STEAM教育理念融入小學科學教學的實踐

周志偉

摘要：STEAM有別于傳統單學科、重書本知識的教育方式，它是一種重實踐、重創新的超學科教育理念，對培養創新型人才有著十分重要的意義。STEAM理念融入小學科學教學有其先天優勢，因此基于STEAM教育理念進行小學科學教學實踐就顯得尤為重要。

關鍵詞：小學科學?STEAM教育理念?科學實踐?超學科

一、新課程標準對于小學科學課程性質和目標的頂層設計

2017年教育部印發了《義務教育小學科學課程標準》（以下簡稱《標準》），修訂完善后的新標準對原本具有活動性、實踐性的小學課程性質，進行了修改增加，即變成了基礎性、實踐性和綜合性。新標準確立小學科學課程基礎性課程的地位，并強調了本課程具有跨領域甚至跨課程的新性質。《標準》強調，學生學習科學的最重要方式應該是活動探究，通過創設目標過程讓學生親身經歷動腦又動手等實踐活動，達到培養學生運用科學知識和技能來認識世界，進行科學探究，與自然和諧共生的科學素養的課程目標?！稑藴省窂奈镔|科學、生命科學、地球和宇宙科學、技術與工程這四個領域，對科學知識和科學方法進行綜合呈現。其中技術與工程領域與STEAM教育中的T代表的Technology——技術，E代表的Engineering——工程，不謀而合。該項課程領域的增加，凸顯了小學科學和STEAM教育一樣對技術和工程領域的重視。

二、STEAM教育的特點

STEAM教育發源于美國，是一種十分重視實踐的超越學科的教育理念，它與傳統的重書本知識、學科劃分明晰的教育方式有著很大的區別。它經歷了從STS到STEM再到STEAM的發展過程，是科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）、藝術（Arts）與數學（Mathematics）多學科融合的綜合教育。新加入的A其實是人文素養、藝術視角和設計思維的結合，這使得多學科的綜合教育變得更加全面。STEAM教育打破了僅停留在思辨和想象上的知識學習，更多地要求孩子們注重實踐，注重動手來完成與他們生活密切相關的、感興趣的項目，從這個完成的過程中學習各科以及跨學科的知識，喚醒他們的創造潛能。

三、依托STEAM教育理念的科學教學改革需求

教育部在《關于“十三五”期間全面深入推進教育信息化工作的指導意見》中明確指出，未來五年要“探索STEAM教育、創客教育等新教育模式”。STEAM教育這種重實踐、超學科的教育理念與新課標指出的小學科學課程新的性質——基礎性、實踐性、綜合性不謀而合;與重視探究、重視實踐的教育方式不謀而合;與強化學生各方面的認知能力，塑造學生良好的科學素養的目標不謀而合。在小學科學教和學的活動中引入STEAM教育理念，在這一教育理念下采取相對應的措施來構建優質的小學科學教學課堂，無論對實現小學科學課程的教學目標還是對培養擁有科學素養的綜合性人才，都有著重要的作用。

四、STEAM教育理念融入小學科學教學的具體實踐

蘇教版五年級上冊《科學》第19-21頁“照鏡子”，要求學生利用熟悉的日用品——鏡子，來探究光的反射現象。通過學習和探究，學生認識了平面鏡能成像及其概念，發現了平面鏡的反射現象及平面鏡成像的特點。這部分課程最后的內容是“在老師的指導下做萬花筒”，這正好可以作為STEAM教育理念融合科學教學的切入口。

1.以項目為驅動的STEAM PBL

與傳統的課堂不同，以項目為驅動的STEAM教學過程往往是由教師依據學段和階段學習目標發布一個“模糊”的項目任務，學生依據所掌握的科學知識，調用不同學科的已有認知，加以整合后進行探索實踐，輸出一個“優化”的結果。

依據教材中本章節內容，以及學校即將進行的“愛心義賣跳蚤市場”活動，制定項目目標：用盡量少的成本，制作出集功能性、藝術性、創意性為一體的“萬花筒”，獲得盡可能大的利潤，成為“公益天使”。

