高效STEAM教育課堂構建初探

王秋麗

依據2017版《義務教育小學科學課程標準》，小學科學課程內容應注重學習者體驗科學探究的過程。學科講授式教學的傳統課堂已無法滿足學生對知識的需求，所以小學科學老師在授課過程中，需要改變教學策略，綜合考慮不同年齡階段學生的認知特點和學習規律，進行課程設計，將重點放到培養學生自主探究能力和組織協作能力上，讓學生能夠在探索過程中與實際生活相聯系，發揮學生的主觀能動性，從而促進綜合素質的發展。

STEAM教育理念自2007年引入我國以來，經過十幾年的探索與研究，STEAM教育的理論與實踐研究更加符合我國學生的學習情況，STEAM教育在我國已經進入蓬勃發展階段。在理論層面上，義務教育階段STEAM課程是科學、技術、工程、藝術和數學等五門學科跨學科有機融合的實踐性綜合課程，其教育理論的重點在于培養學生科學素養、技術素養、工程素養、藝術素養以及數學素養，基于這一理念開展教學，可以有效地促使老師引導學生主動探索科學問題，并在探索實踐的過程中，與實際生活進行有效聯系，使學生擁有更充足的實踐機會，以達到促進學生綜合素質發展的目的。所以，STEAM課程是落實“立德樹人”根本任務、促進學生STEAM素養形成和發展的主要載體。STEAM素養是現代社會公民必備的綜合素養，是學生適應智能時代社會生活的關鍵能力，STEAM課程對經濟社會進步和科技創新型人才的培養具有不可代替的作用。在實踐層面，在STEAM課程中，學生獲得知識的多少取決于學生在頭腦中構建知識的能力，而不是取決于學生記憶和背誦老師講授內容的能力。STEAM課程的課堂需要通過探究學習、支架式教學、情景教學和合作學習等方式，幫助學生從原有知識經驗中主動構建新的知識經驗。所以說，STEAM教育注重項目式學習、基于問題的學習，強調學科知識的融合和綜合素養的培養。

由此可知，STEAM教育與小學科學存在互相契合的學理基礎，同時，小學科學強調自主探究式學習，這與STEAM教育在實踐方面不謀而合。因此，小學科學課可以作為STEAM理念實施的一種方式、理念。本文以教科版科學二年級上冊第二單元第六課《做一頂帽子》為例，進行基于STEAM教育理念的教學初次探究，以下為教學設計與過程。

