小学科学STEM课程实施存在的问题及对策研究
曹静仪
摘 要：在课程背景、科学内容整合、教学策略和评估四个方面，我国STEM课程案例起步较国外STEM研究晚。因此，学习美国STEM教育实践的经验对于解决我国当前的教育改革面临的问题有非常重要的意义。STEM教育概念的出现为小学科学的发展提供了新的方向和思想。围绕“科学”，增加与科学领域密切相关的技术、工程和数学，开辟了基础科学教育的新领域，并为现阶段优化基础科学教育提供了启发。为了解决这些问题，我们需要找到一种适合我国小学生身心发展特点的科学教育，以促进小学教育课程的实施。本文梳理了小学科学中STEM课程实施中的一些问题，并提出了相应的对策。
关键词：STEM课程; 存在问题; 对策研究
中图分类号：G623.6 ? ? ? ? ?文献标识码：A ? ? ? 文章编号：1006-3315（2021）1-080-002
当前世界各国都非常重视青年科学技术活动的组织和发展。早在1980年代，美国就设定了在自然科学和数学领域跻身世界一流之列的目标。我国也已经开始重视科学进程。理科课程可使小学生保持与生俱来的好奇心，而兴趣是儿童的最佳老师。理科课程还可以使小学生了解自己和周围的世界。因为科学课让学生了解生活中的自然知识并了解自然的奥秘;科学课培养学生的科学思维方法。 STEM教育应运而生。这种教育哲学以科学，技术，工程和数学为中心，并利用这四个学科之间的内部联系进行综合教育并解决实际问题。发展儿童的科学素养。
我国的教育改革越来越重视基础科学教育的发展。2001年初，教育部开始组织新的“国家小学课程标准”的编制。根据新的课程标准，该主题的名称从“自然”更改为“科学”。
教育部认识到发展STEM教育的必要性，然后发布了许多实施STEM教育的政策文件。教育部于2017年发布的《义务教育基础科学课程标准》指出，STEM应该是一种项目学习和解决问题的方式.2017年，中国教育科学院STEM教育研究中心发布了《中国STEM教育白皮书》等。
从以上可以看出，我国的教育改革越来越重视基础科学的STEM教育，已成为基础科学教育的重要内容。为了顺应国家战略，有效开展STEM教育，培养创新型人才，本文旨在从STEM课程实施的困境入手，借鉴一些国际先进经验，并为有效的实施提供一些对策。在我国实施课程。本文对国内外有关STEM教育的相关文献进行了广泛的综述和收集，并仔细阅读，整理和分析，并获得了不同时期的相关研究成果和理论基础。本文以此为出发点，形成初步的研究思路，以保证研究的顺利进行。
一、小学科学STEM课程实施存在的问题
1.小学老师对STEM课程没有很深的了解
（1）STEM课程的基本概念模糊。為了有效地实施STEM课程，首先要有专职教师教授STEM课程。中国目前严重缺乏STEM教师，师资培训也很混乱。在新教师证书方面，没有系统的STEM教师录取系统。语文，数学和其他学科的教师具有特殊的教师资格考试标准，但是没有制定STEM学科教师资格标准的计划。
目前国内一些STEM机构已经与地方教育局合作开展了STEM教师培训项目，例如上海STEM云中心，但数量还远远不够。当前，青年科技教育中的异化现象十分普遍。在专业发展方面，国内STEM教师的专业发展和培训计划数量相对较少，并且缺乏专业STEM教师培训。没有相关的教师培训单位来承担STEM教师发展的任务，仅依靠少数机构的分散培训项目和活动显然就不能满足STEM教师专业发展的定量需求。作为一门综合性的科学课程，STEM要求教师继续专业学习，拥有深厚的跨学科知识和丰富的教学技能。但是，由于缺乏针对STEM专业发展项目的系统培训，难以基于过去的教学经验，以单一学科背景的教师来维持兼职STEM教学。
（2）学科教学。合格的STEM老师的形象模糊。在培养理科教师方面，高等学校课程设置不规范，教学不规范，普遍存在“乱序”现象。以师范学院综合理科（理科教育）为例。尽管课程包括物理，化学，生物学和其他学科，但该教学主要分为学科，并且缺乏与STEM密切相关的工程，技术和其他课程。STEM强调跨学科整合的概念。如果对师范生的培训仍然是基于绝对划分的模型，那将不可避免地影响他们未来的STEM教学水平。
（3）课堂实施的组织和领导效率低下。国外许多机构已经引入了相应的STEM课程标准，但是国内尚未发布针对技术和工程的STEM课程标准。现有的科学课程标准仅包括传统的数学和自然科学（物理、化学、生物学）等学科，而相关学科在我国的课程体系中，工程技术领域的内容长期以来一直未被重视。而且这个比例很低。这直接导致学校学习甚至翻译相关的国外STEM课程标准用于教学。显然，这种方法是不可持续的。如果没有参考课程标准，则STEM课程中诸如“教什么”“如何教”和“到什么程度”等关键问题的答案是模糊且不确定的，并且STEM教师无法达到他们自己设定的理想。
这种教师实施的组织和领导力必然是低效的。
2.STEM教育的教学资源稀缺
（1）找不到合适的教学内容。我国的STEM教材并不丰富。许多教师讲授STEM课程时，往往找不到适合学生心理特征的教学内容。这使得学校和教师不得不从国外购买，复制甚至翻译国外的STEM教科书。如果不衡量其他国家/地区的教材专业性，盲目引用将导致STEM教学不专业。
