小學(xué)科學(xué)融合STEAM 理念的新型學(xué)習(xí)方式

林 靜

（福州市斗南小學(xué)，福建 福州 350001）

小學(xué)科學(xué)教育，不僅要教授學(xué)生科學(xué)知識(shí)，更要培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。傳統(tǒng)的課堂教學(xué)往往是師講生聽(tīng)，師問(wèn)生答，形式化的教學(xué)易導(dǎo)致學(xué)生對(duì)科學(xué)失去興趣，無(wú)法培養(yǎng)良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，也背離了課標(biāo)中倡導(dǎo)的探究性學(xué)習(xí)，突出學(xué)生主體地位。［1］在教學(xué)實(shí)踐中，筆者整合教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，思考如何挖掘?qū)W生的創(chuàng)造力和綜合能力，嘗試將國(guó)外已較為成熟的STEAM 教育引入課堂，用其教育理念指導(dǎo)教學(xué)工作的開(kāi)展。在初探STEAM 教育的過(guò)程中，曾嘗試讓學(xué)生進(jìn)行簡(jiǎn)單拼裝的工程類(lèi)學(xué)習(xí)，但只是根據(jù)教師或說(shuō)明書(shū)上的指導(dǎo)，按照步驟對(duì)一些器材進(jìn)行簡(jiǎn)單拼裝，其意義并不大，不能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力和綜合能力。而對(duì)于機(jī)器人、編程、3D 打印技術(shù)等較為高深的知識(shí)領(lǐng)域，又超過(guò)了小學(xué)生的認(rèn)知水平。但事實(shí)上，STEAM 教育理念倡導(dǎo)的是用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際生活中的問(wèn)題，改造舊物更好地服務(wù)于生活。［2］為此，教師在科學(xué)教學(xué)中，可以融合STEAM 教育理念，適度地創(chuàng)新科學(xué)學(xué)習(xí)方式。

一、以問(wèn)題情境導(dǎo)入的項(xiàng)目學(xué)習(xí)

由學(xué)生感興趣的話題、前沿科技、奇妙現(xiàn)象等情境導(dǎo)入，能有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。教學(xué)中，教師常根據(jù)教材設(shè)計(jì)的順序進(jìn)行教學(xué)，導(dǎo)致知識(shí)碎片化，思維模式的培養(yǎng)間斷。因此，筆者參考國(guó)外一些STEAM 教育案例，讓學(xué)生圍繞某一具體問(wèn)題組建團(tuán)隊(duì)，通過(guò)項(xiàng)目解讀—制定計(jì)劃—開(kāi)展探究—交流探討—完善改進(jìn)—展示分享，進(jìn)行項(xiàng)目學(xué)習(xí)。在此過(guò)程中，組員們分工協(xié)作、各展所長(zhǎng)，綜合性地運(yùn)用科學(xué)、工程、技術(shù)、藝術(shù)、數(shù)學(xué)等多學(xué)科知識(shí)來(lái)解決具體問(wèn)題。［3］

以“制作保溫盒”項(xiàng)目為例。課前，先引導(dǎo)學(xué)生掌握熱傳遞的方式，了解各種常見(jiàn)材料不同的導(dǎo)熱性能。隨后，讓學(xué)生觀察生活中常用的各式保溫杯，在了解保溫杯基本結(jié)構(gòu)和原理后，合理選用材料，設(shè)計(jì)一款自制專屬保溫盒，自此完成項(xiàng)目的解讀。接著，指導(dǎo)學(xué)生制定計(jì)劃，明確計(jì)劃中包含材料工具的選擇、保溫盒外形的設(shè)計(jì)、保溫盒尺寸的設(shè)定、保溫盒用途的預(yù)設(shè)、組員之間的分工安排，進(jìn)行保溫盒的制作。在初步制作完成后，組織學(xué)生測(cè)試保溫效果，再根據(jù)小組間提出的建議進(jìn)一步改進(jìn)，最終以成果分享會(huì)的形式，對(duì)各自的作品進(jìn)行介紹說(shuō)明。實(shí)施融合STEAM教育理念的項(xiàng)目學(xué)習(xí)，要讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到，這是一項(xiàng)團(tuán)隊(duì)任務(wù)，強(qiáng)調(diào)組員間的分工合作、集思廣益、各展所長(zhǎng)。培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識(shí)，注重與現(xiàn)實(shí)生活的聯(lián)系，注重解決問(wèn)題的過(guò)程。

二、由低年級(jí)至高年級(jí)的體系化學(xué)習(xí)

