運用STEAM理念重構科學課堂探究

孫飛

摘 要：STEAM教育強調技術教育手段應用，提倡跨學科拓展教學范圍，有利于培養具有綜合素質的復合型人才。運用STEAM理念重構科學課堂，能打破學科壁壘，讓學生將不同學科的知識聯系起來，做到融會貫通，更好地實現提高學生科學素養這一根本目標。文章結合教學實踐，對運用STEAM理念重構科學課堂進行探究。

關鍵詞：科學教學;STEAM理念;重構;科學課堂;科學素養

中圖分類號：G623.6 文獻標志碼：A文章編號：1008-3561（2021）12-0090-02

《教育信息化“十三五”規劃》提出，有條件地區要積極探索信息技術在“眾創空間”跨學科學習（STEAM教育）、創客教育等新的教育模式中的應用，鼓勵發展STEAM教育。在科學教學中，教師運用STEAM理念重構科學課堂，能打破學科壁壘，讓學生將不同學科的知識聯系起來，并做到融會貫通，更好地實現提高學生科學素養這一根本目標。本文結合教學實踐，對運用STEAM理念重構科學課堂進行探究。

一、用心選題

科學課程涉及物質世界領域、生命世界領域和地球空間領域等三大領域的內容，這些內容不可能完全融入STEAM理念。因此，在科學教學中融入STEAM理念會涉及選題的問題。要選擇適合的內容融入STEAM理念，就要做到兩個“切合”。

（1）切合教材。所謂切合教材，即選取教材中適合融入STEAM理念的內容，主要是工程技術方面的內容。人類為了生存，為了探究自然界的變化規律，制造了工具，改進了工具，出現了大量的發明創造。教師帶領學生了解祖先的發明創造，體驗發明創造的過程，不僅能讓學生產生敬意，還能啟蒙學生工程技術思想。例如，在“太陽鐘”一課的教學中，教師可融入STEAM理念。明確太陽鐘制作的原理是科學的內容，如何設計太陽鐘是從技術的角度考慮問題，怎樣分工完成是從工程的角度考慮問題，做出精確的刻度要運用數學知識，怎樣使做成的太陽鐘方便、美觀要從藝術的角度來考慮。因此，融入STEAM理念，制作簡易的太陽鐘就不再是單純的制作。學生在學習原理后，要進行設計，畫圖紙，選擇材料，完成制作，并進行改進。STEAM理念的融入，使原本枯燥的制作變得生動有趣，能激發學生的探究熱情和求知欲。

（2）切合學生。兒童是天生的工程師，技術與工程領域的學習可以使學生有機會綜合所學的各方面知識，體驗科學技術對生活和社會發展的影響。因此，教師在選擇融入STEAM理念的教學內容時，必須以學生為中心?？茖W教學應考慮到不同年級學生的心理特點、認知特點，讓學生在學習中動手動腦，學會關注生活，綜合運用所學知識，真正著眼于科學素養的提升。例如，在“空氣的性質”一課的教學中，教師可把探究壓縮空氣力量的實驗改為制作空氣動力小車，再通過組織比賽，引導學生運用所學知識設計制作。這能將STEAM理念、工程技術思想與教學內容有效整合在一起，有利于激發學生學習興趣，調動學生學習的積極性和主動性，切合學生的心理特點和認識特點。

二、匠心選材

在科學課上，選擇好的材料是成功的一半。因此，教師獨具匠心的選材，能收到事半功倍的教學效果。

（1）提供選擇。提供選擇是指教師應盡可能為學生多提供不一樣的材料，或不同規格的材料供學生在實驗時使用。選擇不同的材料，實驗效果會有很大的差別。在選材的過程中，學生會經歷探索和發現的過程，這與STEAM理念相切合。例如，在“聲音的產生”一課的教學中，教師可給學生提供一些材料，讓學生制作一個能證明聲音的產生是由于振動引起的實驗裝置。教師在提供材料時，不能局限于教材，要給學生提供不同的材料，讓學生體會不同材料對實驗的影響，以提高學生創造性解決問題的能力。

