析与思考、主动概括和提炼科学概念，自主建构丰富的科学知识和实践活动经验。这样学生的自我评价与反思科学探究过程的能力得以提升，最终提升了科学素养。
参考文献：
[1]金 鑫.科学教育重在探究——基于科学探究的小学科学教学策略探析[J].小学科学（教师版），2015（2）：19.
[2]苏步青.让科学探究更贴近学生生活[J].长春教育学院学报，2015（3）：154-155.
[3]曹 华.注重探究过程，培养科学素养[J].甘肃教育，2017（22）：113.