基于STEAM教育理念的鄉(xiāng)村小學(xué)科學(xué)教學(xué)設(shè)計

劉江琳 鄧可意 薛媛 劉泓希 許 蘭

【摘要】論文基于STEAM教育在我國城鄉(xiāng)發(fā)展不平衡的現(xiàn)狀，提出結(jié)合地方鄉(xiāng)土資源設(shè)計具有地方特色的鄉(xiāng)村小學(xué)STEAM科學(xué)課程的整體設(shè)計思路，并以《地球表面及其變化》單元為例，進行了融入鄉(xiāng)土資源的鄉(xiāng)村小學(xué)STEAM科學(xué)教學(xué)案例設(shè)計，旨在充分利用地方資源設(shè)計低成本、具有地方特色的小學(xué)STEAM科學(xué)課程，從而在教育實踐中培養(yǎng)鄉(xiāng)村學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，提高其綜合素質(zhì)，推動STEAM教育理念在鄉(xiāng)村小學(xué)科學(xué)教育中的發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】STEAM教育;鄉(xiāng)村小學(xué);小學(xué)科學(xué);教學(xué)設(shè)計

近年來，STEAM教育理念在我國教育界掀起一股熱潮，其所倡導(dǎo)的跨學(xué)科深人融合、項目式探究學(xué)習(xí)等在小學(xué)科學(xué)教育教學(xué)中被廣泛應(yīng)用，推動著小學(xué)科學(xué)教育的革新。STEAM教育囊括了Science（科學(xué)）、Technology（技術(shù)）、Engineering（工程）、Arts（藝術(shù)）、Maths（數(shù)學(xué)）五個方面的含義。不同于傳統(tǒng)的知識傳授和單學(xué)科間的嚴(yán)格界定，STEAM教育倡導(dǎo)實踐的跨學(xué)科整合，注重用知識解決實際生活中的問題，旨在提高學(xué)生的綜合素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實踐能力等?！缎W(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（2017年版）中也提出了學(xué)科關(guān)聯(lián)建議，即與數(shù)學(xué)、語文、綜合實踐活動的關(guān)聯(lián)與互動以及倡導(dǎo)跨學(xué)科學(xué)習(xí)方式，可見STEAM教育理念在國家政策層面得到了重視[1]。目前，我國的小學(xué)STEAM科學(xué)課程主要在城市開設(shè)，鄉(xiāng)村小學(xué)因師資培養(yǎng)、資金投人和教學(xué)資源等方面的不足，在一定程度上阻礙了鄉(xiāng)村小學(xué)STEAM科學(xué)課程的開展。因此，合理利用鄉(xiāng)村特色資源，因地制宜地進行STEAM小學(xué)科學(xué)教學(xué)設(shè)計，有利于鄉(xiāng)村小學(xué)生整體科學(xué)素養(yǎng)的提升，也有利于縮小STEAM教育在城鄉(xiāng)小學(xué)的發(fā)展差距，更有利于進一步推動鄉(xiāng)村小學(xué)教育的快速發(fā)展。

論文結(jié)合小學(xué)科學(xué)單元教學(xué)的特點，具體以《地球表面及其變化》為例，針對湖南省南部山丘地區(qū)的鄉(xiāng)土資源進行初步開發(fā)，并結(jié)合STEAM教育理念，設(shè)計出以“大項目”學(xué)習(xí)為主線的鄉(xiāng)村當(dāng)?shù)靥厣珕卧n程。

1.鄉(xiāng)村小學(xué)STEAM科學(xué)課程設(shè)計思路

1.1課程整體設(shè)計思路

小學(xué)科學(xué)教材通常以每單元為一個主題，單元內(nèi)的課程緊密圍繞主題展開。因此，教師在進行課程設(shè)計時，可整合單元課程，設(shè)計單元式的大項目教學(xué)。單元課程開始前，提出大項目學(xué)習(xí)任務(wù)，隨后開展系列小項目學(xué)習(xí)探究活動，最后引導(dǎo)學(xué)生整合小項目學(xué)習(xí)內(nèi)容去完成項目總?cè)蝿?wù)。整個單元教學(xué)活動的設(shè)計可概括為“以大項目學(xué)習(xí)為主線，小項目學(xué)習(xí)為基石，整合基石壘寶塔”。