（2）創新改進。創造性地運用材料，能提高實驗效果。例如，在“冷空氣和熱空氣”一課的教學中，在引導學生做小紙蛇時，教師可給學生提供錫箔紙。這樣，學生做出來的小蛇的重量會比較輕，并且結實有光澤，旋轉起來特別炫目，更容易激發學生的探究熱情。又如，在“熱的傳遞”一課的教學中，教師可使用變色油墨進行實驗，這能非常明顯地看到物體表面的顏色變化，實驗效果會更好。

三、精心授法

技術與工程領域教學提倡“做中學”。所謂“做中學”，就是邊學邊做，邊做邊學，“做”是做產品，“學”是學方法。STEAM理念下的科學教學，更關注的是設計之法和改進之法。

（1）設計之法。設計是工程技術的關鍵，而在傳統科學教學中，設計常常會被忽視。很多教師在剛接觸STEAM理念時，總覺得這是成人做的事，跟孩子講設計是拔苗助長，而事實并非如此。馬克思說過，最蹩腳的建筑師一開始就比最靈巧的蜜蜂高明的地方，是他在用蜂蠟建筑蜂房以前，已經在自己的頭腦中把它建成了。學生參與設計，能通過圖紙、文字、語言等，表達自己的想法。在這個過程中，學生真正思考了，真正把自己學到的知識以及生活經驗表達出來了，接下來的制作，無論成功與失敗，做出來的都是自己的東西，凝聚著自己的智慧和創造。例如，在“降落傘”一課的教學中，教師可讓學生進行設計，并要求學生精心選擇材料，精心設計。用什么材料制作傘面，做多大的傘面，用多長的線，都要有詳細的計劃。要畫出簡單的設計圖，并在圖上標明。這個過程看似浪費時間，實際上卻能節省時間，因為畫好設計圖后，制作的過程相當快，少走了許多彎路。因此，在科學教學中，教師更應該注重教給學生設計之法，一個會設計的學生必定是一個會思考的學生，一個會思考的學生必定能學好科學課程。

（2）改進之法。STEAM理念下的科學教學，除了要關注設計之法以外，還應關注改進之法。有科學家預測，材料科學有望成為未來十年最重要的技術。實際上有許多領域設計水平已經達到了一定的高度，而材料卻成為了改進的阻礙。材料的改進僅僅是一個方面，而設計的改進更為重要。許多好的產品都是在最初的設計之上慢慢改進而來的，沒有誰能一次性設計出完美的產品。因此，讓學生從小就學會改進自己的設計至關重要，這也是STEAM理念給我們的一個重要啟示。例如，在“各種各樣的能量”一課的教學中，教師設計了一個制作水火箭這一工程技術活動。在課堂上，教師讓學生欣賞了一個簡易的水火箭模型，并介紹了制作原理，之后，將學生分成若干小組進行設計。在接下來的一個月的時間里，教師定時與學生交流，從材料節約、外形美觀、結構合理等方面啟發學生對自己的設計進行改進。一個月的時間雖然比較漫長，但能讓學生有足夠的時間改進自己的設計，從而使自己制作出來的水火箭更加完美。在最后的發布會上，學生們展示出許多精美的水火箭。教師在教學中成功地融入STEAM理念，能讓學生在改進中思考，在改進中探究，在改進中提高，有效提升了學生的科學素養。

總之，運用STEAM理念重構科學課堂，能打破學科壁壘，讓學生將不同學科的知識聯系起來，做到融會貫通，更好地實現提高學生科學素養這一教學目標。雖然STEAM理念對許多教師來說還是新鮮事物，并且STEAM強調的跨學科學習包含許多內容，但只要我們有一顆探索的心，用心選題，匠心選材，精心授法，科學教學就一定能盡快地融入STEAM理念，一定能大放異彩。

參考文獻：

[1]邵琪.基于STEAM教育理念的小學科學教程構建探討[J].基礎教育研究，2020（06）.

[2]權秀媛.STEAM理念下小學《科學》設計型教學模式的改革研究[D].遼寧師范大學，2019.

[3]張鵬.整合資源 優化結構 提升科學學科綜合素養——淺談以STEAM教育理念重構小學科學單元教學[J].湖北教育，2018（10）.

[4]梁玲玲.基于STEAM理念的小學科學課程探析[J].基礎教育研究，2018（13）.

[5]寧靈芝.基于STEAM理念的小學科學情境教學研究[D].廣西師范大學，2017.