STEAM教育理念引入鄉(xiāng)村小學(xué)科學(xué)課堂的實(shí)踐探究

韋陶 胡丹 錢慶逸

摘 ?要：當(dāng)今科技發(fā)展倒逼教育改革，使社會對具備STEAM素質(zhì)的人才需求旺盛。課題組選取STEAM教育理念為研究方向，應(yīng)用問卷調(diào)查法、文獻(xiàn)研究法和實(shí)地考察法探究引入鄉(xiāng)村課堂的可行性。結(jié)果顯示，鄉(xiāng)村資源匱乏、師資力量薄弱、教學(xué)環(huán)境落后等問題阻礙了STEAM課程的開展。為響應(yīng)十四五規(guī)劃實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村振興的號召，課題組結(jié)合鄉(xiāng)村實(shí)際情況，提出了“鄉(xiāng)村STEAM教育模式”，即“CSTEAM教育模式”。兩年來，該模式通過在鄉(xiāng)村小學(xué)的推廣試點(diǎn)，已然實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村當(dāng)?shù)乜茖W(xué)教學(xué)的“生活化”“實(shí)踐化”“延伸化”“更新化”“精準(zhǔn)化”革新。

關(guān)鍵詞：CSTEAM教育模式;鄉(xiāng)村理念創(chuàng)新;小學(xué)科學(xué)課堂

中圖分類號：G640 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ?文章編號：1673-7164（2021）47-0145-03

十三屆全國人大四次會議中提出，“把提升國民素質(zhì)放在突出重要位置，構(gòu)建高質(zhì)量的教育體系和全方位全周期的健康體系”[1]，強(qiáng)調(diào)了當(dāng)今時代背景下教育改革的重要性。由此，作為一種新穎的教育模式，來自美國的STEAM教育[2]（Science科學(xué)、Technology技術(shù)、Engineering工程、Art藝術(shù)、Mathematics數(shù)學(xué)）進(jìn)入了大眾的視線。STEAM教育是以學(xué)科交叉融合的方式來促進(jìn)學(xué)生對概念的理解，培養(yǎng)學(xué)生自主探究和整理知識的能力[3]?！吨腥A人民共和國鄉(xiāng)村振興促進(jìn)法》第三章中也提到“國家鼓勵和支持社會各方面為鄉(xiāng)村提供教育培訓(xùn)、技術(shù)支持、創(chuàng)業(yè)指導(dǎo)等服務(wù)”[4]，為STEAM教育理念引入鄉(xiāng)村提供了法律保障。

一、STEAM教育理念引入的必要性

（一）培養(yǎng)學(xué)生溝通合作能力

在STEAM教育理念的指引下，鄉(xiāng)村課堂中座位排列方式從“傳統(tǒng)前后桌”變?yōu)椤爸本€形的空間排列”和“小組圍坐式排列”相結(jié)合的方式，潛移默化地培養(yǎng)了學(xué)生的合作意識，加強(qiáng)了學(xué)生之間的溝通交流。

（二）培養(yǎng)學(xué)生知識運(yùn)用能力

STEAM教育理念的引入使鄉(xiāng)村教師在教授科學(xué)基礎(chǔ)知識的過程中，能夠結(jié)合生活實(shí)際創(chuàng)設(shè)問題情境，有意識地培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題、解決問題的能力，使學(xué)生真正學(xué)會“活學(xué)活用”。

（三）培養(yǎng)學(xué)生科技創(chuàng)新能力

在以STEAM為核心的科學(xué)教育的影響下，鄉(xiāng)村學(xué)生更有可能沖破舒適圈，傾向于從多角度思考問題，設(shè)計(jì)出屬于自己的科技作品，縮小他們與城鎮(zhèn)學(xué)生見識上的差距，增強(qiáng)他們解決實(shí)際問題的能力。

二、社會實(shí)踐調(diào)研

（一）調(diào)研說明

課后對梅花中心小學(xué)的學(xué)生和教師進(jìn)行線下問卷調(diào)查。內(nèi)容的設(shè)計(jì)大多圍繞當(dāng)?shù)鼐用駥TEAM教育理念引入鄉(xiāng)村小學(xué)科學(xué)課堂的態(tài)度展開。此外，課題組成員還對梅花鎮(zhèn)當(dāng)?shù)鼐用襁M(jìn)行了走訪調(diào)研。

