基于STEAM教育理念的小學(xué)科學(xué)課程實踐研究

■邵武市教育技術(shù)裝備站 曾 斌

小學(xué)階段的科學(xué)課程實踐，以培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)為主要方向，旨在使學(xué)生成長為具備科學(xué)探究精神的高素質(zhì)人才，肩負起建設(shè)新時代社會主義事業(yè)的重任。STEAM教育理念在小學(xué)科學(xué)課程實踐中的應(yīng)用，可以發(fā)揮多學(xué)科知識融合的教育模式優(yōu)勢，幫助學(xué)生從不同的視角理解科學(xué)知識，進一步提升教學(xué)效果。STEAM教育理念打破了常規(guī)課堂教學(xué)模式的束縛，將科學(xué)、技術(shù)、數(shù)學(xué)、藝術(shù)等學(xué)科知識進行有機融合，營造有益于學(xué)生綜合素質(zhì)發(fā)展的教學(xué)環(huán)境，可以促進其信息素養(yǎng)、創(chuàng)新意識、實踐能力發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生成為綜合型高素質(zhì)人才。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中應(yīng)用STEAM教育理念，可以將科學(xué)理論知識與不同的學(xué)科知識進行融合，利用學(xué)科知識的相互支撐和補充優(yōu)勢，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)、思考、實踐等興趣，從而提高科學(xué)課堂教學(xué)效果，促進小學(xué)生的綜合素質(zhì)全面發(fā)展?；赟TEAM教育理念，本文解讀了相關(guān)教學(xué)理念內(nèi)涵，分析小學(xué)科學(xué)課程實踐中存在的問題，深入研究基于STEAM理念的小學(xué)科學(xué)課程實踐策略，旨在幫助小學(xué)生更好地學(xué)習(xí)和掌握科學(xué)知識。

一、STEAM教育理念

（一）理論概述

STEAM分別代表科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)，STEAM教育即一種多領(lǐng)域融合的綜合教育體。STEAM教育理念主張打破學(xué)科界限，比如，科學(xué)與技術(shù)融合、技術(shù)與工程融合、藝術(shù)與工程融合，數(shù)學(xué)與藝術(shù)融合等。一些專家學(xué)者在教育實踐中，將不同的學(xué)科知識進行融合，研究出了以STEAM理念為核心的教學(xué)模式，即以具體的學(xué)習(xí)項目為紐帶，豐富教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生獲取新知識，掌握新技能，形成新思維。STEAM教育理念以跨領(lǐng)域知識作為人才培養(yǎng)的出發(fā)點，致力于對學(xué)生進行綜合而全面的培養(yǎng)，促使學(xué)生逐漸成長為綜合型高素質(zhì)人才。

（二）理念內(nèi)涵

從宏觀角度分析STEAM教育理念，可以了解到其與傳統(tǒng)的單科、注重教材教育方式有明顯的區(qū)別，STEAM教育理念具有重實踐、跨學(xué)科概念的特點，立足多方面的綜合型人才培養(yǎng)目標(biāo)，在教學(xué)中融合不同領(lǐng)域知識內(nèi)容，可以培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)，提高其核心競爭力。STEAM教育理念與素質(zhì)教育的目標(biāo)有相似之處，均提倡培養(yǎng)高素質(zhì)人才，從微觀的角度分析，可以了解該理念主張重建課程文化、知識體系、教學(xué)模式，利用跨學(xué)科教學(xué)優(yōu)勢，構(gòu)建開放性、主體性、情境性、關(guān)聯(lián)性、發(fā)展性教學(xué)格局。STEAM教育理念的核心目標(biāo)是培養(yǎng)全面發(fā)展的綜合型人才，提倡通過開展不同形式的教學(xué)活動，將不同領(lǐng)域的教學(xué)內(nèi)容進行融合，讓學(xué)生通過動手實踐，提升自我思維、創(chuàng)新、團隊協(xié)作等方面的能力。簡而言之，STEAM教育理念以激發(fā)學(xué)生的好奇心為起點，以培養(yǎng)學(xué)生綜合素養(yǎng)為重點，以塑造綜合型人才為終點，是一種跨學(xué)科性質(zhì)的綜合教育理念，具有較高的研究和應(yīng)用價值。

