STEAM教育理念融入小學(xué)科學(xué)教學(xué)的實(shí)踐

周志偉

摘要：STEAM有別于傳統(tǒng)單學(xué)科、重書本知識(shí)的教育方式，它是一種重實(shí)踐、重創(chuàng)新的超學(xué)科教育理念，對(duì)培養(yǎng)創(chuàng)新型人才有著十分重要的意義。STEAM理念融入小學(xué)科學(xué)教學(xué)有其先天優(yōu)勢，因此基于STEAM教育理念進(jìn)行小學(xué)科學(xué)教學(xué)實(shí)踐就顯得尤為重要。

關(guān)鍵詞：小學(xué)科學(xué)?STEAM教育理念?科學(xué)實(shí)踐?超學(xué)科

一、新課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于小學(xué)科學(xué)課程性質(zhì)和目標(biāo)的頂層設(shè)計(jì)

2017年教育部印發(fā)了《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（以下簡稱《標(biāo)準(zhǔn)》），修訂完善后的新標(biāo)準(zhǔn)對(duì)原本具有活動(dòng)性、實(shí)踐性的小學(xué)課程性質(zhì)，進(jìn)行了修改增加，即變成了基礎(chǔ)性、實(shí)踐性和綜合性。新標(biāo)準(zhǔn)確立小學(xué)科學(xué)課程基礎(chǔ)性課程的地位，并強(qiáng)調(diào)了本課程具有跨領(lǐng)域甚至跨課程的新性質(zhì)。《標(biāo)準(zhǔn)》強(qiáng)調(diào)，學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的最重要方式應(yīng)該是活動(dòng)探究，通過創(chuàng)設(shè)目標(biāo)過程讓學(xué)生親身經(jīng)歷動(dòng)腦又動(dòng)手等實(shí)踐活動(dòng)，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)知識(shí)和技能來認(rèn)識(shí)世界，進(jìn)行科學(xué)探究，與自然和諧共生的科學(xué)素養(yǎng)的課程目標(biāo)?！稑?biāo)準(zhǔn)》從物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)、地球和宇宙科學(xué)、技術(shù)與工程這四個(gè)領(lǐng)域，對(duì)科學(xué)知識(shí)和科學(xué)方法進(jìn)行綜合呈現(xiàn)。其中技術(shù)與工程領(lǐng)域與STEAM教育中的T代表的Technology——技術(shù)，E代表的Engineering——工程，不謀而合。該項(xiàng)課程領(lǐng)域的增加，凸顯了小學(xué)科學(xué)和STEAM教育一樣對(duì)技術(shù)和工程領(lǐng)域的重視。

二、STEAM教育的特點(diǎn)

STEAM教育發(fā)源于美國，是一種十分重視實(shí)踐的超越學(xué)科的教育理念，它與傳統(tǒng)的重書本知識(shí)、學(xué)科劃分明晰的教育方式有著很大的區(qū)別。它經(jīng)歷了從STS到STEM再到STEAM的發(fā)展過程，是科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、藝術(shù)（Arts）與數(shù)學(xué)（Mathematics）多學(xué)科融合的綜合教育。新加入的A其實(shí)是人文素養(yǎng)、藝術(shù)視角和設(shè)計(jì)思維的結(jié)合，這使得多學(xué)科的綜合教育變得更加全面。STEAM教育打破了僅停留在思辨和想象上的知識(shí)學(xué)習(xí)，更多地要求孩子們注重實(shí)踐，注重動(dòng)手來完成與他們生活密切相關(guān)的、感興趣的項(xiàng)目，從這個(gè)完成的過程中學(xué)習(xí)各科以及跨學(xué)科的知識(shí)，喚醒他們的創(chuàng)造潛能。

