淺談STEAM教育理念與小學(xué)科學(xué)課程融合

李素靜 李亞桃

摘要：以STEAM教育為基礎(chǔ)，在全國范圍內(nèi)掀起了教育改革的浪潮。[1] 2019年，在《中國教育現(xiàn)代化2035》對高素質(zhì)、高質(zhì)量創(chuàng)新人才的培養(yǎng)需求，以及“加大應(yīng)用型、綜合型、技術(shù)技能型人才培養(yǎng)的比重”的當(dāng)下需求量下。國內(nèi)也逐步關(guān)注STEAM教育的發(fā)展現(xiàn)狀與實際效果，并引起新一輪STEAM教育熱潮。STEAM教育與多學(xué)科相融合已不是什么新事，但是融合并不是生搬硬套，而是相輔相成，即將STEAM教育的宗旨與實際課程相符合的地方搞清楚。該文從小學(xué)科學(xué)課程教學(xué)出發(fā)，通過文獻分析的方法，闡述STEAM教育如何全面與科學(xué)課程相結(jié)合。

關(guān)鍵詞：STEAM;STEAM教育理念;小學(xué)科學(xué);課程設(shè)計;教育改革

中圖分類號：G642 ? ? ? ?文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）31-0271-02

1 引言

隨著信息化2.0的發(fā)展，自然科學(xué)課程作為一門融入大時代背景下的課程，如何更好地與信息技術(shù)相融合，發(fā)揮著自己所具有的重要作用。但是我國在信息技術(shù)方面無論是學(xué)生的學(xué)習(xí)還是教師的教學(xué)都有很多不足，與自然科學(xué)課程的結(jié)合也有很多缺陷，如何能夠做到技術(shù)科學(xué)相融合成為一大問題。停課不停學(xué)的步伐進行期間，同時也出現(xiàn)了各種各樣的問題。如：教師在使用設(shè)備時的經(jīng)驗不足，學(xué)生在線上課的適應(yīng)性不足，師生交互不充足，師師交互有錯亂，家校交互有延遲等問題。都說明著我國在信息化教育中的不成熟，教師與學(xué)生在平常的信息技術(shù)課程中的互動不充分，以及跨學(xué)科使用技術(shù)的不足，技術(shù)并未完全的融入日常的教學(xué)中。因此自然科學(xué)課程自然而然的也在備受影響。由此筆者提出了STEAM教育，SETAM教育從教學(xué)目標(biāo)分析，有以下幾個學(xué)說：教學(xué)創(chuàng)新說、創(chuàng)新人才說、素養(yǎng)說。都很符合新時代對教師和學(xué)生的“新”要求。[2]因為STEAM教育是在真實情境中以跨學(xué)科整合的方式培養(yǎng)創(chuàng)新人才的一種教育類型，是依托工具與資源，以基于項目或問題的方式培養(yǎng)學(xué)生STEAM 素養(yǎng)的一種技術(shù)教育。所以STEAM教育與自然科學(xué)課程的相互滲透，既是與信息技術(shù)以及其他學(xué)科的相互助力，形成跨學(xué)科整合，達(dá)到成熟的時候，可以將一些教學(xué)方法，師生互動方式遷移到其他科目中，真正做到學(xué)科之間的“大貫通”“大融合”“舉一反三，觸類旁通”。

2 時代下的STEAM教育

2.1信息化發(fā)展下對知識型人才的需求

人類在不斷發(fā)展，從農(nóng)業(yè)社會到工業(yè)社會再到信息化社會，20世紀(jì)美國在與蘇聯(lián)爭霸的過程中，明確了培養(yǎng)什么樣人才、怎樣培養(yǎng)人才的目標(biāo)。信息技術(shù)的快速發(fā)展改變了我們以往的生活方式，科技為我們的生活帶來了便利，改變了經(jīng)濟發(fā)展的方向以及運作方式，各方面的發(fā)展離不開信息技術(shù)，尤其是一些具有國際影響力的大企業(yè)，例如美國排名在前100名的知名企業(yè)，不斷重復(fù)著一個話題。那就是，國家的發(fā)展速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于勞動力市場的發(fā)展方式。并且他們還指出問題的所在是我們的教育方式未能改變，但是社會的發(fā)展已經(jīng)發(fā)生了翻天覆地的變化。在教人育才方面遠(yuǎn)未能滿足社會發(fā)展對知識型人才的需要。