二、小學(xué)科學(xué)課程實踐中存在的問題

（一）學(xué)生學(xué)習(xí)興趣較低

學(xué)習(xí)興趣是學(xué)好科學(xué)知識的重要前提，學(xué)生只有在興趣的驅(qū)動下，產(chǎn)生源源不斷的內(nèi)部學(xué)習(xí)動機，才能深入理解所學(xué)知識，在積極主動的實踐和探索中發(fā)展自我科學(xué)素養(yǎng)。然而，在講解科學(xué)知識的過程中，有些教師選擇單方面向?qū)W生傳遞知識，忽視了提高課程教學(xué)的趣味性，導(dǎo)致學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)興趣較低，不利于營造學(xué)習(xí)氛圍濃厚的課堂環(huán)境。

（二）課程資源有待開發(fā)

科學(xué)課程資源是滿足學(xué)生學(xué)習(xí)需求和教學(xué)實踐的基本條件，積極開發(fā)建設(shè)優(yōu)質(zhì)課程資源，能進一步豐富課堂教學(xué)活動，開闊學(xué)生的學(xué)習(xí)眼界，不斷豐富其認知。然而在具體的教學(xué)過程中，一些教師過度依賴教材，未能結(jié)合實際情況開發(fā)易于學(xué)生接受的課程資源，導(dǎo)致科學(xué)課堂教學(xué)模式呈現(xiàn)出單一性特點，學(xué)生難以增長見識。

（三）師生之間缺少互動

師生之間的互動和交流具有重要的教學(xué)意義，不僅可以幫助教師把握學(xué)情，而且能使學(xué)生明確學(xué)習(xí)方向。但有些教師在講解科學(xué)知識的過程中，未能注重與學(xué)生進行互動，所提出的教學(xué)問題也比較直白和簡單，無法激起學(xué)生的科學(xué)探索積極性，久而久之，師生之間的互動交流越來越少，學(xué)生難以獲得明確的學(xué)習(xí)指引，教師也很難把握實際學(xué)情，不利于提高教學(xué)效果，學(xué)生也無法養(yǎng)成良好的科學(xué)學(xué)習(xí)習(xí)慣。

（四）實踐教學(xué)形式單一

科學(xué)實踐是培養(yǎng)小學(xué)生科學(xué)探究素養(yǎng)的重要途徑，開展不同形式的科學(xué)實踐活動，能為學(xué)生提供不同的實踐鍛煉機會，有助于激發(fā)小學(xué)生的科學(xué)探究熱情，促進其實踐素養(yǎng)提升。但在傳統(tǒng)教育觀念的影響下，一些教師未能注重開展多元化實驗教學(xué)活動，而是選擇直觀揭示實驗結(jié)果，導(dǎo)致實踐教學(xué)形式過于單一，學(xué)生的實踐素養(yǎng)也得不到培養(yǎng)，不利于學(xué)生的綜合素質(zhì)發(fā)展。

