STEAM教育理念下幼師生科學實踐能力培養探索

【摘要】筆者基于STEAM教育理念，以簡易航模制作為例，闡述在高職院校學前教育專業學生中開展多領域、多學科知識相互融合，從而提升學生科學實踐能力的重要性。

【關鍵詞】 STEAM教育理念;科學實踐能力;航模

一、STEAM教育理念

近幾年來STEAM教育理念在許多國家的各類教育機構都得到了廣泛地應用，這一教育理念代表著未來教育創新人才、實踐人才培養模式的新趨勢。目前國內許多中小學的教學實踐中已經在滲透和應用STEAM教育理念，而在高職院校中應用到STEAM教育理念的教學研究和實踐卻屈指可數。

“STEAM”是科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）、藝術（Arts）和數學（Mathematics）這五個學科英文單詞的首字母縮寫。STEAM教育理念是一種正在興起的新型教育模式，它打破了人們慣用的傳統單科領域獨立思維的習慣，注重橫向學習研究跨學科領域，強調各個領域思維的關聯和融合，以及教育的創新性、實踐性、互動性和開拓性。我們通過STEAM教育理念的跨領域、跨學科的教育方式能夠培養具有全方位能力的型復合型人才，也能鍛造學生探索學習、創意革新、科學實踐、溝通合作和思考問題等能力。

二、高職院校學前教育專業學生科學實踐能力培養的意義

幼兒科學素養是幼兒學習其他各領域知識的基礎，它在幼兒認知、感知覺、思維等各能力的培養中都發揮著重要的作用。幼兒科學素養水平的高低直接影響到幼兒在其他領域學習的效果。高職院校學前教育專業的學生在畢業后將肩負幼兒教育和培養的任務，他們除了要具備與從事幼兒教育相關的五大領域（健康、語言、社會、科學、藝術）的基礎知識和基本技能外，還應具備扎實的科學實踐和動手操作能力。綜合實踐能力是他們應當具備的各項技能當中尤為重要的一種能力，它是以科學實踐能力為首的應用各領域學科知識能力的集合體。學生科學實踐能力的形成需要其在科學理論知識學習、領會的基礎上有效結合技術、工程、藝術和數學的相關知識，通過對目標材料的構思、設計和動手操作來逐步實現。

三、STEAM教育理念下高職院校學前教育專業學生科學實踐能力培養案例分析

下面筆者以“簡易航模制作”為例，介紹STEAM教育理念下多領域學科知識相互關聯融合對學前教育專業學生的科學實踐能力培養過程。

一架簡易航模的制作涉及到空氣動力學、電學、數學、工程、技術、藝術、材料和計算機等多個學科領域的知識。只有當學生對相關知識運用得當才能推進航模的制作，并且要每個步驟都要熟爛于心，否則他們可能前功盡棄。筆者在組織學生進行科學實踐能力的培訓中，為了提高他們的成功率而選擇創設難度較低的航模作品---萌芽號飄飄機模型。該模型既可以當做靜態模型用于幼兒科學觀摩課;也可以作為動態展示模型，由教師帶領幼兒操作以感受飛行的樂趣，因為模型飛行速度非常慢所以安全系數較高。

學會和小組成員通力合作完成一架簡易航模的制作，是學生掌握科學實踐能力和能夠靈活運用其他學科能力最好的詮釋，也是STEAM教育理念影響下學生由一專向多能邁進的最好佐證。為了培養學生幼兒科技玩教具的制作能力，筆者建議學生以小組合作的形式來完成該模型的學習和制作過程。

首先筆者給每個小組發放相應的工具和材料，小組學生在教師的帶領下分階段、按步驟完成模型的制作。萌芽號飄飄機機身采用KT板和桐木混合材質，屬于上單翼后置螺旋槳推進方式的三通道固定翼遙控模型飛機。在學習設計制作之初先對學生進行相關基礎知識的預熱培訓，比如在空氣的知識中講到一個標準大氣壓的概念，還有空氣的密度、空氣的黏性等;在空氣動力中學習作用于機翼上的正、負壓力和壓力中心的概念，認識升力和阻力，了解機翼失速及雷諾數等。由于學生已經在高中階段學習過相關的物理知識，所以這部分知識學習起來難度不大，同時他們的數學基礎也相對較好，學習中對涉及到的公式含義理解較快;在翼型的選擇上，為了能讓模型飛行更慢、更安全我們選擇“凹凸型”，因為該翼型升阻比較大，有利迎角和升力系數就大，飛行速度就有效減慢了，這也符合KT板這種材質的加工特點;在機翼的平面形狀上，我們選擇“矩形”機翼，這種機翼較兩端為橢圓形的誘導阻力稍大一些，但考慮到制作的簡便起見我們還是選擇了該機翼;我們給學生講解了反角的知識，大家一直認為V形上反角模型飛機的機翼好做而且側滑后恢復的穩定性也較好。

當我們把模型飛機設計的前期工作都做妥當之后，就進入了實踐操作階段。這一階段要求學生掌握autoCAD圖形設計軟件的使用方法，能根據既定參數勾勒繪制模型草圖并完善定稿，然后通過討論擇優錄用圖紙。從作品中可以看出學生們的創新度都比較高，藝術和技術的完美結合躍然紙上。圖紙是模型由創意到成果的橋梁，為了能精確地把圖紙內容透寫在KT板上，學生們群策群力，盡善盡美。模型零部件的切割是個細致活，不但要求學生工具使用手法正確，還應注意在線條連接處切割方式的切換，保證材料的完整性。模型的粘接可以檢驗學生對熱熔膠槍使用熟練程度，膠多不易固化，膠少粘接力不足，只有恰到好處才有利于材料的拼接。看著模型在團隊努力下慢慢變成現實，大家喜悅之情溢于言表。模型動力設備的配置方面，學生們通過理論和實踐證實這個搭配較合理，即電機：品牌2208KV2600，螺旋槳：5030，電調：品牌20A，電池：1500mA15C。

四、STEAM教育理念下高職院校學前教育專業學生科學實踐能力培養總結

總之，在STEAM教育理念下的科學實踐能力的培養，需要教師在轉變思維意識的同時，重視在教育實踐課程中實現多學科領域知識的互聯互通，通過實踐提升學生的科學實踐能力，達到教育效果的最優化。

【參考文獻】

〔1〕朱寶鎏. 模型飛機飛行原理 [M]. 航空工業出版社， 2007.

【作者簡介】李青松（1978—），河北唐山人，本科，講師，主要研究方向為物理教學。

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