在創(chuàng)新時代所需要培養(yǎng)的人才不僅僅是要求基礎(chǔ)知識的掌握，而且還需要在應(yīng)用技能方面有所發(fā)展。要有批判性的思維、提供解決問題能力、與同伴的協(xié)作、交流溝通能力、集體間的團結(jié)精神、工作上的發(fā)明創(chuàng)新、具有領(lǐng)導(dǎo)意識、能夠自主學(xué)習(xí)、不斷進行終身化學(xué)習(xí)、對多重文化的包容力、注重社會責(zé)任心和人文道德感、熟練掌握各種辦公軟件在社會中必不可少的，這些都是社會所需要的一系列的軟實力和操作技能。

2.2新型空間的教育內(nèi)容

根據(jù)社會人才市場需求，又受創(chuàng)客運動的影響，許多探索STEAM課程項目主要圍繞以下幾個主題：

·3D打印設(shè)計·機器人·計算機編程·電子感應(yīng)·游戲編創(chuàng)·科學(xué)實驗分析·擴增實境（AR）·虛擬現(xiàn)實 （VR）

這些課程在主課中往往不能實現(xiàn)，但是它又是學(xué)生在學(xué)習(xí)發(fā)展中所需要學(xué)習(xí)的一部分，那就只能夠在課外的時候借助一些社團、輔導(dǎo)機構(gòu)等來實現(xiàn)這方面的學(xué)習(xí)。然而我們所提倡的STEAM教育是為了改變傳統(tǒng)的課堂方式，最終還是要將STEAM教育真正地融入主要課程當(dāng)中去，要以主課的內(nèi)容、知識結(jié)構(gòu)為框架開展融合性學(xué)習(xí)，改變課堂的教學(xué)方式。

STEAM教育理念下的教與學(xué)能夠激發(fā)學(xué)生的興趣，提高學(xué)生專注力;符合多元課程和當(dāng)代核心素養(yǎng)教育的需要;使學(xué)生能夠根據(jù)課程學(xué)習(xí)發(fā)展為現(xiàn)實生活中的需要，并且在多元的教學(xué)方式中找到自己所感興趣的一面。為主動學(xué)習(xí)提供了良好的環(huán)境、完善過程和經(jīng)歷;促進知識、技能、核心素養(yǎng)以及多元文化的學(xué)習(xí)。

3 STEAM教育影響孩子的幾個方面

3.1想象力到創(chuàng)造力

孩子的想象力就像未開墾的土地一樣，肥沃豐厚未經(jīng)污染，孩子們在自己的土地上種植什么樣子的植物全憑自己決定。但是也并不是一味地將其放養(yǎng)，這會使它因“發(fā)育不良”而萎縮。學(xué)生在接觸到生活中方方面面的事情時，會累積一些生活經(jīng)驗，或者是根據(jù)外界的變化而改變自己的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，這不是一種壞事，但是也不能任其自由發(fā)展。老師和家長所能做到的并不是直接對這些植物進行修剪，而是引導(dǎo)孩子自己尋找自己的植物的“棲息地”。而STEAM教育理念下的教與學(xué)就是很好的土壤，能夠為學(xué)生的想象力提供適宜的“棲息地”，在學(xué)生上課的過程中在老師的幫助下發(fā)現(xiàn)自己感興趣的方面，偏好是科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)還是數(shù)學(xué)這幾個方面的哪一種。在融合課程中，學(xué)生的選擇也就更加的多元化，知識面也在不斷地擴張，最后讓自己想象的小樹苗長成現(xiàn)實中的參天大樹。

