運(yùn)用STEAM理念重構(gòu)科學(xué)課堂探究

孫飛

摘 要：STEAM教育強(qiáng)調(diào)技術(shù)教育手段應(yīng)用，提倡跨學(xué)科拓展教學(xué)范圍，有利于培養(yǎng)具有綜合素質(zhì)的復(fù)合型人才。運(yùn)用STEAM理念重構(gòu)科學(xué)課堂，能打破學(xué)科壁壘，讓學(xué)生將不同學(xué)科的知識聯(lián)系起來，做到融會貫通，更好地實現(xiàn)提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)這一根本目標(biāo)。文章結(jié)合教學(xué)實踐，對運(yùn)用STEAM理念重構(gòu)科學(xué)課堂進(jìn)行探究。

關(guān)鍵詞：科學(xué)教學(xué);STEAM理念;重構(gòu);科學(xué)課堂;科學(xué)素養(yǎng)

中圖分類號：G623.6 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：1008-3561（2021）12-0090-02

《教育信息化“十三五”規(guī)劃》提出，有條件地區(qū)要積極探索信息技術(shù)在“眾創(chuàng)空間”跨學(xué)科學(xué)習(xí)（STEAM教育）、創(chuàng)客教育等新的教育模式中的應(yīng)用，鼓勵發(fā)展STEAM教育。在科學(xué)教學(xué)中，教師運(yùn)用STEAM理念重構(gòu)科學(xué)課堂，能打破學(xué)科壁壘，讓學(xué)生將不同學(xué)科的知識聯(lián)系起來，并做到融會貫通，更好地實現(xiàn)提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)這一根本目標(biāo)。本文結(jié)合教學(xué)實踐，對運(yùn)用STEAM理念重構(gòu)科學(xué)課堂進(jìn)行探究。

一、用心選題

科學(xué)課程涉及物質(zhì)世界領(lǐng)域、生命世界領(lǐng)域和地球空間領(lǐng)域等三大領(lǐng)域的內(nèi)容，這些內(nèi)容不可能完全融入STEAM理念。因此，在科學(xué)教學(xué)中融入STEAM理念會涉及選題的問題。要選擇適合的內(nèi)容融入STEAM理念，就要做到兩個“切合”。

（1）切合教材。所謂切合教材，即選取教材中適合融入STEAM理念的內(nèi)容，主要是工程技術(shù)方面的內(nèi)容。人類為了生存，為了探究自然界的變化規(guī)律，制造了工具，改進(jìn)了工具，出現(xiàn)了大量的發(fā)明創(chuàng)造。教師帶領(lǐng)學(xué)生了解祖先的發(fā)明創(chuàng)造，體驗發(fā)明創(chuàng)造的過程，不僅能讓學(xué)生產(chǎn)生敬意，還能啟蒙學(xué)生工程技術(shù)思想。例如，在“太陽鐘”一課的教學(xué)中，教師可融入STEAM理念。明確太陽鐘制作的原理是科學(xué)的內(nèi)容，如何設(shè)計太陽鐘是從技術(shù)的角度考慮問題，怎樣分工完成是從工程的角度考慮問題，做出精確的刻度要運(yùn)用數(shù)學(xué)知識，怎樣使做成的太陽鐘方便、美觀要從藝術(shù)的角度來考慮。因此，融入STEAM理念，制作簡易的太陽鐘就不再是單純的制作。學(xué)生在學(xué)習(xí)原理后，要進(jìn)行設(shè)計，畫圖紙，選擇材料，完成制作，并進(jìn)行改進(jìn)。STEAM理念的融入，使原本枯燥的制作變得生動有趣，能激發(fā)學(xué)生的探究熱情和求知欲。