圖1 ?調(diào)研說明

（二）調(diào)研結(jié)果

本次共分發(fā)放1500份調(diào)查問卷，最終回收1427份。針對本次問卷調(diào)查結(jié)果，課題組選取以下具有代表性的項(xiàng)目及數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

如表1所示，目前STEAM教育理念在偏遠(yuǎn)落后地區(qū)尚未普及，一半以上的師生都對STEAM教育理念不太了解。如表2所示，對于將STEAM教育理念引入小學(xué)科學(xué)課堂的設(shè)想，絕大部分師生都表示不贊同。如表3所示，科學(xué)課程排課頻率較低，這主要源于當(dāng)?shù)剜l(xiāng)村學(xué)校對于科學(xué)課程的忽視。受到當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)、科技條件限制，實(shí)驗(yàn)教學(xué)在科學(xué)教學(xué)中的運(yùn)用也很少。

三、原因分析

結(jié)合泗洪當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，課題組采用實(shí)地考察和線下授課兩種方式進(jìn)行探究，最終將STEAM教育理念在鄉(xiāng)村實(shí)施具有不合理性的原因歸結(jié)于以下幾個方面：

（一）科學(xué)教學(xué)不被重視

受應(yīng)試教育理念和教育氛圍的影響，科學(xué)課往往被教師和學(xué)生定義為“副課”，排課少，被其他科目的教師占課擠課的現(xiàn)象嚴(yán)重。因此，部分學(xué)生對科學(xué)課程不以為意。

（二）科學(xué)教育師資匱乏

在大多數(shù)情況下，小學(xué)科學(xué)教師多由語數(shù)英教師兼任。兼任教師往往對科學(xué)課程教學(xué)缺乏理解，教學(xué)上易出現(xiàn)隨意性和盲目性。久而久之，科學(xué)教學(xué)便陷入惡性循環(huán)，就此形成了一種不利于學(xué)生發(fā)展的教育模式。

（三）科學(xué)教育投資不足

學(xué)校沒有標(biāo)準(zhǔn)化的科學(xué)實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生缺少做實(shí)驗(yàn)的機(jī)會。調(diào)查發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致以上現(xiàn)象的主要原因是當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展水平低下，政府對教育投資的力度不足，科學(xué)文化無法及時與外界交融更新，進(jìn)而導(dǎo)致學(xué)生排斥教育模式改革。

四、CSTEAM教育模式

結(jié)合鄉(xiāng)村實(shí)際情況，課題組提出更加切實(shí)可行的、富有鄉(xiāng)村當(dāng)?shù)靥厣摹班l(xiāng)村STEAM教育模式（Countryside STEAM）”，即“CSTEAM教育模式”?！癈STEAM教育模式”指的是科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、藝術(shù)（Art）、數(shù)學(xué)（Mathematics）這五大領(lǐng)域結(jié)合鄉(xiāng)村當(dāng)?shù)貙?shí)際情況在鄉(xiāng)村教學(xué)中的創(chuàng)新型應(yīng)用。這種教育模式強(qiáng)調(diào)因地制宜、走進(jìn)自然，利用鄉(xiāng)村當(dāng)?shù)噩F(xiàn)有條件和鄉(xiāng)村本土文化優(yōu)勢，實(shí)行趣味教學(xué)、多維教學(xué)、動態(tài)教學(xué)和生活化教學(xué)，注重對鄉(xiāng)村學(xué)生科學(xué)思維、溝通合作、知識運(yùn)用、科技創(chuàng)新等多種能力的綜合性培養(yǎng)。

（一）挖掘鄉(xiāng)村特色，拓展本土課程

鄉(xiāng)村地區(qū)有著特色的本土文化和豐厚的自然資源，是最好的“活教材”。CSTEAM教育模式包括調(diào)整課程計(jì)劃，適當(dāng)增設(shè)一些具有當(dāng)?shù)靥厣男１緦?shí)踐活動課程，提倡學(xué)生就地取材、自制教具，培養(yǎng)動手能力，以“室內(nèi)和室外相結(jié)合”的方式進(jìn)行小學(xué)科學(xué)授課，挖掘鄉(xiāng)村自然優(yōu)勢，帶領(lǐng)學(xué)生走出教室、走進(jìn)自然。