三、基于STEAM教育理念的小學(xué)科學(xué)課程實踐策略

（一）知識整合，構(gòu)建完善基礎(chǔ)知識體系

小學(xué)科學(xué)知識的綜合性較強，立足科學(xué)與技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)領(lǐng)域的聯(lián)系，運用STEAM教育理念整合知識，可以幫助小學(xué)生構(gòu)建完善基礎(chǔ)知識體系。教師應(yīng)從實際學(xué)情出發(fā)，把握當(dāng)前學(xué)生的學(xué)習(xí)和認知特點，對現(xiàn)有教學(xué)資源進行整合與優(yōu)化，在課程實踐中融入適量的技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)知識內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生的科學(xué)知識學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生能更好地進行學(xué)習(xí)，逐步完善知識體系。比如，在講解人教版二年級上冊科學(xué)“設(shè)計和制作小船”內(nèi)容的過程中，首先，教師為學(xué)生講解設(shè)計和小船的理念和具體制作步驟，使學(xué)生能理解船的結(jié)構(gòu)、材料、工具選擇以及廢材處理方法。同時，教師要通過整合不類型船只的建造技術(shù)、工程、工藝、數(shù)據(jù)知識，讓學(xué)生認識到船的設(shè)計意義，同時明白船有大小、類型、用途之分，由此開闊其學(xué)習(xí)眼界，使學(xué)生能夠進行更加深入的思考，構(gòu)建完善的基礎(chǔ)知識體系。其次，教師應(yīng)根據(jù)“小船的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)”要求，指導(dǎo)學(xué)生制作小船，從載重量、動力系統(tǒng)、美觀等角度出發(fā)，設(shè)計一艘功能性較強的小船。同時，應(yīng)整合有關(guān)小船設(shè)計和制作的不同領(lǐng)域知識，提出相關(guān)科學(xué)問題，讓學(xué)生通過查閱書籍，尋找問題答案，從而懂得：工程師在設(shè)計船的過程中，運用科學(xué)和技術(shù)進行設(shè)計，可以解決不同的設(shè)計問題，確保后續(xù)的造船工作穩(wěn)步推進。最后，教師可以通過對比學(xué)生制作的小船，從美觀度、實用性等角度進行點評，總結(jié)其中涉及的技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)知識，讓學(xué)生能在教師的指導(dǎo)下，整合所學(xué)科學(xué)知識，掌握設(shè)計和制作小船的方法，學(xué)會從不同的角度理解所學(xué)科學(xué)知識，通過整合知識，構(gòu)建完善的基礎(chǔ)知識體系。通過在科學(xué)教學(xué)中整合知識，利用STEAM教育理念指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)和思考，可以更好地幫助學(xué)生探索科學(xué)知識，培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)探究精神，學(xué)會多角度看待問題，逐步完善科學(xué)知識體系。

（二）開發(fā)資源，拓寬學(xué)生科學(xué)研究思路

科學(xué)知識學(xué)習(xí)離不開對問題以及現(xiàn)象的研究，而通過開發(fā)學(xué)習(xí)資源，能拓寬學(xué)生的科學(xué)研究思路。因此，教師應(yīng)立足STEAM教育理念核心內(nèi)容，為學(xué)生提供技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)等方面的學(xué)習(xí)資料，指導(dǎo)學(xué)生從不同的角度思考科學(xué)問題，嘗試運用不同的知識解決學(xué)習(xí)中遇到的難題，促使學(xué)生開闊學(xué)習(xí)眼界，拓寬學(xué)習(xí)研究思路，提高解決科學(xué)問題的能力。比如，在講解人教版三年級上冊科學(xué)“鹽和糖的溶解”內(nèi)容的過程中，首先，教師要呈現(xiàn)面粉、紅糖、鹽、沙子、濾紙、攪拌棒、燒杯、酒精燈等科學(xué)實驗用具，在介紹實驗用具的同時，開發(fā)科學(xué)課程資源，設(shè)計實驗準(zhǔn)備活動，讓學(xué)生觀察、對比，分析不同實驗用具的用途，同時，向?qū)W生發(fā)放提純技術(shù)資料，播放有關(guān)建筑工程攪拌物料的微課視頻，利用STEAM教學(xué)理念，拓寬學(xué)生的科學(xué)研究思路，使學(xué)生知道面粉、紅糖、鹽、沙子是主要研究對象，濾紙具有過濾作用，攪拌棒能加速溶解，燒杯是裝溶液的載體，酒精燈具有加熱作用。其次，教師可以提出問題：“紅糖、鹽、沙子在水中有怎樣的溶解狀態(tài)？”鼓勵學(xué)生自行設(shè)計并開展科學(xué)實驗，尋找問題答案。教師要在實驗中給予學(xué)生不同的指導(dǎo)，讓其從技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)等資料中尋找實驗靈感，拓寬科學(xué)研究思路，按照正確的方法加熱、溶解、觀察，了解具體的科學(xué)現(xiàn)象。最后，教師可以提出問題：“面粉溶解后的狀態(tài)接近于哪種溶液？”并整合之前提供的學(xué)習(xí)資料，為學(xué)生提供全新的科學(xué)學(xué)習(xí)資源，揭示問題中與技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)相聯(lián)系的內(nèi)容，利用STEAM教學(xué)理念，指導(dǎo)學(xué)生進行科學(xué)研究，使學(xué)生了解面粉的生產(chǎn)過程，懂得一定比例面粉能夠與水溶解，由此開展高質(zhì)量的科學(xué)研究活動，拓寬學(xué)生的科學(xué)研究思路，不斷利用多領(lǐng)域知識解決遇到的科學(xué)學(xué)習(xí)問題，提升科學(xué)素養(yǎng)。

