基于項目的小學STEAM教學模式的構建與應用研究

許晨光

【摘 要】基于項目的STEAM學習，能夠更好的促進學科的融合，培養學生的創新實踐動手能力，協同合作意識。基于項目的小學STEAM課程，構建了“懷疑-驗證”、“問題-探究”兩種教學模式，分別描述了兩種教學模式的應用步驟和相應的案例。

【關鍵詞】STEAM教育;小學;教學模式;項目學習

中圖分類號： TP311.13-4;G642 文獻標識碼： A?文章編號： 2095-2457（2019）04-0114-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.04.045

Research on the Construction and Application of project-based STEAM Teaching Model in primary schools

XU Chen-guang

（College of Information Science and Technology，Northeast Normal University， Changchun Jilin 130000，China）

【Abstract】It can better promote the integration of disciplines， cultivate students innovation ability，practice ability and cooperation sense，according to the learning of the STEAM. It builds two teaching modes：“suspicion-verification” and“question-exploration”，basing on the STEAM education for primary schools. The article respectively describes the application steps and corresponding cases of the two teaching modes.

【Key words】STEAM education;Primary school;Teaching mode;Project learning

近年來，越來越強調大力發展科學、技術、工程、藝術和數學的課程和科目，加強創新型和復合型人才培養。STEAM教育是科學、技術、工程、藝術和數學五門學科的簡稱，最早起源于美國，旨在讓學生在科學、技術、工程、藝術和數學領域綜合發展，培養學生自主創新能力，小組合作意識，掌握跨學科解決實際問題的能力。基于項目的小學STEAM課程具有跨學科整合性、綜合性和整體性的特征。課程設計的核心目標在于鍛煉學生解決問題的能力，動手實踐能力，科學探究精神和合作意識。因此，基于項目的小學STEAM課程，探究小學STEAM教學模式的構建與應用，從而培養學習者綜合運用STEAM知識解決實際問題的能力有著重要的意義。

1 “懷疑-驗證”教學模式構建和應用案例

1.1 “懷疑-驗證”教學模式構建

“懷疑-驗證”教學模式是最基本的一種模式，其目標是學習者完成對已知結果的驗證，已知結果包括某種現象或者某些定律。基本步驟包括明確問題、設計方案、評估方案、實施方案、分析數據、分享反思六個步驟。明確的問題可以是由教師提出也可以由學習者提出，通過對已知結果的驗證，綜合運用科學、技術、工程、藝術、數學相關知識，加深對所學知識的理解和掌握。

1.2 應用案例

選取《神奇的水面》主題作為教學內容，共1課時，每節課時長45分鐘。

1.2.1 教學目標分析

（1）了解水存在表面張力。

（2）能夠做些小實驗驗證水的表面存在張力。

（3）能夠在實驗過程中學會通過觀察、分析、歸納總結等科學研究方法。

1.2.2 案例實施方法

（1）實施對象：小學二年級STEAM課程培訓班，共12人。

（2）實施工具：硬卡紙、硬幣、水、塑料杯、小段竹簽、曲別針。

1.2.3 案例實施過程

環節1：提出懷疑，明確問題。

教師首先準備好一個塑料杯，在塑料杯里倒入水，讓學生們觀察塑料杯里的水有什么特點？學生們回答沒有顏色、沒有味道等。然后將塑料杯里倒滿水，取出一枚曲別針放到水里，讓學生們觀察現象。學生們觀察到曲別針沉到水里面。教師繼續放兩枚曲別針，讓學生們觀察塑料杯里的水是否會溢出杯外，學生們觀察到水并沒有馬上溢出杯外。教師提出問題，我們觀察到在水的表面出現了一個神奇的曲面，而且塑料杯里的水并沒有馬上溢出水面，為什么會出現這種現象？

環節2：確定現象，設計方案。

教師繼續演示將曲別針放入盛滿水的塑料杯中，讓學生們仔細觀察水面的變化，學生們觀察到水面呈現出一個曲面的形狀。接下來我們共同設計一個小實驗來驗證一下，為什么水沒有馬上溢出杯外，而在水的表面呈現出一個曲面的形狀。教師發給每位學生一個塑料杯，杯子里面盛滿水，學生們重復剛才教師演示的實驗操作，將曲別針慢慢的放進水里，不要讓水溢出來，當出現一個明顯的曲面的時候就停止放曲別針，觀察實驗現象。

