基于STEAM科學(xué)和信息技術(shù)的整合

丁文俊

STEAM教育是集科學(xué)，技術(shù)，工程，藝術(shù)，數(shù)學(xué)多學(xué)科融合的綜合教育，可以促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展;小學(xué)科學(xué)也是一門綜合性課程，主要涵蓋物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)、地球和宇宙科學(xué)、技術(shù)與工程四個(gè)領(lǐng)域，這四個(gè)領(lǐng)域知識(shí)之間的相互滲透和相互聯(lián)系，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。兩者都是強(qiáng)調(diào)課程融合，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展的綜合性學(xué)科，而學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提高亦推動(dòng)了STEAM能力的發(fā)展。

小學(xué)科學(xué)涉及多個(gè)不同領(lǐng)域的知識(shí)，在實(shí)際教學(xué)中操作起來(lái)有困難，涉及微觀、宏觀和抽象的內(nèi)容（例如微生物、宇宙等）很棘手。信息技術(shù)的融入可以把這些內(nèi)容變得直觀形象，幫助師生走出困境，解決難題，因此小學(xué)科學(xué)和信息技術(shù)的整合是必然的，也是和STEAM教育理論相符合的。下面結(jié)合教科版小學(xué)科學(xué)，談幾點(diǎn)粗淺體會(huì)。

一、優(yōu)化教學(xué)情境，強(qiáng)化課堂吸引力

小學(xué)生的好奇心很強(qiáng)，對(duì)新事物有種強(qiáng)烈的認(rèn)知欲。教師可以搜集相關(guān)圖片、視頻、動(dòng)畫制作成課件，在課堂呈現(xiàn)一些日常很少接觸的事物，給學(xué)生多感官刺激，讓學(xué)生興奮起來(lái)，有助于加深理解與記憶。

在教學(xué)《各種各樣的巖石》時(shí)，我用PPT展示了各種奇石怪石的圖片——豬肉石、漁夫石等，讓學(xué)生講一講看到了什么，在學(xué)生難以置信這些都是巖石的時(shí)候，情緒一下子就興奮了，從而激發(fā)了他們的探究興趣。在學(xué)習(xí)動(dòng)物和植物一生時(shí)，雖然學(xué)生根據(jù)生活常識(shí)能說(shuō)一些動(dòng)植物生長(zhǎng)的各個(gè)階段的情況，但是他們得這些認(rèn)知是片面的。教師適時(shí)地出示動(dòng)植物一生的FLASH或者視頻并配以講述，這樣的教學(xué)情境，方便學(xué)生觀察和理解，使學(xué)生系統(tǒng)地掌握知識(shí)。

二、巧用科普游戲，在游戲中學(xué)習(xí)

玩是孩子的天性，沒(méi)有一個(gè)孩子能抵抗玩的吸引。長(zhǎng)期以來(lái)，電子游戲一直被認(rèn)為 “洪水猛獸”、老師和學(xué)生的“敵人”。但當(dāng)下信息時(shí)代，電腦早已是家庭標(biāo)配，手機(jī)也都智能化了，孩子平時(shí)經(jīng)?？梢越佑|到一些游戲。我認(rèn)為與其一味地堵，不如加以引導(dǎo)疏通，讓學(xué)生玩一些有益的游戲，在游戲中學(xué)習(xí)，讓游戲成為有利于學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)發(fā)展的有效手段。

有款手機(jī)游戲叫《割繩子》，相信大家都玩過(guò)。游戲時(shí)看起來(lái)只用做一個(gè)簡(jiǎn)單的割繩動(dòng)作，實(shí)際上那只呆萌的青蛙時(shí)時(shí)在考你的力學(xué)知識(shí)……這就是一個(gè)經(jīng)典的科普游戲?？破沼螒蚴侵敢钥破諡槟康?、以互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)為數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)，可以從中獲得科學(xué)知識(shí)、科學(xué)思想、科學(xué)方法和科學(xué)精神的游戲。

在教學(xué)光學(xué)單元時(shí)，我給學(xué)生帶來(lái)了游戲《Refraction》——主宰整個(gè)游戲的物理定律是光線的折射與反射。游戲中需要借助各種面鏡和透鏡來(lái)改變激光的路徑，并讓各種光線到達(dá)指定的點(diǎn)。課前，我先設(shè)計(jì)一個(gè)高于學(xué)生水平的關(guān)卡，請(qǐng)學(xué)生來(lái)試玩。學(xué)生會(huì)覺(jué)得很有趣，但是卻無(wú)法完成任務(wù)。然后我再引入光學(xué)單元的知識(shí)進(jìn)行教學(xué)，學(xué)生在上課的過(guò)程中會(huì)有一種豁然開(kāi)朗的感覺(jué)，似乎剛才的關(guān)卡找到突破口了，他們把玩游戲的興趣轉(zhuǎn)化成解決問(wèn)題的興趣參與到科學(xué)探究中，全身心投入，目標(biāo)明確，學(xué)習(xí)效果事半功倍。當(dāng)探究結(jié)束，我再次出示課前的那個(gè)游戲關(guān)卡，學(xué)生學(xué)以致用，理論指導(dǎo)實(shí)際，很快破解了關(guān)卡，游戲的融入進(jìn)一步體現(xiàn)了STEAM的融合理念。課堂教學(xué)和科普游戲協(xié)同工作、和諧相處激發(fā)了學(xué)生的探究興趣，促進(jìn)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)發(fā)展。但這個(gè)過(guò)程中要注意教師應(yīng)該掌握度量，不能讓學(xué)生過(guò)度游戲。

