開啟培養未來創新人才的新探索

吳逢高　滕海川

摘要：STEAM教育的引入讓小學科學課堂更接近生活，更注重實踐，更強調跨學科融合。科學課程有很強的包容性，STEAM教育從學科有機融合人手，將引發小學科學課堂教學的又一次變革，因此，跨學科的教學設計自然就成了改革的排頭兵。進行課堂教學改革首先是教學設計理念需要更新，本文給出了在STEAM視野下小學科學跨學科教學設計應遵循的幾條原則。

關鍵詞：目標設定 知識整合 活動設計 跨多學科 實踐研究

探究是獲取知識的重要手段，實踐是檢驗真理的唯一標準。我國著名教育家陶行知說過：“生活教育中，行動是主導，做的最高境界是創造。”當今小學科學教學倡導的“做中學、學中思”就是強調在做中培養學生的創新能力，這一理念與美國的STEAM教育模式十分契合。STEAM是一種集科學、技術、工程、藝術（人文）、數學多學科融合的一種綜合教育模式，他的最終目標還是“創造”——培養創新人才、培養創意人才。它的大范圍跨學科更接近生活教育，更符合“生活即教育，社會即學校”^[1]的教育理念。它強調關注現實問題，注重在情境中學習，以學生為中心的主動實踐，團隊合作和參與、結果開放，允許多個正確答案。

在STEAM視野下，對小學科學課堂教學進行審視與反思發現：原有的小學科學課堂教學太注重通過探究活動對知識進行建構，而忽略了實踐，特別是基于真實情境的實踐;在學習方法與活動方式上，原有的課堂教學方式較為單一，只是以探究為中心，對生成主義學習觀有所缺失;在學習的側重點上，原來的課堂由于缺乏項目作品，所以在展示與評價的方式方法上有很多不足，甚至指向不明;在學科知識融合和各學科能力發展上，缺乏各學科知識的整合，忽略了學生其他學科能力的發展及審美取向的引導。STEAM教育作為一種成熟的學習方法，它的融入會引發小學科學課堂教學的又一次變革，因為科學這門學科有很強的包容性，所以從學科有機融合開始人手，跨學科的教學設計自然就成了這次改革的排頭兵。

一、跨學科的教學設計，要求教學目標設定既要保證探究的有效性，還要兼顧學生實踐能力的發展

小學科學課堂教學原有的探究，經過多年的發展與課堂實踐的檢驗對學生的科學素養發展、科學揉究能力提升是可靠的、有效的，我們應該保留、堅持。STEAM教育作為一種新的學習方法，是以培養學生實踐能力和創新能力為主，在這方面原有的小學科學課堂教學有所欠缺，特別是在讓學生基于真實情境解決問題方面還有待加強。因此對小學科學課堂教學提出了更高的要求：既要讓學生像科學家一樣探究未知，還要求學生像工程師一樣運用各學科知識在創設的真實情境中解決問題。教育家約翰·杜威曾說過：“如果學生能投入到真實的、有意義的任務和問題，即模擬專家在真實世界的情境中做的事情時，學生才能對學習材料產生自己的理解。”因此，我們的教學設計也應有相應的變化，在教學目標的設定上既要保證探究的有效性，還要兼顧學生實踐能力的發展。

小學《科學》（教科版）3年級上冊第4單元第6課“空氣占據空間嗎”一課，在STEAM視角下進行跨學科教學設計，在教學目標設定上做了改動（如表1）。

教學目標的設定改變了，教學策略自然有相應的變化。教材設計由“烏鴉喝水”引入，再由學生自主探究：在瓶子里裝一些水，用幾根吸管和一塊橡皮泥，在不傾斜瓶子的情況下，我們能不能利用空氣把水從瓶子中擠出來？探究得出結果后再做實驗進行驗證：把一團紙巾放在杯子的杯底，然后把杯子豎直倒扣入水中，紙巾會被水浸濕嗎？為什么？整個流程的設計為引入探究—驗證。

在STEAM教育理念下，我們增加了實踐環節，教學策略作如下調整。由烏鴉喝水引入，在故事中強化學生對3個關鍵詞“空間”“有限”和“占據”的理解。概念確立后在教師引異下完成“紙不濕”的實驗探究（這里把原來的驗證實驗改成了探究實驗），探究流程為猜測找證據支持自己的猜測實驗驗證，并用繪本的方式完成思維外顯。然后再對這個實驗進行延伸，如果杯子底有個孔又會發生什么現象？讓學生再經歷一次上述流程。這樣的過程為學生積累了更多的知識與成功經驗，為解決后面的實踐問題打下了基礎。通過探究獲取知識，知識內化完成后再提出“空氣擠水”實驗的設想，進行項目驅動。要求學生通過討論與設計，以團隊協作、分擔負責的方式，完成在最短的時間內用空氣把水擠出來這一任務。學生對這個實踐活動的完成率在85%以上。

關注現實問題，注重在情境中學習，以學生為中心的主動實踐等特點，符合STEAM教育的項目導向。教學目標的改動引起策略變化，既讓科學探究的有效性得到保證，又讓學生的實踐能力得到發展，這就是融合與深度融合的效果。

二、跨學科的教學設計，要求基于建構主義學習理論，通過PBL學習策略，運用“點滲透”“面拓展”方式將STEAM等多學科知識進行有機整合

建構主義學習理論主張世界是客觀存在的，但對事物的理解卻是由每個人自己決定的。其學習觀認為，學習是學生自己建構知識的過程，在探究學習中就是基于問題解決活動建構知識的過程，在情境教學中知識、學習是與情境化的活動聯系在一起的^[2]。PBL學習策略的原理是以學生為中心，采用小組合作解決真實間題，最終作品要以項目作品為導向^[3]。由此可見，基于建構主義學習理論，通過PBL學習策略能將STEAM等多學科知識整合起來，達到學科有機融合的目的。

零碎的知識變成一個互相聯系的統一整體并不是一個簡單的混合，我們要建立不同學科知識與技能的千絲萬縷的聯系，要在思維和認識上達到有機融合的目的。這個過程是漫長的，是需要通過活動逐步滲透的，也是學生在成長發展過程中必須要經歷的。STEAM教育最好的推進方式是以課程方式進行系統學習，要求在項目學習中將多學科融為一體。如何在小學科學課的有限時間里完成STEAM多方面整體融合呢？

1.根據教材及教學內容對STEAM理念進行“點滲透”，即根據實際情況進行局部的學科滲透，積點成面