小學(xué)科學(xué)融合STEAM 理念的新型學(xué)習(xí)方式

林 靜

（福州市斗南小學(xué)，福建 福州 350001）

小學(xué)科學(xué)教育，不僅要教授學(xué)生科學(xué)知識，更要培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。傳統(tǒng)的課堂教學(xué)往往是師講生聽，師問生答，形式化的教學(xué)易導(dǎo)致學(xué)生對科學(xué)失去興趣，無法培養(yǎng)良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，也背離了課標中倡導(dǎo)的探究性學(xué)習(xí)，突出學(xué)生主體地位。［1］在教學(xué)實踐中，筆者整合教學(xué)經(jīng)驗，思考如何挖掘?qū)W生的創(chuàng)造力和綜合能力，嘗試將國外已較為成熟的STEAM 教育引入課堂，用其教育理念指導(dǎo)教學(xué)工作的開展。在初探STEAM 教育的過程中，曾嘗試讓學(xué)生進行簡單拼裝的工程類學(xué)習(xí)，但只是根據(jù)教師或說明書上的指導(dǎo)，按照步驟對一些器材進行簡單拼裝，其意義并不大，不能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力和綜合能力。而對于機器人、編程、3D 打印技術(shù)等較為高深的知識領(lǐng)域，又超過了小學(xué)生的認知水平。但事實上，STEAM 教育理念倡導(dǎo)的是用所學(xué)知識解決實際生活中的問題，改造舊物更好地服務(wù)于生活。［2］為此，教師在科學(xué)教學(xué)中，可以融合STEAM 教育理念，適度地創(chuàng)新科學(xué)學(xué)習(xí)方式。

一、以問題情境導(dǎo)入的項目學(xué)習(xí)

由學(xué)生感興趣的話題、前沿科技、奇妙現(xiàn)象等情境導(dǎo)入，能有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。教學(xué)中，教師常根據(jù)教材設(shè)計的順序進行教學(xué)，導(dǎo)致知識碎片化，思維模式的培養(yǎng)間斷。因此，筆者參考國外一些STEAM 教育案例，讓學(xué)生圍繞某一具體問題組建團隊，通過項目解讀—制定計劃—開展探究—交流探討—完善改進—展示分享，進行項目學(xué)習(xí)。在此過程中，組員們分工協(xié)作、各展所長，綜合性地運用科學(xué)、工程、技術(shù)、藝術(shù)、數(shù)學(xué)等多學(xué)科知識來解決具體問題。［3］

以“制作保溫盒”項目為例。課前，先引導(dǎo)學(xué)生掌握熱傳遞的方式，了解各種常見材料不同的導(dǎo)熱性能。隨后，讓學(xué)生觀察生活中常用的各式保溫杯，在了解保溫杯基本結(jié)構(gòu)和原理后，合理選用材料，設(shè)計一款自制專屬保溫盒，自此完成項目的解讀。接著，指導(dǎo)學(xué)生制定計劃，明確計劃中包含材料工具的選擇、保溫盒外形的設(shè)計、保溫盒尺寸的設(shè)定、保溫盒用途的預(yù)設(shè)、組員之間的分工安排，進行保溫盒的制作。在初步制作完成后，組織學(xué)生測試保溫效果，再根據(jù)小組間提出的建議進一步改進，最終以成果分享會的形式，對各自的作品進行介紹說明。實施融合STEAM教育理念的項目學(xué)習(xí)，要讓學(xué)生認識到，這是一項團隊任務(wù)，強調(diào)組員間的分工合作、集思廣益、各展所長。培養(yǎng)學(xué)生的團隊意識，注重與現(xiàn)實生活的聯(lián)系，注重解決問題的過程。

二、由低年級至高年級的體系化學(xué)習(xí)

在開展問題情境的項目學(xué)習(xí)后，思考各知識點在不同年級間的銜接與拓展。在學(xué)習(xí)中遇到同一領(lǐng)域知識點時，要能回顧已掌握的知識，自發(fā)進行深入思考，探究物體與現(xiàn)象更深層的性質(zhì)，逐漸形成由低年級至高年級連貫的體系化學(xué)習(xí)。學(xué)校根據(jù)不同年級學(xué)生的認知規(guī)律和知識掌握情況，圍繞一項課題，逐步深入開展研究性學(xué)習(xí)，使知識具有延續(xù)性，體現(xiàn)STEAM 教育理念中培養(yǎng)系統(tǒng)邏輯思維能力的目標。

以“物體沉浮”知識點為例。低年級的學(xué)生只要了解物體具有沉浮的現(xiàn)象，對沉浮現(xiàn)象在生活中常見的作用進行簡單的調(diào)查，通過詢問家長、觀察身邊事物、翻閱圖文版科普書籍等方式進行調(diào)查了解。知道下沉的船錨可以固定輪船，游泳池中利用小浮球串聯(lián)分割泳道，漂浮的救生圈救生衣能防止人們溺水等。中年級的學(xué)生開始探究沉浮的原因，明確物體在水中的沉浮不僅與物體輕重有關(guān)，還和物體大小（排出液體的體積）有關(guān)，在加鹽使原來下沉的雞蛋浮起來的拓展實驗中，讓學(xué)生認識到不同液體的浮力不同。高年級的學(xué)生將沉浮現(xiàn)象延伸到工程領(lǐng)域中——制作“載重船”，在提供的有限條件內(nèi)（一張長為24cm，寬為15cm 的長方形紙），各組設(shè)計并制作小船，使其達到最大的載重量。由此，將沉浮的相關(guān)知識逐步延伸，也滲透物理與數(shù)學(xué)的知識。通過觀察現(xiàn)象—探索原因—運用實踐，實現(xiàn)完整的體系化學(xué)習(xí)。