一、創設情境，聚焦項目

師：出示戴著各種帽子的不同人的圖片，如，游泳的、工地上工作的、外出旅游的、冬季室外的等。提出問題：這些帽子都有什么作用？

生：聯系圖片中展示的各種情境下的帽子，說出各自的用途，如，遮陽、防水、保護、保暖、裝飾……

師：這些帽子為什么會有不同的用處？

生：根據圖片分析出不同用途的帽子，其制作材料不一樣。

師：制作這些帽子的材料分別有什么特點？

生：泳帽的制作材料需要防水，安全帽制作材料需要堅固，遮陽帽的制作材料需要能夠抗紫外線，冬天帽子的制作材料應該能夠保存熱量……

師：根據學生的交流進行板書，將“帽子”“用途”“材料”依次呈現，目的是將“物體”“功能”進行聯系，為后續活動的開展做準備。

師：呈現課前準備的廢舊物品，開啟本課項目——做一頂帽子。

【設計意圖】STEAM項目式學習采用工程的學習模型，為學生創設意義情境，并設立目標：制作一頂符合需求的帽子。同時引導學生關注材料的特性。

二、 帽子設計，意義聯結

（一）帽子設計，選擇材料

1.小組討論確定將要制作的帽子類型及其功能

師：為了做出既實用又美觀的高質量帽子，每個小組只能選擇做一種帽子，最終成果以“帽子展示會”方式呈現。

生：小組商討確定目標帽子及功能。

師：在黑板上將不同小組列在不同的“帽子工程師團隊”里。

防水帽工程師團隊——1，3，4

保暖帽工程師團隊——2，5，6

……

2.根據目標帽子功能，選擇合適材料

師：

問題1：說一說各小組要制作的帽子都需要什么材料？

問題2：要做一頂好的帽子，除了主體材料，還需考慮什么？

提示學生可以選擇多種材料做輔助，使我們的帽子更完善，滿足更多需求。最后，提醒學生將所選材料記錄到活動手冊上。

（二）確定帽子的尺寸

師：帽子的尺寸是否合適很重要，怎么確定帽子的尺寸呢？

生：可能想到用軟尺或直尺測量。

師：為了更加方便和快捷，老師可以提示學生使用扭扭棒測量小組內某位小伙伴的頭圍，制作時也可以將扭扭棒扣在帽子里面。

（三）畫簡易設計圖

師：如何使你的設計讓其他人看懂呢？

生：畫設計圖。

師：對學生的想法進行補充和整理，提示學生可以圖文結合，并要求學生將設計圖標明尺寸。

注意：在設計過程中，學生可能會存在忘記測量帽子深度的情況，老師需要進行提醒與指導。

【設計意圖】以“開一個帽子展示會”的形式，讓學生進行工程師的職業體驗，根據實際需求對產品進行設計、選材、制作，可以看出將工程實踐作為學習的情境，能調動學生關于產品和材料的生活經驗，達到有效的意義聯結。同時通過幾個簡單的問題，引導學生關注帽子功能的需求，比如，美觀、舒適，指向對多種材料的綜合運用。

（四）測量和制作

生：學生完成設計后，選用軟尺進行實際測量，并根據實際測量數據修正設計的帽子尺寸，明確數據后，根據目標帽子功能選取所需要的材料，小組合作進行帽子制作。

師：老師巡視指導，針對不同小組出現的問題進行指導，并根據各小組實際情況分發技巧提示卡。（老師可在課前準備好提示卡，也可根據學生制作過程中遇到的問題，現場臨時制作。）

【設計意圖】二年級學生動手能力相對薄弱，有的工具使用方法掌握得不夠好，可以課前進行培訓，也可以現場指導?？傊?，老師應根據學生的生活經驗和動手能力，提供適當的指導，如技巧提示卡等，以降低操作難度，讓更多的學生獲得成功的體驗。

三、“帽子展示會”，自評與他評

角色扮演：小組成員上臺扮演帽子講解員，向其他組學生介紹自己小組帽子的設計過程、遇到的問題與解決方案以及帽子用途。

自評與他評：自評方面，可針對小組成員在小組合作、創新能力、對材料的認識、STEAM理念認識與提升方面設計自評量表。他評方面，即其他小組針對產品、設計、目標等等多個方面進行評價。他評的評價維度可以包括所選材料是否合適、設計圖是否明確、是否按照設計圖進行制作、制作的帽子能否滿足需求、有哪些需要改進和完善之處等。

【設計意圖】項目式學習的核心是將科學知識和工程實踐有效進行雙螺旋狀連接，在學習的過程中利用迭代的方法，探索各種可能性以及優化設計方案，以達到解決問題的目的。所以本環節是本課核心，發布設計方案就是厘清設計思路的過程，同時還收到了很多反饋，也是在培養學生分析整理篩選信息的能力，而后逐步形成批判性思維以及產品迭代的意識。采用“帽子展示會”的形式，可以將小組合作的成果可視化，是一種鼓勵與嘉獎，同時也是對本節課甚至是本單元理論學習成果的一種可視化轉變。

四、項目總結，意義鞏固

不同功能的帽子可以有許多不同的款式、尺寸，所需制作材料也可能不同。

總結歸納常見帽子制作材料的性能對帽子功能的影響。

總結學生表現，進行評價。

【設計意圖】總結提升，培養學生利用標準合理評價的能力，幫助學生建立所學知識與生活的聯系，培養學生辯證看待事物的意識。

本節課是教科版科學二年級上冊材料單元的應用課，進行教學設計時，基于STEAM教育理念進行探究式項目學習活動，以“帽子展示會”為切入點，使學生親身經歷選材、設計、制作、產品展示、評價等5個環節，從科學觀察到工程設計、技術制造，涉及了科學、技術、工程、藝術、數學5個學科，從理論學習到動手實踐再到產品評價，讓學生運用所學知識完成多元化活動。在整個學習過程中，學生與情境持續互動，不斷發現問題、解決問題，學生的學科知識、思維模式和探究能力均得到較大提升。

由此可見，在小學科學常規課堂教學中，以教材中的科學概念為基礎，將工程、技術、數學等學科加以整合，基于STEAM教育理念進行項目式學習，強調學生在動手實踐中學習多領域知識，及時將理論有效轉化為可視化成果。所以小學科學老師應意識到STEAM教育理念應用的重要性，在進行教學設計的時候充分考慮學情，不被單一學科的知識體系和固定的教材所束縛，制定適宜的教學方法，以達到優化教學模式的目的，讓學生能夠從多角度、多途徑掌握科學知識，使學生將所學知識及時有效地轉化成多元化任務或者活動。如此，在實現教學目標的同時，便可構建高效課堂，提升學生的綜合素質和實踐能力，從而實現全體學生的全面發展與個性發展，實現培養適應未來社會發展的綜合型人才這一教學目標。