探索STEAM教育在小學教育中的實踐與應用

于鳳林

隨著社會經濟的不斷變革和科學技術發展的日新月異，對青少年教育的要求亦同步提高，傳統的基礎學科教育已逐漸不能滿足青少年素質全面發展的要求。STEAM教育已成為國際教育研究與改革的熱點話題，《國家教育事業發展“十三五”規劃》中明確提出，鼓勵學校探索STEM教育、創客教育等新的教育模式。

我國在STEAM教育的探索過程中，也涌現出科學創新實驗室、機器人教育、3D打印培訓、少兒編程等大量新型的教學方式與先進的教學內容。而在小學推行STEAM教育，須結合小學生健康成長的實際情況，建立系統完善的教育體系。在相關政策、教師發展、評價體系等方面尚未成熟的今天，逐步探索適合我國小學教育的STEAM教學系統已經成為一項重要任務。

一、STEAM教育在我國小學教育中的發展

在目前的小學教育中，涉及到STEAM教育系統中藝術模塊的學科課程包括語文、英語、音樂、美術、體育，涉及數學模塊的課程為數學，涉及科學、技術、工程三個模塊的課程為科學。2017年版的《義務教育小學科學課程標準》（以下簡稱科學課程標準）明確指出：小學科學課程是一門綜合性課程，小學科學課程針對學生身邊的現象，從物質科學、生命科學、地球和宇宙科學、技術與工程四個領域，綜合呈現科學知識和科學方法，強調這四個領域知識之間的相互滲透和相互聯系，注重自然世界的整體性，發揮不同知識領域的教育功能和思維培養功能;注重學習內容與已有經驗的結合、動手與動腦的結合、書本知識學習與社會實踐的結合、理解自然與解決問題的結合，著力提高學生的綜合能力;強調科學課程與并行開設的語文、數學等課程相互滲透，促進學生的全面發展。

在現行的小學教育體系中，主要是以數學模塊培養小學生的邏輯思維能力和數據運用能力，以藝術模塊培養小學生的發散思維和語言表達能力。在以上兩個模塊建立完善的情況下，再讓科學、技術、工程三個模塊并行，通過科學探究實踐活動逐步建立全面、系統的STEAM教育體系。

二、STEAM教育在小學教育中的體系構建

1.STEAM教育的教學內容

基于最新版科學課程標準的指引，小學科學課程主要包含物質科學、生命科學、地球和宇宙科學、技術與工程四個領域的內容。結合小學生的成長情況，可將小學六年的教育劃分為三個階段：一、二年級為第一階段，三、四年級為第二階段，五、六年級為第三階段。同時，將科學知識分版塊進行歸納融入，主要包括物理知識（物質的構成、物體的運動等）、生物知識（生物體的主要特征、生命活動及周期等）、地理知識（太陽系及星座認知、地球面貌及運動軌跡等）和技術知識（技術工具、人工智能等）等。

2.STEAM教育的教學步驟

基于科學課程標準，可建立提出問題、作出假設、制訂計劃、搜集證據、處理信息、得出結論、表達交流和反思評價八個教學步驟，促進小學生的邏輯思維、自主動手和團隊協作等能力的發展，為培養全方位、綜合性的未來接班人奠定基礎。在日常教學中，先讓小學生自己發現問題、自主提出問題并探究解決問題的方式方法，教師在必要時加以引導，并讓學生進行專項課程的成果展示，以進一步強化學生的動手實踐能力和語言表達能力。

3.STEAM教育的評價體系

基于以上培養體系進行科學教學，在科學知識考試評價之余，可定期組織科學實驗、科學研究競賽和科學演講比賽等活動，激發小學生探究科學知識的興趣。在活動組織的過程中，以正向激勵為主，建立不同于應試教育成績排名評價的激勵方式，設立科學小能手、問題解決小能人等正向評價體系，并組織校區之間的交流學習活動，加強學生之間的互動交流。

三、STEAM教育在小學教育中的探索實踐

以下將借助課例“影響秋千擺動速度的因素”，說明如何通過八個步驟逐步引導小學生發現問題直至解決問題，并開展專項研究討論活動。

第一步，提出問題。組織小學生分組開展蕩秋千活動，并要求記錄秋千在一分鐘內擺動的次數，進而引出問題——秋千擺動的快慢與什么有關？

第二步，作出假設。秋千擺動的快慢與蕩秋千的人的體重有關，還是與推動秋千的人的力氣有關，或者是與秋千擺線的長短有關？對此提出假設。

第三步，制訂計劃。針對以上假設，組織一次專項實驗研究，將同一班級的學生分組，組名及口號由學生自定，實驗前設有團隊展示環節，以增強實驗的趣味性。實驗室提供必要的實驗設備，以便完成三種類型的實驗：改變擺錘重量（擺幅大小及擺線長度均不改變）的實驗、改變擺幅大小（擺錘重量及擺線長度均不改變）的實驗和改變擺線長度（擺錘重量及擺幅大小均不改變）的實驗。通過三個實驗，對影響擺動速度的因素作出判斷。

第四步，搜集證據。制訂完計劃后，教師組織各小組實驗，為使數據更準確可靠，每個實驗可重復三次。在實驗過程中，教師要巡視，適時提供幫助、引導或糾正，使學生能夠準確操作。

第五步，處理信息。實驗結束之后，先讓小組成員在組內進行討論，并得出結論。隨后將所有小組的實驗數據進行匯總并集中展示，由小組代表發言陳述，引導學生發現其中的規律。

第六步，得出結論。根據實驗得出最終結論，即擺動速度與擺線長短有關（擺線越長，擺動越慢;擺線越短，擺動越快），與擺錘重量及擺幅大小無關。

第七步，表達交流。在教師的引導下，由小組代表發表實驗感想，講述探究過程和實驗得失。同時，可采用不同的表述方式，借鑒科學小論文、實驗報告等方式，呈現探究的過程與結論，鍛煉學生的表達能力和結果呈現能力。

第八步，反思評價。針對各自的實驗過程，由小組代表陳述自己在實驗中扮演的角色和團隊的操作過程，以此鍛煉學生的復盤總結能力和團隊協作能力。

以上教學案例說明STEAM教育在小學階段具有充分的可行性。在實施STEAM教育的過程中，應始終貫穿以小學生為學習實踐的主體的理念，力求讓學生去自主發現問題、設計實驗、解決問題，從而促進小學生綜合素質的全面發展。

綜上所述，我國現階段的小學教育，須在完成基礎教育的前提下，明確STEAM教育的發展方向，從教學內容、教學步驟、評價體系三個層面構建完善的STEAM教育體系，不斷探索科學實踐案例，以促進STEAM教育持續健康地發展。

（責任編輯? ?郭向和）