1.2課程設(shè)計流程

鄉(xiāng)村小學(xué)STEAM科學(xué)課程設(shè)計主要從課標(biāo)及教材研讀、資源開發(fā)與學(xué)情分析、教學(xué)過程和教學(xué)評價幾方面展開，具體如圖1所示。

2.鄉(xiāng)村小學(xué)STEAM科學(xué)教學(xué)設(shè)計案例

《地球表面及其變化》這一單元可以直接利用自然物進行教學(xué)活動，自然物以其具體的形象特點一下子就能吸引學(xué)生的注意力，而且還能使學(xué)生的觀察保持一定的時間，便于發(fā)現(xiàn)問題、解決問題和掌握知識[2]。湘南山丘地區(qū)，位于湖南省南部，水熱資源豐沛，土地類型多樣，礦產(chǎn)資源豐富，因此，湘南地區(qū)的鄉(xiāng)村教師可發(fā)揮湘南山丘地區(qū)的優(yōu)勢，結(jié)合地方豐富的鄉(xiāng)土資源來進行小學(xué)STEAM科學(xué)教學(xué)設(shè)計。

2.1課標(biāo)及教材研讀

學(xué)期教材的各個單元內(nèi)容獨立，涉及生命科學(xué)、物質(zhì)科學(xué)、地球與空間科學(xué)、技術(shù)與工程四個領(lǐng)域。前期的課標(biāo)和教材研讀，能夠幫助教師對課程內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)等有一個整體把握。通過研讀教材發(fā)現(xiàn)，在單元學(xué)習(xí)中，學(xué)生需整合課堂中所學(xué)的科學(xué)知識和所做的科學(xué)實驗，解決一個或多個項目式問題。流水、風(fēng)力等外力對土地侵蝕和巖石風(fēng)化的現(xiàn)象在學(xué)生的日常生活中十分常見，但學(xué)生對于巖石是否會改變模樣、土壤是怎樣形成的、土壤中有什么、雨水和徑流會侵蝕土地等幾乎沒有較為理性的認(rèn)識。在《地球表面及其變化》這一單元中，學(xué)生通過前七課的學(xué)習(xí)，對地形地貌、土地侵蝕、巖石風(fēng)化等有了深人的認(rèn)知后，需將其運用到“設(shè)計和建造我們的家園”的大項目學(xué)習(xí)中。因此，教師可結(jié)合鄉(xiāng)村資源提出“設(shè)計和建造我們的家園”這一項目任務(wù)主題，利用地方資源開展土地侵蝕、結(jié)構(gòu)等小項目教學(xué)，后續(xù)帶領(lǐng)學(xué)生完成主題任務(wù)。

2.2資源開發(fā)與學(xué)情分析

課程資源對小學(xué)生的發(fā)展乃至相關(guān)學(xué)科課程的實施狀況具有獨特的價值[3]。鄉(xiāng)村得天獨厚的自然資源和特有的民俗風(fēng)情是鄉(xiāng)村小學(xué)STEAM科學(xué)課程的一大優(yōu)勢。教師對地方資源進行考察，整理可利用的鄉(xiāng)土資源，根據(jù)鄉(xiāng)村學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)、綜合能力和科學(xué)素養(yǎng)，將資源融入小學(xué)STEAM科學(xué)課程中，打造適合鄉(xiāng)村小學(xué)生的STEAM科學(xué)課程[4]。

鑒于《地球表面及其變化》這一單元涉及大量的自然資源，如“巖石會改變模樣嗎”“流水對土地的侵蝕”等課涉及土地資源、水資源等，教師可以充分發(fā)揮地方優(yōu)勢，將鄉(xiāng)村豐富的土地資源、水資源等融入課程。

