淺談STEAM教育在小學(xué)科學(xué)課中的應(yīng)用

季月萍

【摘 要】如今，STEAM教育逐漸進(jìn)入教師與學(xué)生的視野，也越來越受重視，尤其是對(duì)科學(xué)課而言，STEAM教育尤為重要，然而科學(xué)課課時(shí)有限，這就要求科學(xué)教師在科學(xué)課中滲透STEAM教育。“光”是一個(gè)應(yīng)用性很強(qiáng)的單元，在學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)的同時(shí)，還可融合了技術(shù)、數(shù)學(xué)、藝術(shù)、工程等學(xué)習(xí)。本文以構(gòu)建真實(shí)課堂、激發(fā)學(xué)生原動(dòng)力、培養(yǎng)學(xué)生多方面能力為宗旨，具體來闡述在“光”單元教學(xué)中的STEAM學(xué)習(xí)。

【關(guān)鍵詞】光；融合；STEAM教育

“光”是教科版小學(xué)五年級(jí)上冊(cè)第二單元的內(nèi)容，共8課時(shí)，主要學(xué)習(xí)的是光的有關(guān)知識(shí)以及人類對(duì)光的利用。STEAM教育并不是泛泛而談的空中樓閣，而是一種基于理論知識(shí)上的創(chuàng)新過程，因此，學(xué)生需要一定的科學(xué)知識(shí)積累。本單元前六課時(shí)主要是科學(xué)知識(shí)的積累，后兩課則主要是融合了工程與技術(shù)、數(shù)學(xué)、藝術(shù)等內(nèi)容的STEAM課程。下面，我將從三個(gè)方面談?wù)劇肮狻眴卧械腟TEAM教育。

一、知識(shí)鋪墊，遠(yuǎn)離“空中樓閣”

STEAM教育之所以把S（Science）科學(xué)放在最前面，即后面的技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)基于科學(xué)知識(shí)的積累，若沒有科學(xué)知識(shí)的積累，一切都將變得紙上談兵，沒有可實(shí)行性，對(duì)學(xué)生而言，提高有限。

（一）邏輯思維，層層遞進(jìn)

“光”單元是一個(gè)邏輯性很強(qiáng)的單元，從認(rèn)識(shí)光到光的傳播，從光的反射到光與熱的關(guān)系，再到如何得到更多的光和熱，最后通過前面的學(xué)習(xí)，達(dá)到“設(shè)計(jì)制作”太陽能熱水器的目的。在STEAM課程中，讓學(xué)生一步步接觸光，認(rèn)識(shí)光，了解光，熟悉光，經(jīng)歷一個(gè)對(duì)“光”內(nèi)容的全面而又有邏輯結(jié)構(gòu)的探究過程，從而讓學(xué)生主動(dòng)認(rèn)識(shí)到光對(duì)我們的生活與生產(chǎn)有著重要作用。讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)家發(fā)明太陽能熱水器的過程。

（二）新舊結(jié)合，拓展思維

“光“單元的內(nèi)容與孩子的生活息息相關(guān)。在兒童的思維里，遇到問題首先能想到的就是生活帶給他們的經(jīng)驗(yàn)，生活中經(jīng)驗(yàn)是否豐富將會(huì)對(duì)孩子在課堂中能否打開思路有著極其重要的作用。比如“光”單元中，第3課《光是怎樣傳播的》，要求學(xué)生首先從生活經(jīng)驗(yàn)著手，先知曉光是沿直線傳播的，然后再通過各種實(shí)驗(yàn)方法證明自己的觀點(diǎn)?？茖W(xué)知識(shí)來源于生活與生產(chǎn)，也必將回歸于生產(chǎn)與生活，如：潛水艇上的潛望鏡原理，牙醫(yī)的額鏡原理，甚至計(jì)算地月之間的距離。

