STEAM理念下的小學(xué)科學(xué)課程開發(fā)與實施

王夢瑩

摘 ?要：在小學(xué)科學(xué)教育中，基于項目的學(xué)習(xí)，以工程設(shè)計為基石，在這個基礎(chǔ)上，學(xué)生用他們在科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)各個領(lǐng)域的知識來解決真實世界中有意義的問題。這種學(xué)習(xí)方式強(qiáng)化了學(xué)生具有批判性的思維技能，又加強(qiáng)了學(xué)生團(tuán)隊協(xié)作、與同伴溝通、解決問題、自主學(xué)習(xí)的能力。這不僅符合科學(xué)教育的原則，又能實現(xiàn)科學(xué)STEAM課程的拓展。本文通過梳理教材，挖掘具有能整合成項目的課程內(nèi)容，進(jìn)行STEAM教育。項目明確后，關(guān)鍵還是要落實在具體的課程教學(xué)中。通過搭建各種平臺，充分開發(fā)和使用STEAM課程內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：STEAM教育;小學(xué)科學(xué);拓展課程

STEAM教育是當(dāng)前科學(xué)教育界教育改革的方向和必然趨勢。2017年出版的《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》也在實施建議一節(jié)中提出：科學(xué)STEAM教育的目的。目前的科學(xué)教材中每個單元都對應(yīng)于一個學(xué)科領(lǐng)域，教師在開展STEM活動設(shè)計時容易受到學(xué)科界限和學(xué)科內(nèi)容的限制。打破學(xué)科界限往往能取得更好的效果。隨著世界各國對“工程設(shè)計”的強(qiáng)調(diào)，科學(xué)教師開展一些設(shè)計類的STEAM活動，這樣不僅能融合科學(xué)、工程與技術(shù)，更能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。

一、立足教材，拓展課程

現(xiàn)有的的科學(xué)教材上已有STEAM教學(xué)理念的影子，如教科版《科學(xué)》五年級上冊的《做一個生態(tài)瓶》，五年級下冊的《設(shè)計制作小賽車》，六年級上冊的《做框架》，六年級下冊的《一天的垃圾》等，這些課程中或多或少地涉及技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)的問題，但我們在教學(xué)活動中幾乎少有關(guān)注學(xué)生綜合應(yīng)用能力的培養(yǎng)。在教學(xué)活動中我們主要有以下的認(rèn)識和實踐：

（一）基于STEAM理念的拓展科學(xué)課程

“STEAM教育課程計劃旨在使學(xué)生參與以活動、項目和問題解決為基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)，它提供了一種動手做的課堂體驗。”這也是新課改的大方向。因而，教師要充分挖掘教材內(nèi)外的相關(guān)內(nèi)容和資源，引導(dǎo)學(xué)生參與“技術(shù)工程”的實踐活動，讓學(xué)生體驗“實踐”的快樂，培養(yǎng)學(xué)生的“工匠”素養(yǎng)。

（二）基于科學(xué)課程選擇拓展內(nèi)容

小學(xué)階段的科學(xué)教育中，一方面可以從工程和技術(shù)的角度出發(fā)，結(jié)合相應(yīng)的科學(xué)概念設(shè)計STEAM活動;另一方面，也可采取將科學(xué)課堂活動轉(zhuǎn)化為STEAM活動的形式。這不僅符合科學(xué)教育的原則，又能綜合STEAM的各個領(lǐng)域。

根據(jù)問題和任務(wù)的不同出發(fā)點，融入工程與技術(shù)，依據(jù)其內(nèi)在的科學(xué)原理，在相應(yīng)的教材中將科學(xué)課堂生成問題轉(zhuǎn)化為STEAM問題。又因為解決工程問題時必然會涉及到科學(xué)的知識和原理，所以從工程技術(shù)的角度出發(fā)選擇教學(xué)內(nèi)容、設(shè)計教學(xué)活動更容易達(dá)成科學(xué)、工程與技術(shù)的共同發(fā)展。

二、完善STEAM課程，豐富資源

現(xiàn)在使用的教科版小學(xué)科學(xué)教材在內(nèi)容的選擇方面囊括物質(zhì)世界、生命世界、宇宙以及科學(xué)、技術(shù)與工程的相關(guān)知識。相較于最早的教學(xué)強(qiáng)調(diào)“是什么”，現(xiàn)階段的教學(xué)也注重了“為什么”、“做什么”的探究任務(wù)，但它還是不能完全滿足STEAM教育“如何做”的實際需求。當(dāng)然，教材的編排要以學(xué)情為基礎(chǔ)，針對不同階段學(xué)生的思維方式，選擇不同的教學(xué)手段。三、四年級的學(xué)生年齡較小，邏輯思維水平較低，教學(xué)方式主要還是以直觀感知為主;但是五、六年級的學(xué)生就不同了，他們具備了一定的邏輯思維能力，能夠很好地理解、設(shè)計一些稍復(fù)雜的實驗。

