基于STEAM理念的初中科學項目化學習設計
——以“自制地球儀”為例

徐亞奇

（浙江省溫嶺市新河鎮中學 浙江·溫嶺 317502）

1 STEAM 教育理念與金字塔學習理論

2008 年學者Ya Kman 在STEM 教育理念的基礎上加入了藝術（Art）元素，形成了更加系統的STEAM 理念。

金字塔學習理論是由美國學習專家愛德加·戴爾首先提出。它是一種現代學習方式的理論。研究者采用不同的學習方式，對“學習者在兩周以后對學習內容記住的多少”加以統計。金字塔塔尖學習方式屬于被動學習，塔底部分屬于主動學習的學習方式。他提出，個人學習或被動學習相比之下學習效果較低；團隊學習、主動學習和參與式學習相比傳統方式顯得學習效果較高。金字塔學習理論表明，學生的主動學習、團隊學習對學生的學習效率有明顯的促進作用。學科教師值得探討的問題是：在當下減負提質的大環境中，如何根據金字塔學習理論來優化教師的教學行為，從而達到提高學生學習效率的目的。

2 STEAM 理念在初中科學項目化學習中的具體運用

2.1 改進實驗，促進STEAM 理念的滲透

浙教版七年級上冊3.2“地球儀和地圖” 第1 課時安排了“制作小型地球儀”的實驗內容。這個實驗是在前面對地球形狀和地球儀的認識基礎上，希望通過自制小型地球儀推進學生對地球形狀和經緯網的理解。基于新課程的理念，筆者認為自制小型地球儀的研究很適合落實STEAM 教育，因此，筆者把這塊內容單獨作為一課時進行改進嘗試。

2.2 完善材料，便于STEAM 活動的開展

有效開展STEAM 活動需要活動材料的準備作為基礎。教材上準備的器材先天不足，不便于開展STEAM 活動。原因一，教材中使用器材是乒乓球、粗鐵絲、剪刀、量角器等；而乒乓球相比桔子來說存在成本較高和取材不便的缺點；原因二，剪刀類工具在校園安全管控方面顯得較為敏感；原因三，一兩根粗鐵絲不好購買。經反復思考和實踐，筆者用筷子代替粗鐵絲；用時令水果桔子代替乒乓球，薄皮的桔子更好，以便展開成平面地圖。這樣的取材更易開展生活化教學。在初中科學教學中，開展項目化學習能讓學生體驗任務的綜合性和學習內容的趣味性。

2.3 貼近生活，建立科學與生活的聯系

新課標要求初中科學教學與生活緊密聯系在一起。先讓學生觀察成型的地球儀，了解地球儀的構造及地球儀上地軸角度、經緯網特點和經緯網劃分。設計項目讓學生動手制作地球儀，激發他們的興趣，同時訓練他們的操作技能，為實驗教學做好鋪墊。

教師引入生活化素材進行項目設計，把生活中的資源和教學聯系在一起，使學生產生探究的欲望，把課堂知識融入生活情境中，使課堂知識生活化，從而獲得思想的提升和精神的力量。教師的作用是引領和指導學生。當把科學知識與生活實際素材結合在一起，當生活化情境與抽象學科知識建立聯系時，既有利于學生參與演練，又使學生在做中學。項目化學習既可以增強學生對科學知識更深的理解，又有利于學生將科學專業知識運用到實際生活的問題解決當中。生活化項目學習可以把學生課堂間接經驗和實際生活直接經驗聯系在一起，學生通過生活化項目學習可以將科學知識應用到解決生活實際問題中。

2.4 滲透人文精神，提升核心素養

STEAM 教育十分注重學生人文精神教育。學生缺乏對傳統的尊重、對自然的感恩、對生命的敬畏。例如，在觀察自然界的生物時，盡管教師反復強調，學生還是會去折枝摘花、踐踏草坪、傷害小動物等。這與平時的教育缺失不無關系。當然，一個人文素養的養成絕非一蹴而就的，而是需要長期積累。因此，教師在教學中要進行有機滲透，潛移默化地影響學生。在本課教學中，筆者在課前布置了閱讀《只有一個地球》文章。通過閱讀，既可以增強學生愛護環境、保護地球的責任意識，并將愛護地球落實到日常生活當中。提高學生愛護自然、保護自然的責任感。提高學生人文底蘊、促進學生自主發展、提高責任擔當意識和培養創新實踐能力等科學核心素養。