（2）切合學(xué)生。兒童是天生的工程師，技術(shù)與工程領(lǐng)域的學(xué)習(xí)可以使學(xué)生有機(jī)會綜合所學(xué)的各方面知識，體驗科學(xué)技術(shù)對生活和社會發(fā)展的影響。因此，教師在選擇融入STEAM理念的教學(xué)內(nèi)容時，必須以學(xué)生為中心?？茖W(xué)教學(xué)應(yīng)考慮到不同年級學(xué)生的心理特點、認(rèn)知特點，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中動手動腦，學(xué)會關(guān)注生活，綜合運(yùn)用所學(xué)知識，真正著眼于科學(xué)素養(yǎng)的提升。例如，在“空氣的性質(zhì)”一課的教學(xué)中，教師可把探究壓縮空氣力量的實驗改為制作空氣動力小車，再通過組織比賽，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識設(shè)計制作。這能將STEAM理念、工程技術(shù)思想與教學(xué)內(nèi)容有效整合在一起，有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，切合學(xué)生的心理特點和認(rèn)識特點。

二、匠心選材

在科學(xué)課上，選擇好的材料是成功的一半。因此，教師獨具匠心的選材，能收到事半功倍的教學(xué)效果。

（1）提供選擇。提供選擇是指教師應(yīng)盡可能為學(xué)生多提供不一樣的材料，或不同規(guī)格的材料供學(xué)生在實驗時使用。選擇不同的材料，實驗效果會有很大的差別。在選材的過程中，學(xué)生會經(jīng)歷探索和發(fā)現(xiàn)的過程，這與STEAM理念相切合。例如，在“聲音的產(chǎn)生”一課的教學(xué)中，教師可給學(xué)生提供一些材料，讓學(xué)生制作一個能證明聲音的產(chǎn)生是由于振動引起的實驗裝置。教師在提供材料時，不能局限于教材，要給學(xué)生提供不同的材料，讓學(xué)生體會不同材料對實驗的影響，以提高學(xué)生創(chuàng)造性解決問題的能力。

（2）創(chuàng)新改進(jìn)。創(chuàng)造性地運(yùn)用材料，能提高實驗效果。例如，在“冷空氣和熱空氣”一課的教學(xué)中，在引導(dǎo)學(xué)生做小紙蛇時，教師可給學(xué)生提供錫箔紙。這樣，學(xué)生做出來的小蛇的重量會比較輕，并且結(jié)實有光澤，旋轉(zhuǎn)起來特別炫目，更容易激發(fā)學(xué)生的探究熱情。又如，在“熱的傳遞”一課的教學(xué)中，教師可使用變色油墨進(jìn)行實驗，這能非常明顯地看到物體表面的顏色變化，實驗效果會更好。

三、精心授法

技術(shù)與工程領(lǐng)域教學(xué)提倡“做中學(xué)”。所謂“做中學(xué)”，就是邊學(xué)邊做，邊做邊學(xué)，“做”是做產(chǎn)品，“學(xué)”是學(xué)方法。STEAM理念下的科學(xué)教學(xué)，更關(guān)注的是設(shè)計之法和改進(jìn)之法。

（1）設(shè)計之法。設(shè)計是工程技術(shù)的關(guān)鍵，而在傳統(tǒng)科學(xué)教學(xué)中，設(shè)計常常會被忽視。很多教師在剛接觸STEAM理念時，總覺得這是成人做的事，跟孩子講設(shè)計是拔苗助長，而事實并非如此。馬克思說過，最蹩腳的建筑師一開始就比最靈巧的蜜蜂高明的地方，是他在用蜂蠟建筑蜂房以前，已經(jīng)在自己的頭腦中把它建成了。學(xué)生參與設(shè)計，能通過圖紙、文字、語言等，表達(dá)自己的想法。在這個過程中，學(xué)生真正思考了，真正把自己學(xué)到的知識以及生活經(jīng)驗表達(dá)出來了，接下來的制作，無論成功與失敗，做出來的都是自己的東西，凝聚著自己的智慧和創(chuàng)造。例如，在“降落傘”一課的教學(xué)中，教師可讓學(xué)生進(jìn)行設(shè)計，并要求學(xué)生精心選擇材料，精心設(shè)計。用什么材料制作傘面，做多大的傘面，用多長的線，都要有詳細(xì)的計劃。要畫出簡單的設(shè)計圖，并在圖上標(biāo)明。這個過程看似浪費時間，實際上卻能節(jié)省時間，因為畫好設(shè)計圖后，制作的過程相當(dāng)快，少走了許多彎路。因此，在科學(xué)教學(xué)中，教師更應(yīng)該注重教給學(xué)生設(shè)計之法，一個會設(shè)計的學(xué)生必定是一個會思考的學(xué)生，一個會思考的學(xué)生必定能學(xué)好科學(xué)課程。

