STEAM教育在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的滲透

黃興建

STEAM教育就是集科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)于一體的綜合教育。它旨在打破學(xué)科疆域，倡導(dǎo)將各個領(lǐng)域的知識通過綜合的課程結(jié)合起來，加強學(xué)科間的相互配合，對學(xué)生進(jìn)行綜合性教育，使學(xué)生靈活掌握多個領(lǐng)域的知識，能夠在解決科學(xué)與數(shù)學(xué)問題時，與生活實際相結(jié)合，讓學(xué)生在綜合的環(huán)境中學(xué)習(xí)，更有助于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新性思維，獲得更大進(jìn)步和成長。

一、STEAM教育在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的滲透

STEAM教育就是集科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)于一體的綜合教育。科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)這幾個學(xué)科的關(guān)系怎樣呢？在筆者看來，就是“科學(xué)”和“技術(shù)”，通過“工程”與“藝術(shù)”來呈現(xiàn)，所有的這一切建筑在“數(shù)學(xué)”的基礎(chǔ)上。如果按這個來理解，就是“數(shù)學(xué)”是基礎(chǔ)，“工程”和“藝術(shù)”是過程，然后“科學(xué)”和“技術(shù)”是結(jié)果。

（一）科學(xué)和數(shù)學(xué)

小學(xué)科學(xué)課實驗教學(xué)中，在制作變速的風(fēng)車時，教師可讓學(xué)生們思考如何可以讓風(fēng)車“變速”？原理是電阻讓電流產(chǎn)生了變化，從而讓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速產(chǎn)生了變化。還有在做彈力實驗的時候，會讓孩子們不停地嘗試彈球裝置，觀察皮筋的松緊程度對彈球距離的影響，以及觀察在硬地板上和地毯上，球能滾多遠(yuǎn)？

以上這些觀察和引導(dǎo)，背后的原因都是對現(xiàn)代科學(xué)和數(shù)學(xué)的認(rèn)知。科學(xué)與數(shù)學(xué)的關(guān)系在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中是密不可分的。因為不管是“變速的風(fēng)車”中的電阻，還是彈力實驗中的彈力以及地面的摩擦力因素，都是科學(xué)原理，都需要通過數(shù)學(xué)來計算的。雖然這個年齡的小學(xué)生還不知道怎么去計算，但是這種概念需要潛移默化地去影響他們。

所以在小學(xué)科學(xué)課教學(xué)中，首先是需要有數(shù)學(xué)和科學(xué)的知識以及思維習(xí)慣。要知道，不管這個學(xué)習(xí)的結(jié)果如何，背后都是有科學(xué)道理和數(shù)學(xué)依據(jù)的。

（二）工程和藝術(shù)

但是如果在科學(xué)教學(xué)中只是掌握科學(xué)和數(shù)學(xué)知識，是不是就是STEAM教育了呢？這是很不夠的，這也正是目前科學(xué)課堂教學(xué)遇到的問題，流水線式的培養(yǎng)了一批“理論知識的高手”，但卻是“實際應(yīng)用的低能”。

所以，在科學(xué)教學(xué)中，工程和藝術(shù)是非常重要的。先講一下工程，百科里就給了詳細(xì)的解釋：工程是應(yīng)用數(shù)學(xué)、科學(xué)，經(jīng)濟、社會和實踐知識，來進(jìn)行創(chuàng)造、創(chuàng)新、設(shè)計、建造、維護(hù)、研究，用來完善結(jié)構(gòu)、設(shè)備、工具、系統(tǒng)、零部件、材料、工藝，解決方案和組織結(jié)構(gòu)。所以工程就是應(yīng)用和實踐，是STEAM學(xué)習(xí)里面，貫穿始終的一個關(guān)鍵。用家里的廢舊硬紙板，搭建一個房子模型;用電路和電池來點亮一個二極管燈珠。不管你用什么材料，呈現(xiàn)了什么結(jié)果，這個過程就是“工程”。在科學(xué)教學(xué)過程中，通過動手實踐，孩子可以把文本式的知識進(jìn)行具象，而且孩子的天性就是喜歡搭建、喜歡拆解。通過“工程”在科學(xué)課堂學(xué)習(xí)過程中，既能鍛煉孩子思考問題和解決問題的能力，也能通過一個結(jié)果的呈現(xiàn)來實現(xiàn)學(xué)習(xí)的激勵和興趣的保護(hù)，強化小學(xué)科學(xué)教學(xué)的學(xué)習(xí)效果。

