STEAM理念下小學(xué)科學(xué)技術(shù)與工程教學(xué)策略探究

作者簡介：崔松，大連市實(shí)驗(yàn)小學(xué)教師。

摘要：在STEAM教育理念下的小學(xué)科學(xué)技術(shù)與工程教學(xué)中，教師要確立一個與學(xué)生生活緊密相關(guān)并能引起他們興趣的項(xiàng)目，引導(dǎo)學(xué)生在跨學(xué)科融合的背景下展開技術(shù)與工程領(lǐng)域的學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的觀察能力、動手能力、創(chuàng)造能力、探究能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神、創(chuàng)新思維和工程思維，適應(yīng)未來的社會生活，促進(jìn)個人發(fā)展。

關(guān)鍵詞：STEAM ；技術(shù)與工程 ；教學(xué)策略

STEAM教育理念是指融自然科學(xué)、信息技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)等多個學(xué)科于一體的整合課程。STEAM課程在傳統(tǒng)學(xué)習(xí)課程中引入了跨學(xué)科的綜合教學(xué)模式，涵蓋了任務(wù)學(xué)習(xí)、問題學(xué)習(xí)和問題練習(xí)等。在小學(xué)科學(xué)技術(shù)與工程教學(xué)中融入STEAM教育理念，能培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神、創(chuàng)新思維和工程思維。

“技術(shù)與工程”與物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)、地球與宇宙科學(xué)是小學(xué)科學(xué)課程包含的四個領(lǐng)域。科技的核心是創(chuàng)造，而科學(xué)技術(shù)的目的則是促進(jìn)社會發(fā)展，即使學(xué)生通過學(xué)習(xí)，對科技加以巧妙運(yùn)用，從而適應(yīng)社會發(fā)展、改善生活條件而形成的新科技；建設(shè)工程的核心是建造，運(yùn)用科學(xué)技術(shù)、工藝和設(shè)計，創(chuàng)造絢麗多彩的人造世界。技術(shù)與工程方面的課程內(nèi)容可以幫助學(xué)生充分了解現(xiàn)有的各類知識，體會科學(xué)技術(shù)對自身生活和社會活動產(chǎn)生的巨大影響。而通過技術(shù)與工程方面的課外活動，也可以使學(xué)生體驗(yàn)“做”的成功和樂趣，并養(yǎng)成通過“動手做”解決問題的習(xí)慣。

基于STEAM教育理念，在教學(xué)的過程中，教師要把“教學(xué)”升華為“教育”。教師通過小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)，可以使學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探索的歷程，初步掌握與他們知識能力相適應(yīng)的某些基礎(chǔ)性的科學(xué)知識；在探索活動中逐漸形成科學(xué)質(zhì)疑的習(xí)慣，學(xué)會和掌握科學(xué)的觀測、研究、對比、分析、得出結(jié)論等手段；也可以運(yùn)用科技手段和科學(xué)知識，了解周圍自然情況，處理一些簡單的現(xiàn)實(shí)問題；提升學(xué)生的科學(xué)創(chuàng)造與實(shí)踐意識。教師要進(jìn)一步挖掘小學(xué)科學(xué)課程的核心內(nèi)涵，把核心知識融入小學(xué)科學(xué)的教學(xué)活動中，實(shí)現(xiàn)小學(xué)科學(xué)課程的教育目標(biāo)。同時，教師也要在課堂實(shí)踐中逐步優(yōu)化教育思想、方法、課堂習(xí)慣和師生關(guān)系。課程設(shè)置和教學(xué)方法的合理選取，以及學(xué)生所感興趣的教學(xué)活動，都可以幫助學(xué)生真正地學(xué)會學(xué)習(xí)。