2.3教學(xué)過程的實施

STEAM科學(xué)課程強調(diào)在課程設(shè)置和教學(xué)實施環(huán)節(jié)加強實踐建設(shè)，通過實踐教學(xué)來完成科學(xué)探究[5]。具有鄉(xiāng)土特色的STEAM科學(xué)課程，從Science（科學(xué)）、Technology（技術(shù)）、Engineer（工程）、Arts（藝術(shù)）、Maths（數(shù)學(xué)）五個方面對科學(xué)知識和科學(xué)活動進行提煉，將STEAM所涵蓋的五個內(nèi)容融入到科學(xué)探究活動中。鄉(xiāng)村小學(xué)科學(xué)教學(xué)以大項目學(xué)習(xí)任務(wù)為依托，以鄉(xiāng)村的地方資源為參考，通過創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，以教師引導(dǎo)、學(xué)生主導(dǎo)、多元評價的方式來開展探究活動。這樣的課程設(shè)計能把學(xué)生的探究活動設(shè)計成一個連續(xù)性的過程，讓學(xué)生像科學(xué)家和工程師一樣開展探究活動。

2.3.1創(chuàng)設(shè)真實情境，開發(fā)課程資源

在真實的問題情境驅(qū)動下，學(xué)生無論是在個人自主學(xué)習(xí)中還是小組合作中都能夠保持較好的好奇心和行動力[6]。情境的創(chuàng)設(shè)，在課堂教學(xué)中具有重要作用，有利于喚醒學(xué)生的主體性，使其積極參與到探究活動中。

我們將結(jié)合湘南山丘地區(qū)的特點，在學(xué)校附近找一座有河流經(jīng)過的山，周邊有村民居住、地勢較平緩且草木不是很茂盛的丘陵地帶，作為學(xué)生實地考察的區(qū)域。從鄉(xiāng)村實際生活出發(fā)，創(chuàng)設(shè)鄉(xiāng)村學(xué)生熟悉而又充滿未知的情境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探索欲望。

2.3.2讓情境發(fā)揮價值，實現(xiàn)多學(xué)科融合

在鄉(xiāng)村小學(xué)STEAM科學(xué)教學(xué)中，通過實地觀察并認(rèn)識干濕土壤，用文字或圖畫的形式記錄對干濕土壤的觀察，認(rèn)識土壤是由大小不同的顆粒、腐殖質(zhì)、水等組成的，認(rèn)識到土壤與生命的關(guān)系，認(rèn)識到土壤對人類生產(chǎn)生活的重要意義。同時利用生活中的資源設(shè)計土壤沉積實驗，讓學(xué)生對土壤分層的外在變化和原因有整體的感知。將這些具有當(dāng)?shù)剜l(xiāng)村資源特色的探究活動與總目標(biāo)關(guān)聯(lián)，整個過程結(jié)合各學(xué)科的知識和特點，體現(xiàn)跨學(xué)科性，兼顧深度與廣度，具備趣味性和可操作性等特點，最后“設(shè)計和建造我們的家園”。教師以解決一個現(xiàn)實中的問題一如何建造我們的家園為起點，單元學(xué)習(xí)前提出“建造我們的家園”主題任務(wù)，探討建造家園需考慮的自然因素（河流、土地等）。前期，學(xué)生通過對土地、河流、巖石、地形等的觀察和系列模擬探究活動，認(rèn)識到地球表面的地形特點、自然力量引起的地表變化等，從而將自然力量列人到設(shè)計建造家園需考慮的因素中?；谇捌诘奶骄炕顒雍鸵勋@得的科學(xué)知識，學(xué)生需設(shè)計模擬家園、選擇地形、選擇家園位置以及建造房屋材料等。

學(xué)生在熟悉的生活情境中進行像科學(xué)家一樣的探究過程，有利于其對自然力量與土地的作用、土壤與生命的關(guān)系、土壤對人類生產(chǎn)生活的重要意義等形成更深刻的認(rèn)識。同時，將這些具有當(dāng)?shù)氐胤教厣奶骄炕顒优c總目標(biāo)關(guān)聯(lián)，整個過程結(jié)合各學(xué)科的知識和特點，體現(xiàn)跨學(xué)科性，兼顧深度與廣度，具備趣味性和可操作性等特點。