三、依托STEAM教育理念的科學(xué)教學(xué)改革需求

教育部在《關(guān)于“十三五”期間全面深入推進(jìn)教育信息化工作的指導(dǎo)意見》中明確指出，未來五年要“探索STEAM教育、創(chuàng)客教育等新教育模式”。STEAM教育這種重實(shí)踐、超學(xué)科的教育理念與新課標(biāo)指出的小學(xué)科學(xué)課程新的性質(zhì)——基礎(chǔ)性、實(shí)踐性、綜合性不謀而合;與重視探究、重視實(shí)踐的教育方式不謀而合;與強(qiáng)化學(xué)生各方面的認(rèn)知能力，塑造學(xué)生良好的科學(xué)素養(yǎng)的目標(biāo)不謀而合。在小學(xué)科學(xué)教和學(xué)的活動(dòng)中引入STEAM教育理念，在這一教育理念下采取相對(duì)應(yīng)的措施來構(gòu)建優(yōu)質(zhì)的小學(xué)科學(xué)教學(xué)課堂，無論對(duì)實(shí)現(xiàn)小學(xué)科學(xué)課程的教學(xué)目標(biāo)還是對(duì)培養(yǎng)擁有科學(xué)素養(yǎng)的綜合性人才，都有著重要的作用。

四、STEAM教育理念融入小學(xué)科學(xué)教學(xué)的具體實(shí)踐

蘇教版五年級(jí)上冊《科學(xué)》第19-21頁“照鏡子”，要求學(xué)生利用熟悉的日用品——鏡子，來探究光的反射現(xiàn)象。通過學(xué)習(xí)和探究，學(xué)生認(rèn)識(shí)了平面鏡能成像及其概念，發(fā)現(xiàn)了平面鏡的反射現(xiàn)象及平面鏡成像的特點(diǎn)。這部分課程最后的內(nèi)容是“在老師的指導(dǎo)下做萬花筒”，這正好可以作為STEAM教育理念融合科學(xué)教學(xué)的切入口。

1.以項(xiàng)目為驅(qū)動(dòng)的STEAM PBL

與傳統(tǒng)的課堂不同，以項(xiàng)目為驅(qū)動(dòng)的STEAM教學(xué)過程往往是由教師依據(jù)學(xué)段和階段學(xué)習(xí)目標(biāo)發(fā)布一個(gè)“模糊”的項(xiàng)目任務(wù)，學(xué)生依據(jù)所掌握的科學(xué)知識(shí)，調(diào)用不同學(xué)科的已有認(rèn)知，加以整合后進(jìn)行探索實(shí)踐，輸出一個(gè)“優(yōu)化”的結(jié)果。

依據(jù)教材中本章節(jié)內(nèi)容，以及學(xué)校即將進(jìn)行的“愛心義賣跳蚤市場”活動(dòng)，制定項(xiàng)目目標(biāo)：用盡量少的成本，制作出集功能性、藝術(shù)性、創(chuàng)意性為一體的“萬花筒”，獲得盡可能大的利潤，成為“公益天使”。

這樣的項(xiàng)目情境能調(diào)動(dòng)學(xué)生積極主動(dòng)地去進(jìn)行理性思維、科學(xué)探究、動(dòng)手實(shí)踐，讓他們愛上造物，在造物中學(xué)習(xí)，在造物中研究。

2.以跨學(xué)科的整合為依托

在科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)、藝術(shù)之間，存在著一種相互支撐、相互補(bǔ)充、共同發(fā)展的關(guān)系。

教學(xué)中，我將學(xué)生分成八個(gè)“創(chuàng)意工作坊”，對(duì)每個(gè)坊內(nèi)的成員構(gòu)成進(jìn)行合理分配。依據(jù)學(xué)生的特長方向進(jìn)行角色劃分：小科學(xué)家、小工程師、小高級(jí)技工、小會(huì)計(jì)師、小設(shè)計(jì)師……每個(gè)工作坊基本配齊所需角色。不同的角色重點(diǎn)解決與自身特長相關(guān)的問題，如萬花筒制作材料的選擇，萬花筒的結(jié)構(gòu)構(gòu)成可以依靠3D建模打印，進(jìn)行成本核算以最小的投入獲得最大的效益，怎樣設(shè)計(jì)出吸引人的圖案和色彩元素等。這樣的方式，讓學(xué)生自己動(dòng)腦思考、動(dòng)手完成他們感興趣的，并且和他們的生活或特長相關(guān)的項(xiàng)目細(xì)分，從過程中學(xué)習(xí)各種跨學(xué)科的知識(shí)。

3.以實(shí)踐為基礎(chǔ)創(chuàng)新創(chuàng)造

STEAM教育不僅注重通過對(duì)問題的探究，完成科學(xué)知識(shí)的構(gòu)建，更關(guān)注學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的養(yǎng)成。不能僅停留在思辨和想象上，而應(yīng)要求孩子們注重實(shí)踐，注重動(dòng)手，注重過程，將動(dòng)手實(shí)踐和思考探索有機(jī)結(jié)合，真正喚醒其與生俱來的創(chuàng)造力潛能。

