摘要：新课改对小学科学教学给予了明确的指示，完善小学科学教学结构，提高教学质量成为教师需要思考的问题。鉴于我国小学科学教学现状不容乐观，专业教师人才匮乏，传统的教学模式已不能适应小学科学教学所需的现状，
文章基于STEM教育理念，对小学科学教学从教师联合教学、学生小组合作、合理设计教学三个方面提出改进策略，以期在现有小学科学教学条件下提高其教学水平。
关键词：STEM教育；小学科学；现状；教学策略；苏教版
一、前言
《小学科学课程标准（2017年版）》界定科学素养为“了解必要的科学技术知识及其对社会与个人的影响，知道基本的科学方法，认识科学本质，树立科学思想，崇尚科学精神，并具备一定的处理实际问题、参与公共事务的能力。”科学教育不应该只传授给学生一些支离破碎、脱离生活的抽象理论和事实，而应当慎重选择一些重要的科学概念，用恰当的、生动的教育方法帮助孩子们建立对世界的完整理解。至此，科学走下神坛，“像科学家一样思考”的科学启蒙教育普及开来，拓宽了科学文化的界限，《科学》以培养“普通人”应具备的科学素养为己任，用普通教育观念看待科学教学。
二、简述STEM教育理念与小学科学教学的关系
STEM教育理念起源于美国，STEM分别表示科学、技术、工程和数学四大理念，指导教师结合这四个學科来开展跨学科融合教学。2013年STEM教育引入中国，它是一种以项目学习，以解决问题为导向的课程教学方式，注重跨学科知识的学习，围绕生活情境和社会问题展开，被视为培养21世纪新人才的“疗效药”。苏教版小学科学课程具有很强的知识整合性，对培养学生科学素养乃至形成STEM素养具有启蒙作用。如苏教版教材中“神奇的机械”“玩磁铁”“无处不在的力”“物体的运动”“神奇的能量”等单元的知识学习，都涉及跨学科知识的整合。同时，STEM教育始终以综合的视角探索现实问题，注重学生创新意识和实践能力的培养，这与小学科学教育教学目标不谋而合，要求小学科学教学超越课堂学习，走向社会实践，让学生成为科学实践的局内人，使学生能够“像科学家那样介入社会性的科学实践中”，从而“为学生的‘生活适应’做准备”。
三、浅析小学科学教学现状
（一）小学科学教学过程中存在的不足
小学科学教学观念的转变时间并不长，因此我国目前的小学科学教学与英美日等其他国家的科学教学课程相比还存在一定的不足。首先，小学科学课程教师的教龄时间短，会出现教师知识储备不够，教学经验不足的情况，而“有效的科学教学还取决于教师对学科知识的理解程度”。
其次，国内40分钟的课堂时间限制了自由探索和互动交流，为了达到教学效率，教师要在规定的时间内完成教学任务。教师一再强调学生要“注意”“认真观察”“仔细听”，而没有给学生充足的时间去观察，思考。教师专注于对时间的掌控，追求教学时间的精准把握。此时，“课程不再被视为一种发展智力训练的机会，课程即流水线，学生成了被时间捆绑的僵硬的木乃伊”。
再则，小学科学教学所需实验设备、材料不足，尤其是有关植物园和动物室部分，难以组织学生参与实验和观察，更多的是老师演示实验或者视频播放实验，该过程无法为教师与学生提供交流互动的机会，也不能帮助学生从实验中发现问题，找到科学学习的乐趣，亦不能多方面地促进学生对已有认知的反思，以及积极构建自己的观点。
（二）小学科学教学面临的困境
进入21世纪，各界逐渐认识到科学素养对“普通人”的重要性，从本质上改变了对科学的理解，提倡“大科学”。由于人们之前对科学教育过于宏大的认知，使之形成了一种高不可攀的形象，以至于让人望而生畏。即便现在科学教育改变了原来的面貌，短时间也难以得到大众的认可。调查中也发现，科学教育得不到任课教师之外的学校、老师、学生及家长的重视，学生也仅仅看中科学课程中的游戏环节，在课下并未展开科学内容的深入探究，家长更是不关心孩子科学知识的学习情况。
小学科学教学中存在以教师为中心的课堂教学方式和以学生为中心的授课方式之间的冲突问题。前者偏重知识的传授，其次才是实验结果和实验技能的培养；后者则重视学生思考、实验过程以及对知识的想法，其次才是知识本身和实验技能的培养。从我国小学科学课程标准来看，小学“科学学习要以探究为核心，亲自经历以探究为主的学习活动是学生学习科学的主要途径。”而我国目前的小学科学教师偏向知识的传授，同时课本上“以限定性探究活动居多，虽然强调自主探究，但引导意味过重，丧失了探究的意蕴”，使得教师带领学生进行探究的教学实践不足，而且课堂上无法给予学生操作的空间和时间保障，从而缺乏教师与学生学习活动之间的张力。