3.2 STEAM教育的教學(xué)目標(biāo)

STEAM教育有著清晰的教育目標(biāo)那就是：培養(yǎng)孩子在科學(xué)方面的興趣、營造創(chuàng)新創(chuàng)造能力的環(huán)境、培養(yǎng)學(xué)生解決問題，發(fā)現(xiàn)問題的能力;但是它從來都不是用來培養(yǎng)學(xué)生的想象力的，盡管含有藝術(shù)教育，但是也絕對不是單純的培養(yǎng)想象力。很多藝術(shù)作品具有很抽象的意義，我們并不是在作者腦袋里看到的，而是看到了它實際的創(chuàng)作。在STEAM教育理念下的想象力會化為多方面的創(chuàng)造力，比如：大家所熟悉的頭腦風(fēng)暴法，正是切合了人文藝術(shù)，當(dāng)某一學(xué)生的思考停滯不前，我們便開始集思廣益，交流既讓對方獲益的同時自己也可以聽取到多方意見，發(fā)現(xiàn)問題解決問題，對自我有所改進。

3.3老師扮演的角色和意義

老師做的，絕對不是限制學(xué)生的發(fā)展，也不是培養(yǎng)會考滿分試卷的學(xué)生，而是協(xié)助和引導(dǎo)的作用，升華其想象力，從雜亂無章、毫無邏輯可言、天馬行空的想象中，找到一定的可行性，并且因材施教的加以引導(dǎo)。生活不具有唯一性，發(fā)展不具有穩(wěn)定性，很多事情都具有多面性。老師要能夠幫助學(xué)生找到自己的興趣所在，將自己的想法有層次、有邏輯、完整性的闡述出來，引導(dǎo)他們將自己的興趣發(fā)展為現(xiàn)實，培養(yǎng)能夠適應(yīng)社會發(fā)展和社會所需要的人。

4 STEAM教育與小學(xué)科學(xué)課程融合

在新課改的影響下，小學(xué)科學(xué)課程逐漸受到重視，同時STEAM教育與學(xué)科教學(xué)相結(jié)合的體系正在逐步發(fā)展、完善，很多課程還未處于一個成熟的階段。但是在探索中可以發(fā)現(xiàn)，小學(xué)科學(xué)課程實際的教學(xué)中與STEAM教育有很多切合點。

4.1探究科學(xué)（Science）

小學(xué)科學(xué)課程旨在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，培養(yǎng)對科學(xué)的興趣。從愛因斯坦和愛迪生從小就對科學(xué)癡迷的事跡中發(fā)現(xiàn)，小孩子是對很身邊的很多事情充滿好奇，達(dá)爾文對自己身邊的小蟲子的好奇，都是對科學(xué)發(fā)展的啟蒙。所謂科學(xué)就是一個可以驗證的過程，經(jīng)過假設(shè)、推理、實驗、驗證、結(jié)果等一系列的演繹，得出一個可以不斷重復(fù)和推導(dǎo)的過程，科學(xué)性是經(jīng)得起推敲和揣摩的。而小學(xué)科學(xué)課程正好為STEAM的發(fā)展提供了一個科學(xué)的有機環(huán)境，能讓學(xué)生不斷地進行試驗驗證自己的假設(shè)。

4.2應(yīng)用技術(shù)（Technology）

技術(shù)分為很多種，包括電子信息技術(shù)、農(nóng)業(yè)化技術(shù)、生物技術(shù)等。小學(xué)生在科學(xué)課上最能接近的就是應(yīng)用技術(shù)。課堂上，在教材的說明，以及教師的指導(dǎo)下，學(xué)會應(yīng)用一定的工具，學(xué)會自己組裝一個可拆卸的玩具小汽車，或者能夠用樂高拼出不同種類的東西，具有自己的一個小技能。在科學(xué)課這個無所不包的環(huán)境里，小學(xué)生的思想也得到了釋放，并且能夠掌握屬于自己的小小“技能”。

4.3工程（Engineering）知識學(xué)習(xí)