2.5 項目驅動，以學為中心

實驗的活動空間是科學學習是否走向探究的一個重要標志。如果實驗空間太小，探究活動就可能會變成驗證或操作；如果實驗空間太大，學生常常因范圍太大不知從何入手，實驗效率低導致課堂時間延長而不夠用。STEAM 教育理念倡導項目式學習，要求課堂教學時探究實驗的空間控制在有限時間內進行。而把生活化實驗作為家庭作業可以讓學生參與實際演練，鞏固知識提升能力。在“自制小型地球儀”一節中，我布置的作業內容是：（1）制作地球儀；（2）畫出赤道，標出高中低維度；（3）畫出0 度經線并等分東經和西經；（4）劃分東西半球。圖1 為其中一位學生的成果，從作業反饋中看，學生的參與度明顯高，學生取材很豐富，并且更能體現出學生對該知識所擁有的結構體系，同時也引申出不少新的問題，這些是傳統作業所達不到的。選擇什么材料來制作？需要什么形狀的物體？同一形狀的物體選擇哪種好？相比之下性價比哪個高？活動后哪個回收方便？地球儀制作從哪里入手？經線圈疏密程度如何把握更合適？相鄰經線間隔30 度，需要算出360 經度要分布幾根經線？這些經線應該標的經度是什么？該不該用紅筆體現出地球儀上的關鍵重要信息？等等

生活化項目的學習更能體現對學生學科素養的培養，熟悉的生活化元素適用于不同層次的學生。某些對生活經驗缺乏、實踐中興趣不夠的學生也逐漸開始融入科學課題。生活化項目學習增強了學生學習的動力和激情，也在一定程度上深化了初中科學的課堂。

圖1

3 STEAM 理念在初中科學項目化學習中的運用思考

3.1 基于項目探究，營造生活化教學氛圍

將生活中的問題作為科學教學的生長點，啟發學生從問題入手的問題探究式教學包括發現問題、探究問題、解決問題等環節，符合STEAM 教育的培養模式。STEAM 教育倡導的學習探究化、學習項目化，可以通過真實問題進行項目建構，以問題解決為導向，以區域環境為載體，幫助學生在知識理解運用上得到加強，最終引導學生回歸生活，用科學知識原理去解決實際問題。

生活化項目學習，需要科學教師積極去營造良好的教學氛圍，讓學生在自由、開放的學習環境中發展自己、提高自己。據此學生才能對知識的認知度有充分提高，對于科學知識的學習更加主動。

3.2 聯系課堂內外，搭建生活化項目學習平臺

聯系課堂內外，既可以使學生對知識有更清晰的認識，又可以加深學生對知識的理解，將課內學到知識應用和解釋于生活，又在生活中提煉升華科學知識和科學能力。同時，生活化項目學習不但讓學生走進生活，還在生活中激發學生探索知識的興趣、使枯燥的課堂煥發自然活力。基于STEAM 教育理念，我們可以為學生搭建生活化項目平臺，例如開展模型制作、繪圖比賽、工程設計等活動。

3.3 滲透人文藝術，創新生活化項目設計

生活化項目學習最核心的內容就是在生活中發現知識、尋找知識和應用知識。通過生活化項目化學習，學生對科學有一個更為全面的認識，激發學習熱情，真正實現素質教育的育人目標。學生在 STEAM 教育引領下感受項目化學習帶來的樂趣。在生活化項目教學中教育者充分調動學生思考的積極性，活躍學生科學創新思維，讓學生在獲得合作交流、應變解決問題等多方面能力的同時，也可以體驗到學習的意義。

基于STEAM理念的初中科學項目化學習可以更好的讓學生在生活中發現科學知識的蹤跡。這樣，學生對于科學知識的學習變得更加主動，學生的科學知識儲備變得更加豐富。本文初步探討了STEAM教育在初中科學生活化項目學習中的運用設想，設計和結論都還值得進一步深入。但STEAM 教育作為現代教育發展的趨勢，在促進科學教育發展上很有借鑒意義。