那么STEAM里面的A，藝術(shù)又是怎么回事呢？筆者認(rèn)為，有很多方面是需要涉及到“藝術(shù)感”的。比如工程環(huán)節(jié)，如何進(jìn)行一些結(jié)構(gòu)的設(shè)計，其實這就是藝術(shù)的應(yīng)用。還有，我們科學(xué)教學(xué)中，實驗制作最后的成果展示，不管是通過陳述分享，還是海報展示、演講說明，甚至一個圖文并茂的學(xué)習(xí)筆記，都是科學(xué)教學(xué)中“藝術(shù)性”的體現(xiàn)。

（三）技術(shù)

從教學(xué)過程中來說，已有的技術(shù)可以成為科學(xué)教育中的工具和手段。要求教師學(xué)習(xí)如何使用和運用技術(shù)解決教學(xué)中的問題，來進(jìn)行學(xué)習(xí)和實踐。最簡單的比如，筆（可以用來記錄）、電線（可以用來導(dǎo)電）等，我們也可以把技術(shù)理解為一種學(xué)習(xí)或解決問題的工具。

二、小學(xué)科學(xué)教學(xué)中滲透STEAM教育的幾個注意點

（一）培養(yǎng)好科學(xué)和數(shù)學(xué)的興趣是基礎(chǔ)

這是第一步的，尤其是低齡段的孩子，首先要讓孩子對科學(xué)和數(shù)學(xué)有興趣，不管是通過科普讀物、科學(xué)小實驗還是數(shù)學(xué)啟蒙，這方面要有一定的知識基礎(chǔ)和思維習(xí)慣。

（二）動手實踐最重要

前面第一點是一個循序漸進(jìn)并且長期的過程。進(jìn)入小學(xué)以后，就是一個漫長的學(xué)習(xí)過程了，必須強調(diào)動手實踐。觀察——思考——動手實踐——成果展示，這是科學(xué)教學(xué)中STEAM教育必不可少的流程。所以不管是在家進(jìn)行實踐、還是在校學(xué)習(xí)，凡是科學(xué)課堂可以接觸到的，都是特別強調(diào)動手實踐的。

（三）學(xué)習(xí)并掌握一些技術(shù)工具

這個是在第二點的過程中一定會接觸的。但是這里要特別強調(diào)的是，千萬不要把學(xué)習(xí)一門技術(shù)當(dāng)成是STEAM教育的全部，這僅僅是技術(shù)工具。關(guān)鍵要看孩子學(xué)到的“技術(shù)”是用在什么場景的學(xué)習(xí)過程中，是能夠解決什么實際問題。

（四）培養(yǎng)藝術(shù)修養(yǎng)

這一點是和前面三點并行的，因為藝術(shù)相對感性，在科學(xué)教學(xué)中STEAM的工程環(huán)節(jié)和結(jié)果呈現(xiàn)環(huán)節(jié)，有設(shè)計思維、有藝術(shù)素養(yǎng)的孩子可能表現(xiàn)會特別一點，能夠錦上添花。

三、STEAM教育與科學(xué)課堂教育具體措施要求

一是要搭建好團(tuán)隊，二是要為學(xué)生打好基礎(chǔ)，三是選好主題，四是把控好過程，五是教師要多付出，舍得“犧牲”。

從理論到實踐，運用STEAM教育理念融入到科學(xué)教學(xué)中，開展積極探索實踐，從封閉走向開放，從分科走向融合，從重結(jié)果到重過程，從強調(diào)個體到關(guān)注合作，從知識學(xué)習(xí)到問題解決，從被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)向主動參與，為祖國教育卓越品質(zhì)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。