在各工作坊的萬花筒設(shè)計(jì)制作過程中，各種想法、方案、設(shè)計(jì)不斷刷新，創(chuàng)新、創(chuàng)意層出不窮。有的孩子提出，用塑料鏡片取代玻璃鏡片，結(jié)實(shí)且安全;有的孩子提出，結(jié)構(gòu)可以分成兩個(gè)圓筒，一個(gè)觀察筒和一個(gè)成像筒;有的孩子提出，可以在筒的中間加個(gè)透明隔斷裝置;有的孩子提出，給萬花筒增加多色LED照明裝置，增強(qiáng)可玩性;有的孩子提出，能不能將筒內(nèi)的美麗世界給投影出來;有的孩子提出，能不能將萬花筒也設(shè)計(jì)成互動(dòng)性游戲……

4.將藝術(shù)融入科學(xué)教育

李政道說過，科學(xué)和藝術(shù)是不可分割的，就像一枚硬幣的兩面，它們的共同基礎(chǔ)是人類的創(chuàng)造力，它們追求的目標(biāo)都是真理的普遍性。時(shí)至今日，人類社會(huì)的發(fā)展，需要科學(xué)與藝術(shù)的融通，需要用科技創(chuàng)新來提供文化發(fā)展的動(dòng)力，需要用文化來增強(qiáng)科技產(chǎn)業(yè)的核心競爭力。在創(chuàng)意萬花筒的制作中，當(dāng)工程師與設(shè)計(jì)師，當(dāng)科學(xué)家與畫家在一起時(shí)，他們碰撞出的是“科技”與“藝術(shù)”的火花。各種“設(shè)計(jì)性思維”應(yīng)運(yùn)而生，對(duì)于外觀圖案就有了許多大膽設(shè)計(jì)：有“光與影”主題，有“天空”主題，有“戲劇”主題……

5.以產(chǎn)品化成果來實(shí)施評(píng)價(jià)

以項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)為開端，產(chǎn)品化成果的實(shí)現(xiàn)為最終評(píng)價(jià)，是STEAM教育的另一大特色。評(píng)價(jià)的內(nèi)容既有過程性評(píng)價(jià)，也有形成性評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)涵蓋科學(xué)知識(shí)、工程技術(shù)、人文積淀、審美情趣、效能產(chǎn)出等多個(gè)方面。鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)成果進(jìn)行自我評(píng)價(jià)和相互評(píng)價(jià)，鼓勵(lì)學(xué)生利用科學(xué)的、現(xiàn)代的、藝術(shù)性的方式對(duì)自己的成果進(jìn)行展示義賣。

創(chuàng)意“萬花筒”項(xiàng)目取得了很大的成功，孩子們收獲了科學(xué)探索的過程，收獲了創(chuàng)新的能量，收獲了藝術(shù)的軟實(shí)力，收獲了“公益天使”的稱號(hào)。這次STEAM理念融入科學(xué)教學(xué)的實(shí)踐，提升了學(xué)生的高階思維能力、解決問題的創(chuàng)新能力、伙伴之間的合作能力，并在引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行跨學(xué)科的整合、實(shí)現(xiàn)自我激勵(lì)上取得了有效的成果。

科學(xué)學(xué)科的目標(biāo)是發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)，而STEAM教育與科學(xué)教學(xué)的融合，則給學(xué)生創(chuàng)設(shè)了一個(gè)跨學(xué)科的學(xué)習(xí)背景，在學(xué)習(xí)過程中鼓勵(lì)學(xué)生多思考多探索，不怕犯錯(cuò)誤，充分發(fā)揮他們的創(chuàng)造力，鼓勵(lì)他們動(dòng)手實(shí)踐，最大限度地開發(fā)他們的潛能。STEAM教育與科學(xué)教學(xué)的融合讓跨學(xué)科視野、科學(xué)家思維、合作精神、藝術(shù)軟實(shí)力助力孩子們登上夢想的舞臺(tái)，為培養(yǎng)未來世界創(chuàng)造者打下堅(jiān)實(shí)的科學(xué)核心素養(yǎng)基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉景福，鐘志賢.基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)（PBL）模式研究[J].外國教育研究，2002（11）.