這樣的項目情境能調動學生積極主動地去進行理性思維、科學探究、動手實踐，讓他們愛上造物，在造物中學習，在造物中研究。

2.以跨學科的整合為依托

在科學、技術、工程、數學、藝術之間，存在著一種相互支撐、相互補充、共同發展的關系。

教學中，我將學生分成八個“創意工作坊”，對每個坊內的成員構成進行合理分配。依據學生的特長方向進行角色劃分：小科學家、小工程師、小高級技工、小會計師、小設計師……每個工作坊基本配齊所需角色。不同的角色重點解決與自身特長相關的問題，如萬花筒制作材料的選擇，萬花筒的結構構成可以依靠3D建模打印，進行成本核算以最小的投入獲得最大的效益，怎樣設計出吸引人的圖案和色彩元素等。這樣的方式，讓學生自己動腦思考、動手完成他們感興趣的，并且和他們的生活或特長相關的項目細分，從過程中學習各種跨學科的知識。

3.以實踐為基礎創新創造

STEAM教育不僅注重通過對問題的探究，完成科學知識的構建，更關注學生科學素養的養成。不能僅停留在思辨和想象上，而應要求孩子們注重實踐，注重動手，注重過程，將動手實踐和思考探索有機結合，真正喚醒其與生俱來的創造力潛能。

在各工作坊的萬花筒設計制作過程中，各種想法、方案、設計不斷刷新，創新、創意層出不窮。有的孩子提出，用塑料鏡片取代玻璃鏡片，結實且安全;有的孩子提出，結構可以分成兩個圓筒，一個觀察筒和一個成像筒;有的孩子提出，可以在筒的中間加個透明隔斷裝置;有的孩子提出，給萬花筒增加多色LED照明裝置，增強可玩性;有的孩子提出，能不能將筒內的美麗世界給投影出來;有的孩子提出，能不能將萬花筒也設計成互動性游戲……

4.將藝術融入科學教育

李政道說過，科學和藝術是不可分割的，就像一枚硬幣的兩面，它們的共同基礎是人類的創造力，它們追求的目標都是真理的普遍性。時至今日，人類社會的發展，需要科學與藝術的融通，需要用科技創新來提供文化發展的動力，需要用文化來增強科技產業的核心競爭力。在創意萬花筒的制作中，當工程師與設計師，當科學家與畫家在一起時，他們碰撞出的是“科技”與“藝術”的火花。各種“設計性思維”應運而生，對于外觀圖案就有了許多大膽設計：有“光與影”主題，有“天空”主題，有“戲劇”主題……

5.以產品化成果來實施評價

以項目驅動為開端，產品化成果的實現為最終評價，是STEAM教育的另一大特色。評價的內容既有過程性評價，也有形成性評價。評價的標準涵蓋科學知識、工程技術、人文積淀、審美情趣、效能產出等多個方面。鼓勵學生對成果進行自我評價和相互評價，鼓勵學生利用科學的、現代的、藝術性的方式對自己的成果進行展示義賣。

創意“萬花筒”項目取得了很大的成功，孩子們收獲了科學探索的過程，收獲了創新的能量，收獲了藝術的軟實力，收獲了“公益天使”的稱號。這次STEAM理念融入科學教學的實踐，提升了學生的高階思維能力、解決問題的創新能力、伙伴之間的合作能力，并在引導學生進行跨學科的整合、實現自我激勵上取得了有效的成果。

科學學科的目標是發展學生的核心素養，而STEAM教育與科學教學的融合，則給學生創設了一個跨學科的學習背景，在學習過程中鼓勵學生多思考多探索，不怕犯錯誤，充分發揮他們的創造力，鼓勵他們動手實踐，最大限度地開發他們的潛能。STEAM教育與科學教學的融合讓跨學科視野、科學家思維、合作精神、藝術軟實力助力孩子們登上夢想的舞臺，為培養未來世界創造者打下堅實的科學核心素養基礎。

參考文獻：

[1]劉景福，鐘志賢.基于項目學習（PBL）模式研究[J].外國教育研究，2002（11）.