一、導(dǎo)入生活情境

在基于STEAM教育理念下的教學(xué)研究過程中，容易出現(xiàn)研究偽問題的傾向，由此造成學(xué)生學(xué)習(xí)積極性受挫，進(jìn)而無法建立完整的知識結(jié)構(gòu)等一系列問題。因此，教師在設(shè)置課題時要根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況作出選擇。生活情境的導(dǎo)入是指教師通過語言描述或演示，創(chuàng)設(shè)真實(shí)的問題情境?；顒又械恼n題應(yīng)該來自學(xué)生生活實(shí)際，最好是學(xué)生自行探索的，使其產(chǎn)生主動探索心理，激發(fā)其解決問題的積極性和主動性。

教師應(yīng)從學(xué)生在生活中發(fā)現(xiàn)的真實(shí)問題入手進(jìn)行情境導(dǎo)入。例如，蘇教版科學(xué)教材三年級下冊“專項(xiàng)學(xué)習(xí)——像科學(xué)家那樣”一課，研究的問題是“積雪上撒鹽和不撒鹽有什么不同”。導(dǎo)入北方的冬天下雪場景這一情境，學(xué)生容易接受。而且由于研究問題是在冬天除雪時很多學(xué)生會提出的問題，教師也可以帶領(lǐng)學(xué)生到操場上進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn)。這樣基于真實(shí)生活情境的探究活動過程，可以提高學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，也能培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作精神。

二、確立項(xiàng)目學(xué)習(xí)

STEAM教育理念下的跨學(xué)科教學(xué)設(shè)計時容易出現(xiàn)學(xué)科知識結(jié)構(gòu)性匱乏的問題，但基于學(xué)?？萍冀逃徒虒W(xué)設(shè)計科目的基礎(chǔ)學(xué)習(xí)支架，對項(xiàng)目設(shè)計進(jìn)行總體規(guī)劃，可以達(dá)到對跨學(xué)科課程的均衡全面覆蓋。

教師要預(yù)設(shè)小學(xué)科學(xué)技術(shù)與工程領(lǐng)域的學(xué)習(xí)目標(biāo)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促使學(xué)生積極地設(shè)計、探究完成項(xiàng)目學(xué)習(xí)。項(xiàng)目內(nèi)容可理解為中小學(xué)的科技探索學(xué)習(xí)，在“提出問題—作出假設(shè)—實(shí)驗(yàn)論證—得出結(jié)論—評價反思—推廣應(yīng)用”的基礎(chǔ)上，突出培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)合作能力、領(lǐng)導(dǎo)力、動手能力、組織和實(shí)施能力。除此以外，對項(xiàng)目的選擇也是為了使學(xué)生更深入地接觸和解決現(xiàn)實(shí)生活中的問題。這些能力既是《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》中學(xué)科核心素養(yǎng)的要求，也是學(xué)生形成面向世界、面向未來的適應(yīng)和挑戰(zhàn)能力的要求。

例如，蘇教版科學(xué)教材四年級上冊“專項(xiàng)學(xué)習(xí)——像工程師那樣”一課中，教師可根據(jù)項(xiàng)目流程，從學(xué)生最感興趣的日常事項(xiàng)出發(fā)，設(shè)置“制作一個可以發(fā)光的LED手環(huán)”項(xiàng)目課題，之后明確課題、前期研究、設(shè)計方案、應(yīng)用模型、應(yīng)用過程。在前期研究環(huán)節(jié)，學(xué)生按照要求提出應(yīng)該解決的問題，或利用不同方法查閱解決問題的相關(guān)資料，并由此獲得啟發(fā)。學(xué)生利用不同方式找到可能遇到的問題的答案，包括利用網(wǎng)上搜索或?qū)嶒?yàn)探究如何讓LED手環(huán)亮起來，并去商場實(shí)地調(diào)查設(shè)計手環(huán)的方式。在制作模型環(huán)節(jié)，學(xué)生要根據(jù)設(shè)計方案選擇合適的材料制作模型，從而檢測產(chǎn)品的實(shí)際效果。在展示交流環(huán)節(jié)，與低年級活動相比，對學(xué)生的要求有了進(jìn)一步提高，學(xué)生可以借助PPT、模型、文字等多種形式進(jìn)行展示，交流的內(nèi)容也盡可能全面，包括完成任務(wù)的順序、實(shí)際制作的步驟、測試改進(jìn)的過程等，要用多種形式介紹交流制作的LED手環(huán)。在展示交流環(huán)節(jié)，學(xué)生要接受他人的質(zhì)疑，學(xué)會聽取他人的意見和建議。整個項(xiàng)目的流程使學(xué)生全面參與了一次工程實(shí)踐活動，通過科學(xué)規(guī)范的方法學(xué)會像工程師一樣思考和處理現(xiàn)實(shí)問題。