環節3：協同合作，評估方案。

同學們自由分組，兩兩一組，小組合作重復剛才的操作，除了曲別針，同學們可以將硬幣、小段竹簽、卡紙等材料放入水中，觀察水面的變化。

環節4：開始驗證，實施方案。

學生們小組合作，首先將曲別針和硬幣分別放入水中，觀察到曲別針和硬幣直接沉入杯底。將小段竹簽和卡紙放入水中，觀察到的現象是小段竹簽和卡紙可以漂浮在水面上，這說明在這曲面上存在力可以支撐它們漂浮在水面上，這就是水的表面張力，主要表現在水的曲面上。

環節5：收集數據，分析數據。

學生們接下來將水滴在桌子上，滴在硬幣上，滴在葉子上，同樣形成了一個曲面，這也證明了水的表面存在張力。

環節6：歸納總結，分享反思。

學生們在實驗中協同合作，應共同完成對實驗現象的觀察和數據的收集分析，相互交流分享，在教師的指導下總結并進一步完善實驗方案。

2 “問題-探究”教學模式構建和應用案例

2.1 “問題-探究”教學模式構建

“問題-探究”教學模式的目標是發現并解釋學習者未知的現象，培養學習者的科學探究精神。STEAM課程下“問題-探究”教學模式的教學以發現問題、解決問題為中心。基本步驟包括：發現問題、收集數據、分析數據、解釋結論、分享反思五個步驟。探究類項目主要針對科學探究，強調探究的過程，旨在培養學生的科學探究精神和科學態度。“問題-探究”教學模式注重思考的過程。

2.2 應用案例

選取《有趣的沉與浮》主題作為教學內容，共1課時，每節課時長45分鐘。

2.2.1 教學目標分析

（1）了解物體的沉浮與什么因素有關。

（2）掌握改變物體沉浮的方法。

（3）培養學生研究問題的能力，在探究中發展思維。

（4）培養學生深入學習、努力實踐的品質，提高科學技術應用于日常生活和社會的意識。

2.2.2 案例實施方法

（1）實施對象：小學二年級STEAM課程培訓班，共12人。

（2）實施工具：塑料積木、棋子、易拉罐、水箱、橡皮泥。

2.2.3 案例實施過程

環節1：激發興趣，發現問題。

教師提出問題，有些東西可以浮在水面上，有些東西卻會沉下去。同學們知道哪些東西是可以浮在水面上？學生們回答船、礦泉水瓶、泡沫等。接下來引入今天學習的主題改變物體沉浮的方法。

環節2：觀察現象，收集數據。

教師將準備好的易拉罐放入盛水的水箱中，學生們觀察到易拉罐漂浮在水面上。接下來，教師將易拉罐裝滿水，再次放入水箱中，發現裝滿水的易拉罐沉入了水底。教師繼續演示第二個實驗，教師將準備好的橡皮泥分成兩半，將其中一半捏成一個球，將它放入水中，觀察到橡皮泥沉入水底。學生們提議將橡皮泥捏成船的形狀，橡皮泥就會浮在水面上了。教師和學生共同完成了實驗，將橡皮泥捏成了船的形狀，發現橡皮泥漂浮在了水面上。

環節3：分析數據，嘗試推論。

同學們手里還有準備好的塑料積木，大家可以嘗試著將塑料積木拼成一個長方形的形狀，然后放入水里，塑料積木應該是漂浮在水面上的。如何讓積木沉入水底，學生們猜想可以在塑料積木里面裝入棋子增加重量使塑料積木下沉到水底。同學們根據上面的推論進行試驗驗證自己的猜想。

環節4：表達交流，解釋結論。

通過以上的探究實驗，同學們總結一下可以用什么方法改變物體的沉與浮？我們發現可以通過改變物體的重量或者形狀來實現物體在水中的沉與浮。

環節5：歸納總結，分享反思。

通過本節課的學習，學生們掌握了實現物體在水中沉浮的方法，鍛煉了用STEAM所學知識解決生活實際問題的能力。

3 結語

基于項目的STEAM課程綜合了各個學科之間的聯系，有利于培養學生提出問題并且自主的解決實際問題的能力。基于項目的小學STEAM教學模式的應用，符合當今時代對人才培養的需求，STEAM課程鍛煉學生自主探究的精神，團結合作的意識，大膽創新想象，解放思想，注重動手操作能力。相比較傳統的教學模式，基于項目的小學STEAM教學模式的應用更加注重學生從實踐中獲取知識，調動學生的積極性，激發學生學習興趣，發展創新精神和實踐能力。通過對基于項目的小學STEAM課程做分析，構建了“懷疑-驗證”、“問題-探究”、兩種小學STEAM教學模式，培養學習者綜合運用STEAM知識解決現實問題的能力，為學校和STEAM教師開展STEAM教育提供參考。

【參考文獻】

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