（2）改進(jìn)之法。STEAM理念下的科學(xué)教學(xué)，除了要關(guān)注設(shè)計之法以外，還應(yīng)關(guān)注改進(jìn)之法。有科學(xué)家預(yù)測，材料科學(xué)有望成為未來十年最重要的技術(shù)。實際上有許多領(lǐng)域設(shè)計水平已經(jīng)達(dá)到了一定的高度，而材料卻成為了改進(jìn)的阻礙。材料的改進(jìn)僅僅是一個方面，而設(shè)計的改進(jìn)更為重要。許多好的產(chǎn)品都是在最初的設(shè)計之上慢慢改進(jìn)而來的，沒有誰能一次性設(shè)計出完美的產(chǎn)品。因此，讓學(xué)生從小就學(xué)會改進(jìn)自己的設(shè)計至關(guān)重要，這也是STEAM理念給我們的一個重要啟示。例如，在“各種各樣的能量”一課的教學(xué)中，教師設(shè)計了一個制作水火箭這一工程技術(shù)活動。在課堂上，教師讓學(xué)生欣賞了一個簡易的水火箭模型，并介紹了制作原理，之后，將學(xué)生分成若干小組進(jìn)行設(shè)計。在接下來的一個月的時間里，教師定時與學(xué)生交流，從材料節(jié)約、外形美觀、結(jié)構(gòu)合理等方面啟發(fā)學(xué)生對自己的設(shè)計進(jìn)行改進(jìn)。一個月的時間雖然比較漫長，但能讓學(xué)生有足夠的時間改進(jìn)自己的設(shè)計，從而使自己制作出來的水火箭更加完美。在最后的發(fā)布會上，學(xué)生們展示出許多精美的水火箭。教師在教學(xué)中成功地融入STEAM理念，能讓學(xué)生在改進(jìn)中思考，在改進(jìn)中探究，在改進(jìn)中提高，有效提升了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

總之，運(yùn)用STEAM理念重構(gòu)科學(xué)課堂，能打破學(xué)科壁壘，讓學(xué)生將不同學(xué)科的知識聯(lián)系起來，做到融會貫通，更好地實現(xiàn)提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)這一教學(xué)目標(biāo)。雖然STEAM理念對許多教師來說還是新鮮事物，并且STEAM強(qiáng)調(diào)的跨學(xué)科學(xué)習(xí)包含許多內(nèi)容，但只要我們有一顆探索的心，用心選題，匠心選材，精心授法，科學(xué)教學(xué)就一定能盡快地融入STEAM理念，一定能大放異彩。

參考文獻(xiàn)：

[1]邵琪.基于STEAM教育理念的小學(xué)科學(xué)教程構(gòu)建探討[J].基礎(chǔ)教育研究，2020（06）.

[2]權(quán)秀媛.STEAM理念下小學(xué)《科學(xué)》設(shè)計型教學(xué)模式的改革研究[D].遼寧師范大學(xué)，2019.

[3]張鵬.整合資源 優(yōu)化結(jié)構(gòu) 提升科學(xué)學(xué)科綜合素養(yǎng)——淺談以STEAM教育理念重構(gòu)小學(xué)科學(xué)單元教學(xué)[J].湖北教育，2018（10）.

[4]梁玲玲.基于STEAM理念的小學(xué)科學(xué)課程探析[J].基礎(chǔ)教育研究，2018（13）.

[5]寧靈芝.基于STEAM理念的小學(xué)科學(xué)情境教學(xué)研究[D].廣西師范大學(xué)，2017.