科學(xué)課程在工程方面的應(yīng)用，主要體現(xiàn)在小學(xué)生的動手能力方面。比如：在說過發(fā)電的科學(xué)課中，能夠?qū)W習(xí)到關(guān)于電力的工程學(xué)知識，同時能夠了解到工程師在設(shè)計電池的過程中是根據(jù)電池的不同特性進行設(shè)計，從而用于不同的方面。還有在用木棒設(shè)計橋梁的過程中，可以學(xué)習(xí)到關(guān)于建筑學(xué)方面的工程知識，什么樣子的橋梁最具有穩(wěn)定性？哪種形狀最具有穩(wěn)定性？從課程實際操作中會有不同的孩子設(shè)計出不同的橋梁，在比賽誰的橋梁稱重最大的過程中，就可以學(xué)習(xí)到三角形的穩(wěn)定性最好，對以后的學(xué)習(xí)提供了一個基礎(chǔ)。

4.4藝術(shù)（Arts）天分的發(fā)展

美國格雷特·亞克門（ Georgette Yakman） 教授及其團隊，創(chuàng)新性地融入藝術(shù)，提出了“STEM+Arts=STEAM”的教育理念[10] 逐漸興起與發(fā)展。這里的藝術(shù)在2018年3月，西雅圖所舉辦的全美藝術(shù)教育中，對于“STEAM”教育中的“A”這一詞進行了深入的探討。并且指出并非單指“藝術(shù)”這一狹窄的概念，而是指廣義的藝術(shù)概念：人文藝術(shù)、審美能力、精致藝術(shù)、語言藝術(shù)、肢體藝術(shù)。而在小學(xué)科學(xué)課堂中我們能為孩子提供一個“藝術(shù)環(huán)境”，孩子在進行小組討論過程中，能夠各抒己見，并且將自己的思路以及實驗過程描述出來，同時在與同伴相處的過程中能夠培養(yǎng)自己的人文素養(yǎng)，與伙伴們友好相處，共同努力。小學(xué)科學(xué)課程為之提供的是一個舒適的環(huán)境，可以證明自己，并且互相幫助，達(dá)到共同目標(biāo)的一個課程。

4.5數(shù)學(xué)（Maths）計算

數(shù)學(xué)在STEAM教育中被視為是技術(shù)、工程、科學(xué)的基礎(chǔ)學(xué)科，對整個STEAM教育的發(fā)展有一個奠基作用。在科學(xué)課上，小學(xué)生在進行實驗的過程中總不會缺少數(shù)學(xué)，在橋梁實驗中的三角形具有穩(wěn)定性，小學(xué)生對幾何知識的學(xué)習(xí)，同時在設(shè)計過程中對木棒所需要的數(shù)量以及需要做出幾個穩(wěn)定的三角形結(jié)構(gòu)，都是對學(xué)生的數(shù)學(xué)知識的檢驗。

5 反思

在小學(xué)開展時，若僅僅依靠授課老師進行管理和指導(dǎo)，也可能會出現(xiàn)課堂管理較難的情況。面對這種情況，科普實驗可以招募更多的高年級志愿者協(xié)助低年級學(xué)生完成實驗。高年級的學(xué)生在指導(dǎo)低年級學(xué)生的同時自己能夠再次鞏固知識，同時也可以使低年級的學(xué)生到達(dá)最近發(fā)展區(qū)。學(xué)生能夠根據(jù)啟發(fā)式的問題，程序性地看待問題，通過自己的努力去了解某些知識，解決實際問題，而不是僅僅拘泥于知識本身，這也是核心素養(yǎng)與STEAM教育理念的相通之處。

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[10] 李剛，呂立杰.從STEM教育走向STEAM教育：藝術(shù)（Arts）的角色分析[J].中國電化教育，2018（9）：31-39，47.

[11]中華人民共和國教育部.中共中央、國務(wù)院印發(fā)《中國教育現(xiàn)代化2035》.

【通聯(lián)編輯：王力】