三、計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)，突破教學(xué)重難點(diǎn)

小學(xué)科學(xué)內(nèi)容中有些抽象的知識(shí)，僅靠老師的講述，學(xué)生是無(wú)法理解透徹的，如果能夠結(jié)合信息技術(shù)，可以將這些知識(shí)具體化，形象化地展現(xiàn)在學(xué)生眼前。

地球和宇宙科學(xué)是小學(xué)科學(xué)的重要組成部分。生活中學(xué)生早已對(duì)地球、宇宙飛船、星球等詞匯有了初步的認(rèn)識(shí)，但這些事物離生活比較遙遠(yuǎn)，沒(méi)有條件直接研究或觀察，再加上認(rèn)知水平限制，在學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容時(shí)，難度較大。融合信息技術(shù)可以創(chuàng)設(shè)科學(xué)觀察和探索情境，突破時(shí)空限制，實(shí)現(xiàn)已有認(rèn)知與新授知識(shí)對(duì)接、虛擬和真實(shí)互補(bǔ)。一些難以理解或者復(fù)雜的地方，可以通過(guò)可視化、智能化使之融合、成為一體。

《在星空中》一課要求學(xué)生認(rèn)識(shí)星圖，觀測(cè)星空。在以往的教學(xué)中，考慮到教學(xué)時(shí)間、設(shè)備以及安全等因素，教師對(duì)這一內(nèi)容的處理，一直處于紙上談“星”階段。針對(duì)這一現(xiàn)象，我給學(xué)生帶來(lái)了Stellarium（虛擬天文館）軟件。我借助Stellarium在學(xué)生眼前模擬出一片 “真正”的星空。通過(guò)人機(jī)互動(dòng)功能，學(xué)生以第一視角的角度去發(fā)現(xiàn)、探索宇宙空間，仿若身臨其境，翱翔在這片星空中。通過(guò)這樣的一種方式，不僅方便了教師教學(xué)，而且將抽象的宇宙知識(shí)具體化，加強(qiáng)了學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，有助于啟發(fā)他們?cè)谡n后對(duì)星空宇宙做進(jìn)一步探究，增加課外知識(shí)，拓寬視野。

四、基于互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)，拓寬小學(xué)科學(xué)課堂

互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)是一種現(xiàn)代的、動(dòng)態(tài)的、開(kāi)放的課堂模式，可以讓科學(xué)課更生動(dòng)形象，更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究欲望。中高段年級(jí)的學(xué)生通過(guò)各階段的信息技術(shù)學(xué)習(xí)，已經(jīng)基本掌握了常用技術(shù)，例如網(wǎng)頁(yè)瀏覽搜索、制作電子小報(bào)等。讓學(xué)生在互聯(lián)網(wǎng)中尋找信息，解決問(wèn)題，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的主觀能動(dòng)性，輕松地學(xué)到更多的知識(shí)。

如在教學(xué)《生物多樣性的意義》一課時(shí)，我指導(dǎo)學(xué)生確定了以《基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的蘇州本土生物多樣性調(diào)查研究》為主題的科學(xué)學(xué)科綜合實(shí)踐活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)身邊的動(dòng)植物資源進(jìn)行探究。學(xué)生依據(jù)自己感興趣的問(wèn)題，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)強(qiáng)大的搜索功能，或是登陸各類科普資源網(wǎng)站——如蘇州科普之窗，搜集文字及圖片資料，最后制作成電子小報(bào)，全班交流。通過(guò)學(xué)習(xí)成果的發(fā)布，展示表現(xiàn)自我的能力，發(fā)展解釋和評(píng)價(jià)能力，體驗(yàn)學(xué)習(xí)成功的喜悅。整個(gè)探究學(xué)生不再是單純地被動(dòng)地接受知識(shí)，而成為信息加工、處理的操縱者，成為知識(shí)的主動(dòng)構(gòu)建者，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，開(kāi)闊視野，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造性智慧，最終達(dá)到培養(yǎng)和提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的目的。

綜上所述，在小學(xué)科學(xué)中充分融合信息技術(shù)，兩者和諧發(fā)展，確實(shí)能更好地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，拓寬學(xué)生視野，發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展，這是和是和STEAM教育理論相一致的。因此我們應(yīng)該在今后的教學(xué)實(shí)踐中，不斷探索研究，更好地在小學(xué)科學(xué)課程中整合信息技術(shù)。

【作者單位：常熟市辛莊小學(xué) ?江蘇】