（二）延長課堂時間，延伸實(shí)驗(yàn)范圍

對于科學(xué)實(shí)驗(yàn)課來講，普通課堂的40分鐘只夠教師講解書本知識，需要長時間觀察的實(shí)驗(yàn)無法在規(guī)定的課堂時間內(nèi)完成。因此，CSTEAM教育模式提出可以讓師生在課堂上共同完成實(shí)驗(yàn)操作，討論實(shí)驗(yàn)要求，在課后讓實(shí)驗(yàn)貫穿整個學(xué)期。學(xué)生定期觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

（三）依據(jù)學(xué)生水平，編寫科學(xué)教材

當(dāng)?shù)厮褂玫摹犊茖W(xué)》課本與其他地區(qū)所使用的教材一致，但鄉(xiāng)村學(xué)生接觸科學(xué)案例和素材的機(jī)會較少。教材一般都由高校專家編寫，接觸范圍大多屬于城鎮(zhèn)，容易忽視鄉(xiāng)村地區(qū)的特殊性。故CSTEAM教育模式指出教師教學(xué)時可以結(jié)合鄉(xiāng)村案例，以實(shí)踐探究為主，知識點(diǎn)講解為輔，深入淺出，突出學(xué)科重難點(diǎn)，減輕學(xué)生負(fù)擔(dān)。

（四）高年級帶動低年級，實(shí)行幫扶教學(xué)

CSTEAM教育模式還倡導(dǎo)高年級學(xué)生輔導(dǎo)低年級學(xué)生功課、糾正低年級學(xué)生不良的學(xué)習(xí)習(xí)慣、傳授低年級學(xué)生有效的學(xué)習(xí)方法等新型教學(xué)方式，有效彌補(bǔ)了鄉(xiāng)村地區(qū)師資力量薄弱的缺陷。

五、實(shí)踐探究CSTEAM的可行性

依據(jù)CSTEAM教育模式，課題組在梅花中心小學(xué)實(shí)施了各項(xiàng)創(chuàng)新舉措，得到了良好的反饋，具體表現(xiàn)在：

（一）注重科學(xué)“生活化”教學(xué)

結(jié)合梅花鎮(zhèn)的自然資源，課題組在小學(xué)開設(shè)了一堂關(guān)于認(rèn)識土壤農(nóng)作物的戶內(nèi)外合作課程。課題組先向?qū)W生介紹了當(dāng)?shù)乇孀R度較低的幾種草本植物，如田七、吊蘭。后半節(jié)課，教師帶領(lǐng)學(xué)生實(shí)地考察。學(xué)生們饒有興致，仔細(xì)觀察，并積極地向課題組展示他們的發(fā)現(xiàn)。教師注重科學(xué)“生活化”教學(xué)增加了小學(xué)科學(xué)課程的趣味性，有效利用了鄉(xiāng)村與大自然緊密相連的天然優(yōu)勢，帶領(lǐng)學(xué)生到大自然中探索實(shí)踐、創(chuàng)新發(fā)展。

（二）注重科學(xué)“實(shí)踐化”發(fā)展

課題組依托專業(yè)優(yōu)勢，給學(xué)生講解大氣壓強(qiáng)，帶領(lǐng)他們自制教具。課前課題組要求學(xué)生收集家中的廢舊紙張;課上組織他們用收集的材料制作風(fēng)車，觀察風(fēng)速與風(fēng)車轉(zhuǎn)動頻率之間的關(guān)系;課后布置一項(xiàng)學(xué)生為家長制作風(fēng)車的任務(wù)。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中的積極性很高，主動探究實(shí)驗(yàn)背后的原理，得到了眾多家長的贊揚(yáng)。注重科學(xué)“實(shí)踐化”教育能夠較好地規(guī)避鄉(xiāng)村地區(qū)小學(xué)教學(xué)經(jīng)費(fèi)、辦學(xué)條件等方面的不足，減輕鄉(xiāng)村的教育支出，改善了教學(xué)效果，是培養(yǎng)學(xué)生自主思考和動手制作能力的強(qiáng)大支撐。

（三）注重課堂“延伸化”教學(xué)