四、基于STEM教育理念，优化小学科学教学策略
（一）多位老师联合教学
教师作为科学教学的指导者，是实施STEM教育的关键角色。然而小学科学任课教师队伍存在比较严重的非专职化、非专业化现象，以至于小学科学教师对跨学科内容的知识教育能力不足，特别是将技术、工程领域知识融入科学基础教学有些力不从心，这就与STEM教育理念背道而驰，正如Bybee主席所言，提高基础教育对技术和工程的重视程度就是开展STEM教育的主要价值之一，技术已深刻改变了人们的生活，人们却对它知之甚少；而工程则直接和“创新”“问题解决”紧密相连。同时在小学科学教学中引入工程设计环节能够增强学生学习的趣味性和成就感。因此，短期上为了能顺利开展小学科学教学工作，同时又规避因专业科学教师资源短缺的影响，建议采取多位教师联合教学的措施。
以苏教版四年级科学教材教学为例，教学内容包含“骨骼与肌肉”“养蚕”“物体的运动”“无处不在的力”四个单元，分别对应着医学、农学、物理学等学科知识，一位非专业化的科学教师，只能对以上知识有基本的认知，而不能做到深刻理解。所以在教学设计过程中，要向学校内有相应专业知识的同事请教，并邀请他们参与课堂教学。如“骨骼与肌肉”中涉及骨骼、关节、肌肉以及骨骼、肌肉的保护等内容，教师可以邀请校医、体育老师进入课堂。此时的科学老师扮演课堂主持的角色，用简短的时间向同学介绍骨骼、关节、肌肉等概念知识，随后请校医向学生仔细讲解人体构造，请体育老师讲解如何正确运动等内容，并在期间引导学生参与互动。通过三位老师的联合教学，在教材基础上拓展知识，深化内容，还能提升学生的课堂参与度。
（二）以小组合作形式展开学习
小学科学教学课程中涉及大量的实验操作环节，这需要学生学会合作探究，各取所长，使得学生在合作过程中能够针对探究的问题发表见解和提出疑问，促进学生的交流和分享，并在操作环节学会合理分配任务，能够高效地达到实验目的。苏教版小学科学教材中有“经历养蚕的过程了解蚕的交配、产卵、生长、蜕变、吐丝以及如何抽丝”“通过栽培植物了解它们的生长过程”等活动要求，顺利完成这些内容，一人之力难以胜任，需要小组合作，共同完成，这也有利于增强学生的责任感。
以苏教版四年级科学教材中“养蚕”为例，探讨如何开展小组合作教学。首先，教师将班内学生分成七组。教师先简单介绍蚕的相关知识，接着让学生分享他们对蚕的了解，如怎么养蚕，蚕喜欢吃什么……随后教师将教学需要的各个生长时期的蚕按组分到学生手中，并作介绍，然后是学生观察，讨论交流的时间，下一环节便是让学生回答他们手中拿到的蚕都有什么特点以及看到之后的感受。对于蚕的产卵、生长以及如何吐丝等不能随堂观察到的内容，教师可以在班内同学生一起制作一个“蚕房”，让每组学生轮流照顾蚕房，并每天在实验记录簿上详细记录当日蚕的变化和饲养情况，在条件允许的情况可以用相机记录下蚕每日的变化，在完成整个流程后教师在组织学生一起交流养蚕过程中的发现，从而加深学生对蚕的认知。
（三）设计科学的教学结构和运行流程
教师运用“聚焦—探究—反馈—应用”学习环节的教学模式，明确每一环的教学任务，做到对一阶段的监控和管理，并结合联合教学方式，力求设计出符合STEM理念的课程。同时课程设计中要强化学生与老师、学生与学生之间的对話和反思，且不能压缩学生学习过程的展开和情感的体验，要让学生在理解中学习，使学生在活动中建构自己的科学概念，借助实验笔记反思自己学习的过程，通过自我评价和组员评价，经历自我认知的过程。
以“玩磁铁”为例，教师首先相向学生展示常见的磁铁，随后展示形色各异的磁铁，并提问学生是否认识这些磁铁，对磁铁做简单介绍，接着教师演示用磁铁吸一些物品，通过演示学生知道磁铁具有吸附作用，随后问学生磁铁的吸附作用在生活中有哪些运用。之后给学生一些实验用具，让学生自由地使用磁铁，并在记录本上记录观察到的现象，允许同学之间交流。活动结束后教师让学生汇报小组对磁铁特性的总结，老师并对磁铁知识做补充和拓展。最后让学生运用磁铁做一件创意作品，使学生在实践中运用综合科学知识。
五、结语
总之，小学科学课程教学现状的改变和教学质量的提升，不是一蹴而就的，需要学校、全体科学教育工作者、家长的共同重视，不仅是一线科学教师个人的责任。从长期而言，培养具有STEM素养的小学专业科学教师需要国家和学校的高度重视，改变我国小学科学教师专业队伍人员匮乏的现状是提升小学科学教学质量的关键。
作者简介：卫美林，江苏省南通市，江苏省南通市虹桥第二小学；卫陈蝶，江苏省南京市，江苏省南京师范大学。