2.4多元化教學(xué)評價

具有鄉(xiāng)村特色的小學(xué)STEAM科學(xué)教學(xué)評價表現(xiàn)為評價主體多元化和評價內(nèi)容的多維化。評價主體多元化體現(xiàn)為主體的包容性，鄉(xiāng)村小學(xué)STEAM科學(xué)課程的評價主體可以是教師、學(xué)生、家長等。評價內(nèi)容多維化體現(xiàn)在鄉(xiāng)村小學(xué)STEAM科學(xué)課程的評價內(nèi)容以課堂實施效果、學(xué)生知識的獲得、動手能力、創(chuàng)新能力、科學(xué)素養(yǎng)的提升等為參考，不以傳統(tǒng)的考試成績作為科學(xué)教學(xué)的唯一評價標(biāo)準(zhǔn)，其目的在于促進學(xué)生的全面發(fā)展。

在小項目學(xué)習(xí)過程中，以即時的形成性評價為主，初步完成“家園”設(shè)計后，以學(xué)生互評、教師評價、家長評價等方式進一步完善設(shè)計。大項目任務(wù)的實現(xiàn)，從方案設(shè)計和實施上將Science（科學(xué)）、Technology（技術(shù)）、Engineer（工程）、Arts（藝術(shù)）、Maths（數(shù)學(xué)）五個方面深人融合，提高學(xué)生的探究能力和解決問題的能力。同時，小組團結(jié)協(xié)作，綜合所學(xué)科學(xué)知識，考慮房屋建造的地理位置、環(huán)境、結(jié)構(gòu)、取材等因素，整合現(xiàn)有資源設(shè)計家園。多元評價幫助教師進一步完善方案，培養(yǎng)學(xué)生對土地的情感，樹立學(xué)生的土地保護意識，使學(xué)生認(rèn)識到耕地保護的重要性。

3.結(jié)語

我們以單元課程為單位，通過對地方鄉(xiāng)土資源的開發(fā)和學(xué)情分析，整合單元內(nèi)容，提出“以大項目學(xué)習(xí)為主線，小項目學(xué)習(xí)為基石，整合基石壘寶塔”的課程設(shè)計理念，針對湘南山丘地區(qū)的區(qū)域特點來進行鄉(xiāng)村小學(xué)STEAM科學(xué)課程設(shè)計。STEAM教育理念下的鄉(xiāng)村小學(xué)科學(xué)課程并不是單一的課堂教學(xué)，而是基于現(xiàn)實的生活化教育和終生化教育，旨在讓鄉(xiāng)村學(xué)生經(jīng)歷像科學(xué)家和工程師一樣的科學(xué)探究過程，獲得對事物更為理性、科學(xué)和系統(tǒng)的認(rèn)知，在科學(xué)素養(yǎng)和綜合素質(zhì)獲得提升的同時，培養(yǎng)學(xué)生綜合運用各學(xué)科知識來解決實際問題的能力。誠然，在鄉(xiāng)村小學(xué)STEAM科學(xué)課程的設(shè)計和實施過程中面臨著：科學(xué)教師STEAM素養(yǎng)不高、學(xué)生的工程素養(yǎng)不足、既貼近鄉(xiāng)村小學(xué)生生活又能引發(fā)思考的情境創(chuàng)設(shè)難度較高等問題。然而，STEAM教育理念在鄉(xiāng)村小學(xué)科學(xué)教育中的運用是一條充滿挑戰(zhàn)且光明的探索之路，更是一條意義非凡之路，必將激勵我們進一步勇敢前行。

（本文作者劉江琳、鄧可意、薛媛、劉泓希均系湖南第一師范學(xué)院教育科學(xué)學(xué)院科學(xué)教育專業(yè)學(xué)生;本文通訊作者許蘭系湖南第一師范學(xué)院教育科學(xué)學(xué)院副教授，理學(xué)博士）

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