（2）STEM实验室数量不足。STEM课程着重研究成果的产品化，需要专门的STEM实验室。在中国许多学校中，科学实验室的数量相对较少，而具有专业的STEM实验室甚至更少。
（3）信息技术的使用有限。国内教学信息化基本上停留在用于教学演示的多媒体中，例如“投影仪”和“白板”。普通教室很少有STEM支持的技术设备（例如电子传感器，绘图软件等）。
二、解决方案
1.重视对STEM教师的培训
（1）制定详细的教师录取制度和培训计划。对于哪种STEM教师进行培训，必须有详细的教师录取系统和培训计划。在培养新的STEM教师方面，美国联邦政府与STEM主题相关的教师组织合作，制定了新的STEM教师资格和教师培训规则。其中，数学教师协会和科学教师协会专门制定并颁发了STEM教师资格证书或教学资格证书，以规范教师对STEM课程的教学，并确保新入学的STEM教师符合基本要求。我国在更新科学教师标准的STEM内容的同时，可以逐步重视STEM教师资格证书体系的建设，建立教师制度将促进STEM教师培训的标准化。在理科教师的培训中，高等师范学校应主动培训新的STEM教师，加快更新数学和理科教师培训计划，增加工程技术课程的内容，为以后的专业STEM教师培训计划奠定基础。
（2）加强跨学科知识的学习。STEM教育的教育理念以科学，技术，工程和数学为中心，利用这四个学科之间的内部联系进行整合教育，解决实际问题并发展学生的科学素养。STEM应该是一种以项目学习和解决问题为导向的跨学科课程组织方法，以加强教师对跨学科知识的学习。
2.增加课程资源的开发
（1）充分利用科普和基础设施。在充分利用学校现有实验室，图书馆，科学博物馆等设施的基础上，加强与学校普通外科科室（科学博物馆，博物馆等）的联系，并充分利用学校的条件和环境。科学普及单位，它不仅可以改变当前的科学普及单位，而且只能作为对“娱乐”场所的低效利用，并拓宽了学校的STEM课程资源，打破了对STEM课程资源使用的地理限制。
（2）把握社会环境，争取政治和经济支持。与高校的合作为中小学提供了先进而丰富的设施和资源。在扩大高校理工科实验室的利用范围的同时，也可以大大降低中小学STEM课程实验项目的投入成本。美国专业数学和科学高中（MSHS）是典型代表。他们与大学，校友会和其他组织建立了密切的合作关系。这些组织可以为数学和自然科学专业的学生的STEM课程提供教室和宿舍研究、机会和财务支持。
（3）加强现代技术发展，促进技术手段发展。增加现代教育技术的使用，提高现代教育技术的应用水平。加强现代教育技术的应用研究，促进研究成果的应用，改革课堂教学模式，深化课堂教学改革。
国内对STEM教育的研究起步较晚，涉及的领域相对有限，研究相对分散，缺乏深入的研究和分析，缺乏专门性，创新能力不足。在小学实施STEM课程还需要进一步研究。STEM课程的实施是一个系统工程，是一个逐步发展的过程，受到许多因素和条件的限制。在当前重视学生创新精神和实践能力培养的背景下，弄清我国中小学实施STEM课程面临的问题，并在顶层设计，系统匹配，标准开发，资源建设和教学创新等方面寻找对策。我国中小学STEM课程的发展极为重要。
通过对以往文献的分析，有助于作者了解小学STEM课程研究的现状，同时也看到了该课题研究的重大意义，并从中得到了很多研究启示。由于很少有将STEM教育概念与课程相结合的研究，因此关于此问题的理论研究仍需进一步扩展。该主题将有助于进一步深化小学科学课程的改革，帮助小学生独立地构建知识，并帮助小学教师的专业发展和成长。希望这项研究能够引起小学教师对科学教育的关注，真正以小学生的探究为中心，并促进小学生科学素养的形成。
在小学实习期间，作者一直在观察一线小学教师在小学进行科学教学的设计和实施，从师生的角度考虑这些设计的合理性，并不断寻找策略优化基础科学教学。通過观察积累实践经验。
在查阅有关STEM教学的文献时，作者发现有足够的文献可供参考，国外有很多研究成果可供参考。近年来，国内对STEM教学的研究逐年增加，因此参考资料也在不断扩大。
本文着重于小学教学设计，力求贴近实际教学，具有丰富的学术价值。本文的重点是将STEM教育理念与小学教学设计相结合。通过对小学科学STEM教学现状的实地调查，发现了小学STEM教学过程中存在的问题，并对产生问题的原因进行了深入分析。希望本文的研究能够为一线小学教师带来系统、有效的小学教学建议，并从STEM教育的新视角重新定义小学科学教育。引入STEM教育理念并将其与小学教学相结合，将有助于改善我国小学科学，技术，工程和数学的融合，培养小学学生的创新精神和实践能力，并培养高素质的人才提升我们的综合国力。本研究的创新之处在于将STEM教育理念与我国基础教育教学设计相结合，在此基础上解决我国基础科学STEM教学中存在的问题，并运用STEM教学理念旨在改善基础科学教育，使科学教育成为新的发展方向和更加科学的指导思想。
综上所述，在对以往文献的研究中，发现小学科学课程的实施还存在很多问题。小学STEM课程实施的研究仍有很大的探索空间。更多的研究人员将关注STEM。教育与小学科学课程实施研究。本文将在先前的研究成果的基础上努力创新，并为将STEM教育与基础教育课程设计相结合的研究作出贡献。
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