我校開發(fā)的氣糕課程就是指導(dǎo)學(xué)生以自主、合作的探究性學(xué)習(xí)方式展開實踐，明白氣糕是通過發(fā)酵制作出來的。從選擇采用粗糙的早稻米為原料，將米加入水浸泡一晚后就磨成了米漿，學(xué)生們掌握了物質(zhì)形態(tài)變化，這些環(huán)節(jié)沒有產(chǎn)生新的物質(zhì)屬于物理變化。在往米漿中加入酵母這個過程中，學(xué)生們要不斷嘗試加入酵母的數(shù)量，從而制定最佳配方來簡單制作氣糕。當(dāng)然，在利用酵母進(jìn)行發(fā)酵時，會產(chǎn)生酒精和二氧化碳，這一過程產(chǎn)生了氣體、產(chǎn)生了新的物質(zhì)，學(xué)生們更好的掌握了化學(xué)變化的本質(zhì)，更能有效地區(qū)別出物理變化和化學(xué)變化。然后通過對氣糕的觀察，聯(lián)系科學(xué)中我們學(xué)習(xí)過的微生物發(fā)酵，利用探究實驗，找“酒印子”的制作與溫度的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)制作氣糕的關(guān)鍵。當(dāng)然氣糕制作過程也是非常講究，制作的工具也別具一格。通過這一系列的制作過程，學(xué)生對物質(zhì)領(lǐng)域中的“物質(zhì)的變化”、“工具和機(jī)械”以及“形狀與結(jié)構(gòu)”等內(nèi)容得到了充分的實踐運(yùn)用。學(xué)生們在學(xué)中做，做中悟，學(xué)用結(jié)合，知行合一，探究能力得到了真正的提升。

三、搭建平臺，多元開發(fā)

（一）搭建學(xué)校平臺，開發(fā)利用拓展課程

目前，在我們學(xué)校一至六年級開設(shè)每周兩課時的拓展課，學(xué)生們每學(xué)期可以研究2-3個STEAM拓展內(nèi)容，例如在航模社團(tuán)課上，學(xué)生們可以在制作單翼或者雙翼飛機(jī)中選擇彈力STEAM拓展內(nèi)容，認(rèn)識橡皮筋的粗細(xì)、質(zhì)量、纏繞方法及外界因素影響模型的航向和航速。在模型飛機(jī)試飛的過程中，學(xué)生們可以不斷練習(xí)纏繞橡皮筋方式和正確放飛的手法。學(xué)生們在實踐活動中切實體會到飛機(jī)從制作到飛行過程中的不易，也能充分感受到科技的力量。

截止到目前，我校已經(jīng)舉辦了四次科技創(chuàng)意節(jié)了。2018年12月第四次“未來家園”為主題的創(chuàng)意節(jié)上，三年級的學(xué)生們腦洞大開利用多米諾骨牌搭建未來家園的模型。四、五年級開展了“未來家園” 草圖和搭建設(shè)計等活動，前期學(xué)生們查找大量的相關(guān)資料，了解設(shè)計家園時用到的原理和材料，并把所學(xué)的科學(xué)知識和工程設(shè)計思想融入其中，認(rèn)真分析和研究每一種材料的經(jīng)濟(jì)性、實用性和創(chuàng)新性，最后選擇生活中的材料制作出未來家園的模型。六年級的學(xué)生們以班級單位，自主設(shè)計繪制“未來家園”的草圖。學(xué)生們的想象力是無窮的，現(xiàn)場展示的作品。

（二）搭建班級平臺，開發(fā)利用科學(xué)課程

在平時，教師們也可以搭建班級平臺，積極開發(fā)利用教材資源。比如，我在五上《光》這個單元教學(xué)的時候，就讓學(xué)生們利用周末的時間小組合作制作簡易的太陽能熱水器。在科學(xué)課堂上，學(xué)生們按照組別把制作好的簡易熱水器放在講臺上展評，每個作品都配備了一名講解員進(jìn)行現(xiàn)場講解。其他的學(xué)生們互動交流、及時點評和發(fā)表意見。學(xué)生們在這次活動中不單單學(xué)到了課本中的知識，還培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)課外知識、動手操作等綜合能力。

平臺的類型是多樣化的，目前我們已經(jīng)搭建了學(xué)校和班級平臺，以后還要致力于搭建社區(qū)平臺和家庭平臺。平臺給學(xué)生們提供了施展才干的空間，STEAM科學(xué)教育理念給學(xué)生們提供了學(xué)習(xí)的動力。在STEAM理念的引領(lǐng)下，把教學(xué)與實際充分融合，完善STEAM課程，豐富課程資源，這不僅促使學(xué)生們養(yǎng)成創(chuàng)新精神和實踐能力，也促使教師們伴隨著課程建設(shè)而共同成長。

參考文獻(xiàn)

[1] ?中華人民共和國教育部.義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：北京師范大學(xué)出版社，2017.

[2] ?趙中建.基于項目的STEM學(xué)習(xí)[M].上海：上海科技教育出版社2016.