在開(kāi)展問(wèn)題情境的項(xiàng)目學(xué)習(xí)后，思考各知識(shí)點(diǎn)在不同年級(jí)間的銜接與拓展。在學(xué)習(xí)中遇到同一領(lǐng)域知識(shí)點(diǎn)時(shí)，要能回顧已掌握的知識(shí)，自發(fā)進(jìn)行深入思考，探究物體與現(xiàn)象更深層的性質(zhì)，逐漸形成由低年級(jí)至高年級(jí)連貫的體系化學(xué)習(xí)。學(xué)校根據(jù)不同年級(jí)學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律和知識(shí)掌握情況，圍繞一項(xiàng)課題，逐步深入開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)，使知識(shí)具有延續(xù)性，體現(xiàn)STEAM 教育理念中培養(yǎng)系統(tǒng)邏輯思維能力的目標(biāo)。

以“物體沉浮”知識(shí)點(diǎn)為例。低年級(jí)的學(xué)生只要了解物體具有沉浮的現(xiàn)象，對(duì)沉浮現(xiàn)象在生活中常見(jiàn)的作用進(jìn)行簡(jiǎn)單的調(diào)查，通過(guò)詢問(wèn)家長(zhǎng)、觀察身邊事物、翻閱圖文版科普書(shū)籍等方式進(jìn)行調(diào)查了解。知道下沉的船錨可以固定輪船，游泳池中利用小浮球串聯(lián)分割泳道，漂浮的救生圈救生衣能防止人們溺水等。中年級(jí)的學(xué)生開(kāi)始探究沉浮的原因，明確物體在水中的沉浮不僅與物體輕重有關(guān)，還和物體大?。ㄅ懦鲆后w的體積）有關(guān)，在加鹽使原來(lái)下沉的雞蛋浮起來(lái)的拓展實(shí)驗(yàn)中，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到不同液體的浮力不同。高年級(jí)的學(xué)生將沉浮現(xiàn)象延伸到工程領(lǐng)域中——制作“載重船”，在提供的有限條件內(nèi)（一張長(zhǎng)為24cm，寬為15cm 的長(zhǎng)方形紙），各組設(shè)計(jì)并制作小船，使其達(dá)到最大的載重量。由此，將沉浮的相關(guān)知識(shí)逐步延伸，也滲透物理與數(shù)學(xué)的知識(shí)。通過(guò)觀察現(xiàn)象—探索原因—運(yùn)用實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)完整的體系化學(xué)習(xí)。

三、鼓勵(lì)求同存異的實(shí)踐性學(xué)習(xí)

在教學(xué)中，對(duì)學(xué)生回答問(wèn)題或操作練習(xí)的評(píng)價(jià)往往有一定的標(biāo)準(zhǔn)，答案有對(duì)錯(cuò)之分，作品有好壞之別。STEAM 教育理念提倡發(fā)散性思維，鼓勵(lì)學(xué)生敢想敢做。教師要保護(hù)學(xué)生的求知欲，鼓勵(lì)各種奇思妙想。這就要求教師調(diào)整原本的評(píng)價(jià)制度，只要依據(jù)相關(guān)的科學(xué)原理，設(shè)計(jì)的作品具有原創(chuàng)性、科學(xué)性，那么方案無(wú)分好壞，作品不分優(yōu)劣?；诳茖W(xué)課堂，通過(guò)科技節(jié)、綜合實(shí)踐課、興趣班等途徑，以簡(jiǎn)單并常見(jiàn)的物體為線索，開(kāi)展求同存異的實(shí)踐性學(xué)習(xí)。

以“齒輪、皮帶輪”的實(shí)踐性學(xué)習(xí)為例。引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)并制作運(yùn)用齒輪、皮帶輪傳動(dòng)原理的物品，樣式不限，材料自選，允許接入其他動(dòng)力裝置。收集到的作品大致分為兩大類(lèi)：車(chē)和摩天輪。有模仿坦克的履帶傳送小車(chē)，利用皮筋作為傳送帶的小車(chē)，模擬游樂(lè)場(chǎng)轉(zhuǎn)動(dòng)的摩天輪等。在動(dòng)力設(shè)計(jì)上，大多作品都加入了馬達(dá)和電池等驅(qū)動(dòng)裝置，有的想利用扇葉轉(zhuǎn)動(dòng)形成推力，有的加入手搖式齒輪帶動(dòng)。雖然一些小車(chē)并沒(méi)有成功轉(zhuǎn)動(dòng)，但開(kāi)拓思路、嘗試制作也是一種難能可貴的成功。教育需要的正是這種求同存異、集思廣益的教學(xué)理念，促進(jìn)學(xué)生善于思考、勇于實(shí)踐。