三、開展小組合作

小組合作在傳統(tǒng)的科學(xué)課堂上是很受歡迎的一種教學(xué)模式，甚至每堂課都不可或缺。在當(dāng)下的小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)中，教師可基于STEAM教育理念，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行小組合作，要盡可能細(xì)化職責(zé)。技術(shù)與工程領(lǐng)域的學(xué)習(xí)往往需要多人合作，教師可以將常規(guī)4人小組人數(shù)增至6～8人?，F(xiàn)實(shí)中，一個項(xiàng)目往往是各個專業(yè)領(lǐng)域的人共同完成的，如項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)者、工程師、設(shè)計師、信息編輯師、后勤保障人員、項(xiàng)目推廣師等。

例如，在教學(xué)蘇教版科學(xué)教材一年級上冊“專項(xiàng)學(xué)習(xí)——像工程師那樣”一課時，教師可以基于教學(xué)重難點(diǎn)“能夠動手動腦，設(shè)計出滿足一定需求的氣球小車，并向同伴展示”開展合作探究活動，圍繞“可以設(shè)計并改進(jìn)氣球小車”，引導(dǎo)學(xué)生對自己提出的方法進(jìn)行驗(yàn)證，并結(jié)合技術(shù)和工程領(lǐng)域知識完成STEAM理念的滲透。組員分別負(fù)責(zé)收集制作小車的資料和材料，工程師組員負(fù)責(zé)動手搭建操作，還有最后介紹推廣的“銷售部”。這個過程使學(xué)生盡可能體驗(yàn)真實(shí)生活中的職責(zé)，提早認(rèn)識社會分工，以此激發(fā)學(xué)生的探究欲望，使其可以更快地融入課堂學(xué)習(xí)中來，充分體現(xiàn)其主體地位，提高創(chuàng)新能力。

四、加強(qiáng)多學(xué)科融合

多學(xué)科融合應(yīng)遵循教育原理與兒童的身心發(fā)展規(guī)律，加強(qiáng)全科德育和實(shí)踐的教學(xué)活動。其目的是引領(lǐng)學(xué)生建立各個學(xué)科知識相互聯(lián)系的框架結(jié)構(gòu)，使學(xué)生可以比較深入地掌握科學(xué)知識。這種多學(xué)科融合的教學(xué)模式，也正是STEAM教育理念積極倡導(dǎo)的?；赟TEAM教育理念的教學(xué)模式中，一般用多學(xué)科融合的方法解決在實(shí)際問題中存在的新科技問題。學(xué)生在從對科學(xué)技術(shù)的理解到實(shí)際運(yùn)用的實(shí)踐過程中，也能夠更深刻地感受到科技的意義。

STEAM教育理念主張多領(lǐng)域融合，使學(xué)習(xí)者有機(jī)會綜合使用所學(xué)到的各方面知識，并感受科技對個人生存與社會發(fā)展產(chǎn)生的深遠(yuǎn)影響。學(xué)習(xí)者也可以綜合使用自然科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)各門學(xué)科知識，解決現(xiàn)實(shí)問題?？茖W(xué)教師在備課時可以邀請其他學(xué)科教師進(jìn)行指導(dǎo)補(bǔ)充，甚至可以“一課多師”。例如，科學(xué)教師和數(shù)學(xué)教師進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)，信息教師進(jìn)行收集數(shù)據(jù)證據(jù)指導(dǎo)，美術(shù)教師進(jìn)行造型設(shè)計指導(dǎo)，語文教師進(jìn)行評價推廣指導(dǎo)等。