（三）創(chuàng)新思維，課外延伸

兒童的本性便是樂于拓展，敢于嘗試的。因此我們科學(xué)教師理應(yīng)給于他們施展本領(lǐng)的機(jī)會(huì)，巧妙布置一些與課堂有關(guān)的小拓展，讓學(xué)生對(duì)科學(xué)探究始終保持良好的興趣與求知欲，以期待學(xué)生更多地發(fā)現(xiàn)科學(xué)知識(shí)對(duì)生活中某些設(shè)計(jì)的幫助。如做一個(gè)潛望鏡，利用鏡面反射原理來觀察到上方物體，學(xué)生還能舉一反三，利用更多平面鏡來制作“潛望鏡”。課外的拓展訓(xùn)練本身就是一個(gè)小的STEAM活動(dòng)，可讓學(xué)生進(jìn)一步思考與應(yīng)用所學(xué)知識(shí)。

二、材料架構(gòu)，壘起堅(jiān)實(shí)“框架”

材料是我們小學(xué)科學(xué)課不可缺少的一部分，“巧婦難為無米之炊”，材料之于科學(xué)課堂，如同地基之于房屋，離開了材料，一切的科學(xué)實(shí)驗(yàn)都將是紙上談兵?？茖W(xué)課的材料多種多樣，在本單元中，用到的材料三十余種。然而，有了材料，并不一定能造出漂亮的房子，對(duì)材料的挖掘、利用問題的討論，實(shí)驗(yàn)的組織，每一環(huán)節(jié)都影響著課堂的效率。STEAM教育蘊(yùn)含了讓孩子動(dòng)腦、動(dòng)手的過程，缺少了材料這一環(huán)，STEAM教育將無法實(shí)現(xiàn)。

（一）原生材料，重在發(fā)現(xiàn)

在本單元的第7、8兩課中，教材要求學(xué)生設(shè)計(jì)制作一個(gè)太陽能熱水器。設(shè)計(jì)是制作的前提，是本課的重中之重。教材要求學(xué)生“利用身邊的材料，做一個(gè)簡(jiǎn)易的太陽能熱水器”，他們將利用已有的知識(shí)去選擇自己認(rèn)為合適的原生材料。將書本上的知識(shí)與生活中的物品相連接。其次，他們用自己的方式設(shè)計(jì)了自己的作品，最后才是制作與改進(jìn)。這里既鍛煉了學(xué)生的思維能力，又提高了他們的動(dòng)手能力，在積累中設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)中提高。

（二）多種材料，重在選擇

制作太陽能熱水器一課中，筆者在這里給每個(gè)小組準(zhǔn)備了看似毫無聯(lián)系甚至有干擾性的材料，如玻璃瓶、塑料瓶、各色卡紙，鏡子、泡沫、棉絮、溫度計(jì)、塑料軟管、漏斗等。各小組積極準(zhǔn)備制作方案，選擇了幾種材料來設(shè)計(jì)制作，嘗試過程中失敗了會(huì)重新回過頭再挑選材料，多次嘗試。在選擇材料的過程中，蘊(yùn)含了STEAM各科的內(nèi)容，如數(shù)學(xué)中的計(jì)算成本，藝術(shù)中的美觀，科學(xué)中得功效等。能做到如此多方位考慮，對(duì)學(xué)生來說，收獲頗多。

（三）選好材料，重在組合

在科學(xué)課中，材料的組合順序與方位也很重要，如《設(shè)計(jì)制作太陽能熱水器》中，選擇鏡子數(shù)量以及如何擺放能更最大程度的吸收光與熱，對(duì)于本次設(shè)計(jì)就起了很關(guān)鍵的作用。又如熱水器的擺放，應(yīng)與太陽光垂直，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)安裝可以活動(dòng)的支架，以隨時(shí)調(diào)整太陽能熱水器的角度，達(dá)到最佳效果。

又如黑色卡紙與錫箔紙放在什么部位效果更好，黑色卡紙放在盒子內(nèi)部，錫箔紙放在盒子四周，若放反了，效果必然會(huì)下降。

三、整合內(nèi)容，滲透各科知識(shí)