四、多學(xué)科間融合的綜合性學(xué)習(xí)

STEAM 教育理念倡導(dǎo)多學(xué)科領(lǐng)域間的互通、各種課程的結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)，提高學(xué)生解決問(wèn)題的能力。在設(shè)計(jì)方案—實(shí)踐操作—交流總結(jié)等各環(huán)節(jié)中，進(jìn)行學(xué)科參透，設(shè)計(jì)方案時(shí)，要數(shù)據(jù)運(yùn)算、繪制設(shè)計(jì)草圖；實(shí)踐操作中，需制表記錄、數(shù)據(jù)處理分析；交流總結(jié)中，要語(yǔ)言表達(dá)、課件制作展示……這些環(huán)節(jié)中，除了科學(xué)，還運(yùn)用到語(yǔ)文、數(shù)學(xué)、美術(shù)、信息技術(shù)等多個(gè)學(xué)科技能。開(kāi)展各類(lèi)項(xiàng)目學(xué)習(xí)、體系化學(xué)習(xí)、實(shí)踐性學(xué)習(xí)，為最終實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科的綜合性學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)，讓知識(shí)融會(huì)貫通，培養(yǎng)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

例如，在探索生命科學(xué)領(lǐng)域時(shí)，嘗試將科學(xué)與語(yǔ)文融合：認(rèn)真觀察小動(dòng)物，撰寫(xiě)相關(guān)的作文；種植一棵植物，撰寫(xiě)每個(gè)階段的觀察日記。與美術(shù)融合：觀察樹(shù)葉顏色形態(tài)，并制作樹(shù)葉貼畫(huà)；認(rèn)識(shí)細(xì)胞的常見(jiàn)結(jié)構(gòu)，制作一份植物細(xì)胞模型。在探索物質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域時(shí)，與數(shù)學(xué)融合：學(xué)習(xí)杠桿滑輪，計(jì)算如何省力；了解沉浮因素，計(jì)算最大載重量。與美術(shù)融合：了解不同顏色玻璃紙的濾光作用，制作一副創(chuàng)意畫(huà)。與音樂(lè)融合：了解聲調(diào)和音量的原理，制作簡(jiǎn)易排簫吹曲。在探索地球與宇宙科學(xué)領(lǐng)域時(shí)，與美術(shù)融合：認(rèn)識(shí)土壤的顆粒大小，并使用黏土制作一份陶泥作品。與語(yǔ)文融合：觀察月相的周期變化，撰寫(xiě)科學(xué)觀察日記。在探索工程和設(shè)計(jì)領(lǐng)域時(shí)，與數(shù)學(xué)、美術(shù)融合：認(rèn)識(shí)三角形的穩(wěn)定性，進(jìn)行搭支架比賽，比高比穩(wěn)比美觀。這種新型學(xué)習(xí)方式深受學(xué)生喜愛(ài)。通過(guò)創(chuàng)新課堂的嘗試，原本學(xué)習(xí)被動(dòng)、不愛(ài)聽(tīng)課的學(xué)生開(kāi)始積極參與其中。一些不喜歡語(yǔ)數(shù)的學(xué)生在STEAM 教育理念滲透的教學(xué)中，開(kāi)始自覺(jué)運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)，進(jìn)行運(yùn)算解決問(wèn)題；能撰寫(xiě)觀察日記，勇于在同學(xué)面前交流展示。學(xué)生能將學(xué)習(xí)延伸到課堂外，留心觀察身邊事物，主動(dòng)提出問(wèn)題，參與探究，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)意識(shí)和綜合素養(yǎng)。學(xué)以致用，提高學(xué)生解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)。

在開(kāi)展學(xué)習(xí)方式轉(zhuǎn)型的過(guò)程中，也遇到一些問(wèn)題：如教學(xué)進(jìn)度銜接，各學(xué)科間教師的配合，家長(zhǎng)的理解與支持等。目前的教學(xué)實(shí)際，還很難大面積實(shí)施新型學(xué)習(xí)方式。為此，學(xué)校利用科學(xué)課、綜合實(shí)踐課、科技節(jié)、興趣班等多種途徑輔助實(shí)施，各學(xué)科教師間加強(qiáng)溝通、開(kāi)展集備，通過(guò)班主任加強(qiáng)與家長(zhǎng)的溝通。今后，學(xué)校將繼續(xù)深入探索，讓STEAM 教育理念更加有效地實(shí)施。