五、注重實(shí)踐教學(xué)

德育、智育、體育、美育、勞育的育人目標(biāo)在STEAM教育理念下小學(xué)科學(xué)技術(shù)與工程領(lǐng)域的學(xué)習(xí)過程中可以實(shí)現(xiàn)。STEAM教育理念本著對兒童天性的尊重，以培養(yǎng)學(xué)生全面而有個性的發(fā)展為目的，促使他們形成尊重事實(shí)、喜歡動手探究、與他人合作的科學(xué)態(tài)度，使學(xué)生體驗(yàn)探究自然世界和運(yùn)用科學(xué)探究人類生活奧秘和解決社會問題的重要過程，并以此培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)、邏輯思維、社會實(shí)踐和創(chuàng)新能力以及團(tuán)結(jié)合作意識。

STEAM教育理念指導(dǎo)下的科學(xué)技術(shù)與工程領(lǐng)域教學(xué)，需要教師注重在實(shí)踐教學(xué)中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)方法，提升學(xué)生的技術(shù)工程素養(yǎng)。由于受年齡所限，小學(xué)生理性思維的發(fā)展還不成熟，難以理解技術(shù)問題并做到有效分析。在開展技術(shù)與工程知識教學(xué)的過程中，教師可以按照“組間異質(zhì)、多組同質(zhì)”的原則，對不同學(xué)科教師進(jìn)行分組，通過集體力量發(fā)散思維，碰撞出智慧的火花，以強(qiáng)化學(xué)生的理解。

STEAM教育理念下的教學(xué)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了教師從知識教學(xué)到科學(xué)素養(yǎng)教學(xué)的發(fā)展，而且教師可以借助問題引發(fā)學(xué)生的思考，喚醒學(xué)生內(nèi)在的探究欲望，并在學(xué)生自主探究下抓住技術(shù)與工程領(lǐng)域知識的本質(zhì)，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的發(fā)展。

STEAM教育理念可以實(shí)現(xiàn)學(xué)校對科技教育和工程教學(xué)策略的全面探索，通過深入研究并探討適應(yīng)課程發(fā)展和設(shè)置教學(xué)環(huán)境的管理方式，推進(jìn)學(xué)校教學(xué)方式和學(xué)習(xí)方法變革。學(xué)習(xí)者既能增強(qiáng)認(rèn)識問題、應(yīng)用科技處理現(xiàn)實(shí)問題的意識，了解科技和人類文明的有機(jī)聯(lián)系，調(diào)動學(xué)習(xí)科技的積極性，又能形成工程觀念，并把無形的設(shè)想轉(zhuǎn)化為有形的工程實(shí)踐。

STEAM教育理念在學(xué)校科技和工程等領(lǐng)域教學(xué)中的廣泛使用，意在讓學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)進(jìn)一步提高，并以項(xiàng)目的形式進(jìn)行探究，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)。STEAM教育理念下的課堂教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生以一種嶄新的眼光觀察問題，使其認(rèn)識到分析、處理現(xiàn)實(shí)問題的最基本的方式和程序，有交流和介紹創(chuàng)新性產(chǎn)品的能力以及共同合作研究的能力；同時，也有利于教師專業(yè)發(fā)展，提高創(chuàng)造性設(shè)計教學(xué)的能力、跨學(xué)科整合教學(xué)的能力，提升教師的課程領(lǐng)導(dǎo)能力，實(shí)現(xiàn)師生素質(zhì)共同提升。

參考文獻(xiàn)：

［1］羅萍. STEM視野下小學(xué)科學(xué)課堂的跨學(xué)科教學(xué)探究［J］.科教導(dǎo)刊（電子版），2021（2）.

［2］蕭順歡.基于STEAM教育的小學(xué)科學(xué)課堂實(shí)施技術(shù)與工程教學(xué)的有效策略研究［J］.新課程（小學(xué)），2021（6）.

（責(zé)任編輯：楊強(qiáng)）