STEAM教育是融合了科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)的綜合性學(xué)科其中科學(xué)在于認(rèn)識(shí)世界、解釋自然界的客觀規(guī)律；技術(shù)和工程則是在尊重自然規(guī)律的基礎(chǔ)上改造世界、實(shí)現(xiàn)對(duì)自然界的控制和利用、解決社會(huì)發(fā)展過程中遇到的難題；數(shù)學(xué)則作為技術(shù)與工程學(xué)科的基礎(chǔ)工具。由此可見，生活中發(fā)生的大多數(shù)問題需要應(yīng)用多種學(xué)科的知識(shí)來共同解決。本單元教學(xué)中，筆者以科學(xué)知識(shí)為基點(diǎn)，融合了技術(shù)、藝術(shù)與數(shù)學(xué)的觀念。

（一）學(xué)科融合，環(huán)環(huán)相扣

科學(xué)是一門綜合性很強(qiáng)的學(xué)科，在STEAM教育中，除了用到科學(xué)之外，它還會(huì)涉及到很多技術(shù)層面的內(nèi)容，通過工程解決問題的方法，運(yùn)用數(shù)學(xué)進(jìn)行計(jì)算等。如設(shè)計(jì)制作一個(gè)太陽能熱水器，除了需要科學(xué)知識(shí)的鋪墊以外，還需要考慮使用效果，學(xué)生需要計(jì)算成本，增強(qiáng)藝術(shù)美觀性，考慮技術(shù)制作的可行性與便利性，多方面綜合考慮，最后設(shè)計(jì)制作出自己滿意的、可實(shí)施的，甚至是具有推廣價(jià)值的太陽能熱水器。

（二）設(shè)計(jì)過程，不斷修正

STEAM教育中，我們讓學(xué)生用一些材料，通過設(shè)計(jì)，達(dá)到一定的目標(biāo)。在這樣一個(gè)過程中，學(xué)生經(jīng)歷了探究、設(shè)計(jì)、實(shí)施、改進(jìn)、再實(shí)施的過程，最終得到自己滿意的成果。如第7課中設(shè)計(jì)制作一個(gè)太陽能熱水器，學(xué)生經(jīng)歷了選擇材料、設(shè)計(jì)圖紙、實(shí)施計(jì)劃、嘗試效果、改進(jìn)設(shè)計(jì)的過程，其中實(shí)施與改進(jìn)可多次循環(huán)。

（三）多元評(píng)價(jià)，促進(jìn)發(fā)展

多方位有效的評(píng)價(jià)，在STEAM課程也起著至關(guān)重要的作用。以往實(shí)驗(yàn)結(jié)果才是最重要的，結(jié)合了STEAM教育之后，評(píng)價(jià)也加上了藝術(shù)、數(shù)學(xué)、工程和技術(shù)的內(nèi)容。如在太陽能熱水器一課中，專門利用一堂課時(shí)間來評(píng)價(jià)學(xué)生制作的太陽能熱水器。首先學(xué)生要求加熱300毫升水，時(shí)間為30分鐘，看誰的太陽能熱水器更有效。在此過程中，進(jìn)行了學(xué)生互評(píng)與教師點(diǎn)評(píng)，將評(píng)分細(xì)則精確到這幾個(gè)方面：功效（溫度上升幅度）、美觀、經(jīng)濟(jì)、操作是否方便等。多元評(píng)價(jià)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生自信心與思考能力有著極其重要的作用。

科學(xué)新課標(biāo)指出，增加新的學(xué)習(xí)目標(biāo)，即“科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)與環(huán)境”，這也體現(xiàn)了小學(xué)科學(xué)更加傾向于應(yīng)用方面，與STEAM教育有著越來越緊密的聯(lián)系。當(dāng)然，STEAM教育在科學(xué)課中的體現(xiàn)不僅僅止于這一單元，如用紙?jiān)煲蛔鶚?，體現(xiàn)了工程學(xué)的知識(shí)；設(shè)計(jì)制作小賽車體現(xiàn)了設(shè)計(jì)與數(shù)學(xué)、藝術(shù)等方面的知識(shí)等。小學(xué)科學(xué)新課標(biāo)改革后，一年級(jí)的科學(xué)更加傾向STEAM教育，即各科融合的目標(biāo)，而我們一線科學(xué)教師，也將不忘初心，砥礪前行，為培養(yǎng)出具有全面能力的學(xué)生而不斷努力。

【參考文獻(xiàn)】

[1]《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》

[2]《科學(xué)教師教學(xué)用書》，教育科學(xué)出版社