依據(jù)教材內(nèi)容，課題組給學(xué)生上了一堂關(guān)于物態(tài)變化的課程。課題組教師聯(lián)系生活實(shí)際解釋專業(yè)名詞，比如樟腦丸的消失對應(yīng)“升華”。為了讓學(xué)生更好地理解升華的含義，課題組將觀察家中樟腦丸的消失作為一項(xiàng)長期實(shí)踐任務(wù)，規(guī)定學(xué)生定期測量樟腦丸大小并繪制實(shí)驗(yàn)報(bào)告。一年后，根據(jù)校長的反饋，課題組了解到學(xué)生都能夠認(rèn)真記錄數(shù)據(jù)，深入理解了“升華是指固體轉(zhuǎn)化為氣體”這一概念的實(shí)際意義。注重課堂“延伸化”教學(xué)激發(fā)了學(xué)生對于科學(xué)知識的探求欲望，保障了課堂效率。實(shí)際教學(xué)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方式成為培養(yǎng)學(xué)生動手操作能力的助燃劑，使得教師可以在教學(xué)過程中充分挖掘?qū)W生潛能，達(dá)到了科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的終極目標(biāo)。

（四）注重教材“更新化”編寫

在編寫教材時應(yīng)加入適合青少年獲取知識的“樂高4C教學(xué)法”[5]，即聯(lián)系、建構(gòu)、反思和延續(xù)四個過程組成的教學(xué)模式。其中，聯(lián)系是指將學(xué)生已有的知識、興趣與課標(biāo)、知識點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)系;建構(gòu)是指在真實(shí)世界中構(gòu)建事物，在頭腦中組合知識;反思是指讓孩子對他們看到或建構(gòu)的內(nèi)容進(jìn)行思考，對方案進(jìn)行討論、調(diào)整;延續(xù)則是建立在學(xué)生想了解更多內(nèi)容的基礎(chǔ)上。“樂高4C教學(xué)法”對當(dāng)前鄉(xiāng)村小學(xué)科學(xué)教育模式的改革具有良好的引導(dǎo)性和指向性，被列入了當(dāng)?shù)亟滩木帉懙膮⒖挤秶Ｗ⒅亟滩摹案禄本帉懸环矫婺軌蜃畲笙薅鹊靥岣邔W(xué)生綜合素質(zhì)，打造特色示范效果;另一方面，能夠提升學(xué)生的科學(xué)認(rèn)同感和使命感，引領(lǐng)學(xué)生樹立科技自信，立足創(chuàng)新超越的價值理念，扎實(shí)踐行習(xí)近平總書記提出的科技強(qiáng)國夢。

（五）注重學(xué)科“精準(zhǔn)化”幫扶

課題組在江蘇第二師范學(xué)院實(shí)施了大學(xué)生線上一對一幫扶梅花中心小學(xué)學(xué)生的活動。根據(jù)各個學(xué)生的學(xué)科需求，幫助小學(xué)生尋找到對應(yīng)學(xué)科的在校大學(xué)生進(jìn)行對接，利用電子設(shè)備相互了解，及時交流，有針對性地為當(dāng)?shù)匦W(xué)生解決在學(xué)習(xí)中所遇到的問題。注重學(xué)科“精準(zhǔn)化”輔導(dǎo)能夠有針對地解決小學(xué)生的學(xué)習(xí)問題，豐富鄉(xiāng)村的教育資源，有助于教師實(shí)現(xiàn)因材施教的教學(xué)目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要[J]. 中國水利，2021（06）：1-38.

[2] 宿慶. STEAM視角下中小學(xué)機(jī)器人教師勝任力研究——一項(xiàng)基于行為事件訪談的研究[J].中國教育信息化，2021（10）：22-26+65.

[3] 夏小俊，董宇，柏毅. 美國STEM對我國中小學(xué)科學(xué)教育的借鑒意義[J]. 東南大學(xué)學(xué)報(bào)，2016（18）：169-171.

[4] 中華人民共和國鄉(xiāng)村振興促進(jìn)法[J]. 中國農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)，2021（05）：4-11.

[5] 孫靜. 小學(xué)樂高機(jī)器人校本課程的開發(fā)與實(shí)踐研究[D]. 曲阜：曲阜師范大學(xué)，2019：43-81.

（薦稿人：葛傳楠，江蘇第二師范學(xué)院物理與電子工程學(xué)院副教授）

（責(zé)任編輯：淳潔）