（三）聯(lián)系實際，拉近科學(xué)與現(xiàn)實的距離

科學(xué)與實際生活之間存在密切的聯(lián)系，從生活中的技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)等角度入手，分析不同實例中的科學(xué)道理，可以拉近科學(xué)與現(xiàn)實生活的距離，優(yōu)化科學(xué)教學(xué)。教師應(yīng)列舉辨識度較高的生活實例，指導(dǎo)學(xué)生從不同的角度進行分析，深入解讀科學(xué)知識，降低學(xué)生對科學(xué)知識實用性層面的認知，發(fā)揮STEAM教育理念的應(yīng)用優(yōu)勢，強化學(xué)生的理論聯(lián)系實際能力。比如，在講解人教版三年級下冊科學(xué)“花 果實 種子”部分內(nèi)容的過程中，首先，教師可以鼓勵學(xué)生思考現(xiàn)實生活中喜歡吃的水果，利用信息技術(shù)搜索呈現(xiàn)相關(guān)果實的圖片，講解有關(guān)種植技術(shù)、園藝、果實數(shù)量的知識，并創(chuàng)設(shè)生活情境，利用STEAM教育理念展開教學(xué)，讓學(xué)生從形象思維層面感受果實中蘊涵的科學(xué)知識，由形象思維過渡至抽象思維，將自己意識中的果實與科學(xué)知識建立起聯(lián)系，產(chǎn)生探索和研究果實的興趣。其次，教師可以利用動畫軟件呈現(xiàn)不同的水果種子，循環(huán)播放種子生長的不同階段，讓學(xué)生通過觀察種子生長的不同階段，體會生命真諦，懂得果實是由種子“變化”而來的，同時發(fā)現(xiàn)“開花”也是種子生長的必經(jīng)階段。此時教師可以從花朵入手，聯(lián)系學(xué)生熟悉的“梅蘭竹菊”，從藝術(shù)角度分析花朵生長和凋零，將其與科學(xué)知識建立起聯(lián)系，使學(xué)生明白影響花朵生長的主要因素有水資源、溫度、光照等。最后，教師要將種子、花、果實進行串聯(lián)，使學(xué)生能夠明白種子要經(jīng)歷萌發(fā)、生長、結(jié)果等不同的階段，從而將科學(xué)知識與現(xiàn)實生活建立起聯(lián)系，明白教師列舉種種事例中的科學(xué)道理，促進自我邏輯思維發(fā)展，強化理論聯(lián)系實際的能力。通過聯(lián)系學(xué)生的實際生活，利用STEAM理念創(chuàng)設(shè)生活情境，能讓學(xué)生能自覺將生活經(jīng)驗與科學(xué)知識建立起聯(lián)系，從而降低知識學(xué)習(xí)難度，進而體會科學(xué)知識的價值，不斷豐富自我認知。