三、鼓勵求同存異的實踐性學(xué)習(xí)

在教學(xué)中，對學(xué)生回答問題或操作練習(xí)的評價往往有一定的標準，答案有對錯之分，作品有好壞之別。STEAM 教育理念提倡發(fā)散性思維，鼓勵學(xué)生敢想敢做。教師要保護學(xué)生的求知欲，鼓勵各種奇思妙想。這就要求教師調(diào)整原本的評價制度，只要依據(jù)相關(guān)的科學(xué)原理，設(shè)計的作品具有原創(chuàng)性、科學(xué)性，那么方案無分好壞，作品不分優(yōu)劣。基于科學(xué)課堂，通過科技節(jié)、綜合實踐課、興趣班等途徑，以簡單并常見的物體為線索，開展求同存異的實踐性學(xué)習(xí)。

以“齒輪、皮帶輪”的實踐性學(xué)習(xí)為例。引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計并制作運用齒輪、皮帶輪傳動原理的物品，樣式不限，材料自選，允許接入其他動力裝置。收集到的作品大致分為兩大類：車和摩天輪。有模仿坦克的履帶傳送小車，利用皮筋作為傳送帶的小車，模擬游樂場轉(zhuǎn)動的摩天輪等。在動力設(shè)計上，大多作品都加入了馬達和電池等驅(qū)動裝置，有的想利用扇葉轉(zhuǎn)動形成推力，有的加入手搖式齒輪帶動。雖然一些小車并沒有成功轉(zhuǎn)動，但開拓思路、嘗試制作也是一種難能可貴的成功。教育需要的正是這種求同存異、集思廣益的教學(xué)理念，促進學(xué)生善于思考、勇于實踐。

四、多學(xué)科間融合的綜合性學(xué)習(xí)

STEAM 教育理念倡導(dǎo)多學(xué)科領(lǐng)域間的互通、各種課程的結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)，提高學(xué)生解決問題的能力。在設(shè)計方案—實踐操作—交流總結(jié)等各環(huán)節(jié)中，進行學(xué)科參透，設(shè)計方案時，要數(shù)據(jù)運算、繪制設(shè)計草圖；實踐操作中，需制表記錄、數(shù)據(jù)處理分析；交流總結(jié)中，要語言表達、課件制作展示……這些環(huán)節(jié)中，除了科學(xué)，還運用到語文、數(shù)學(xué)、美術(shù)、信息技術(shù)等多個學(xué)科技能。開展各類項目學(xué)習(xí)、體系化學(xué)習(xí)、實踐性學(xué)習(xí)，為最終實現(xiàn)跨學(xué)科的綜合性學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)，讓知識融會貫通，培養(yǎng)解決實際問題的能力。

例如，在探索生命科學(xué)領(lǐng)域時，嘗試將科學(xué)與語文融合：認真觀察小動物，撰寫相關(guān)的作文；種植一棵植物，撰寫每個階段的觀察日記。與美術(shù)融合：觀察樹葉顏色形態(tài)，并制作樹葉貼畫；認識細胞的常見結(jié)構(gòu)，制作一份植物細胞模型。在探索物質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域時，與數(shù)學(xué)融合：學(xué)習(xí)杠桿滑輪，計算如何省力；了解沉浮因素，計算最大載重量。與美術(shù)融合：了解不同顏色玻璃紙的濾光作用，制作一副創(chuàng)意畫。與音樂融合：了解聲調(diào)和音量的原理，制作簡易排簫吹曲。在探索地球與宇宙科學(xué)領(lǐng)域時，與美術(shù)融合：認識土壤的顆粒大小，并使用黏土制作一份陶泥作品。與語文融合：觀察月相的周期變化，撰寫科學(xué)觀察日記。在探索工程和設(shè)計領(lǐng)域時，與數(shù)學(xué)、美術(shù)融合：認識三角形的穩(wěn)定性，進行搭支架比賽，比高比穩(wěn)比美觀。這種新型學(xué)習(xí)方式深受學(xué)生喜愛。通過創(chuàng)新課堂的嘗試，原本學(xué)習(xí)被動、不愛聽課的學(xué)生開始積極參與其中。一些不喜歡語數(shù)的學(xué)生在STEAM 教育理念滲透的教學(xué)中，開始自覺運用數(shù)學(xué)知識，進行運算解決問題；能撰寫觀察日記，勇于在同學(xué)面前交流展示。學(xué)生能將學(xué)習(xí)延伸到課堂外，留心觀察身邊事物，主動提出問題，參與探究，培養(yǎng)團隊意識和綜合素養(yǎng)。學(xué)以致用，提高學(xué)生解決問題的能力，培養(yǎng)創(chuàng)新意識。

在開展學(xué)習(xí)方式轉(zhuǎn)型的過程中，也遇到一些問題：如教學(xué)進度銜接，各學(xué)科間教師的配合，家長的理解與支持等。目前的教學(xué)實際，還很難大面積實施新型學(xué)習(xí)方式。為此，學(xué)校利用科學(xué)課、綜合實踐課、科技節(jié)、興趣班等多種途徑輔助實施，各學(xué)科教師間加強溝通、開展集備，通過班主任加強與家長的溝通。今后，學(xué)校將繼續(xù)深入探索，讓STEAM 教育理念更加有效地實施。