（四）趣味實驗，培養(yǎng)學(xué)生綜合實踐素養(yǎng)

趣味實驗教學(xué)能調(diào)動小學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)興趣，也是培養(yǎng)小學(xué)生綜合實踐素養(yǎng)的最佳途徑。教師可以利用STEAM教學(xué)模式，在科學(xué)實驗教學(xué)實踐中，融入設(shè)計技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)等領(lǐng)域的有趣活動，讓學(xué)生在做實驗的過程中，把握科學(xué)知識與其他學(xué)科知識之間的聯(lián)系，通過動手操作，積累豐富的學(xué)習(xí)經(jīng)驗，學(xué)會利用不同的資源與工具，解決實驗中遇到的問題，促進自我綜合實踐素養(yǎng)提升。比如，在講解人教版三年級下冊科學(xué)“橡皮泥在水中的沉浮”部分內(nèi)容的過程中，首先，呈現(xiàn)學(xué)生熟悉的橡皮泥，鼓勵學(xué)生在做試驗前，先用橡皮泥捏出自己喜歡的形象，并據(jù)此引申出有關(guān)的手工泥塑技術(shù)、建筑工程、泥塑藝術(shù)品展覽等知識內(nèi)容，利用STEAM教學(xué)模式提升科學(xué)實驗的趣味性，調(diào)動學(xué)生動手實驗的積極性。其次，教師可以引導(dǎo)學(xué)生觀察橡皮泥，并將自己捏好的“作品”置于水中，觀察它的沉浮，再改變橡皮泥形狀，分析變化情況，以深入研究橡皮泥沉浮中蘊涵的科學(xué)道理。在學(xué)生改變橡皮泥形狀的過程中，教師可以列舉不同的科學(xué)實驗案例，提升實驗教學(xué)的趣味性，引導(dǎo)學(xué)生了解排開的水量是指物體中水中排開水的體積，由此激發(fā)學(xué)生通過動手操作探究科學(xué)道理的積極性。最后，教師可以展示鐵塊、木塊，講解相關(guān)的鑄鐵、數(shù)據(jù)計算知識，將科學(xué)知識與工程、數(shù)學(xué)知識進行融合，利用STEAM教學(xué)模式提高實驗教學(xué)的趣味性，激發(fā)學(xué)生探究鐵塊、木塊在水中沉浮的積極性。同時，讓學(xué)生將改變形狀的橡皮泥、鐵塊、木塊分別放入水中，觀察沉浮現(xiàn)象，了解木塊的浮力要大于橡皮泥，橡皮泥的浮力要大于鐵塊。此時再講解木筏的原理，將學(xué)生的實驗探究經(jīng)歷與技術(shù)、數(shù)學(xué)等領(lǐng)域知識建立起聯(lián)系，使學(xué)生能夠明白木筏排開的水量很大，能夠浮在水面上，由此提高科學(xué)實驗教學(xué)的有效性，培養(yǎng)學(xué)生良好的綜合實踐素養(yǎng)。

綜上所述，多學(xué)科知識的融合，是對STEAM教學(xué)理念的最佳詮釋。在小學(xué)科學(xué)課程實踐中應(yīng)用STEAM教學(xué)理念，符合素質(zhì)教育要求，能培養(yǎng)小學(xué)生成為綜合型高素質(zhì)人才。在各學(xué)科知識的融合過程中，教師應(yīng)注重將科學(xué)知識與現(xiàn)實生活聯(lián)系起來，打破各學(xué)科知識之間的壁壘，讓學(xué)生在自主探索中強化自我實踐能力，多角度看待科學(xué)知識，從不同學(xué)科的角度感受科學(xué)知識的價值，產(chǎn)生源源不斷的科學(xué)探索興趣，整合運用科學(xué)知識解決實際問題，促進自我綜合素質(zhì)能力提升。