STEAM教育理論下小學科學單元主題活動的教學探究

許 佳

（沈陽市渾南區第二小學）

STEAM即科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）、藝術（Art）和數學（Mathematics），是一種以項目學習、問題解決為導向的多學科融合教育。隨著STEAM教育理論支持下教學活動的深入開展，很多小學科學教師越來越認識到藝術等人文素養在教學活動中的重要作用。他們將藝術等融入其中，形成了STEAM教育理論支持下教學活動潮流。STEAM教育理論支持下教學活動的出現改變了傳統的教育理念和思維方式，引導人們探索新型的教學方式。STEAM教育理論支持下的教學活動是以項目學習、問題學習為主的學習方式，注重過程和實踐，以真實問題為向導，強調知識與能力并重，倡導“做”中“學”和創新思維及能力的培養。

《義務教育小學科學課程標準（2017年版）》在課程目標中新增了技術與工程領域的內容，強調要使學生養成“動手做”解決問題的科學習慣，提倡跨學科學習的學習方式。而STEAM教育理論是一種以項目學習、問題解決為導向的課程組織方式，它將科學、技術、工程、藝術和數學有機融為一體，有利于學生創新能力的培養。科學教師可以嘗試將其用于自己的教學實踐，這就要求科學教學要依托先進的技術和理念創設開放式的學習環境，讓學生在“做中學”。我嘗試著將STEAM教育理念融入到小學科學課程設計與教學實踐中，從教、學、評三維度設計STEAM單元主題活動并展開實踐。學生開展STEAM單元主題學習時，以研究主題為引領，不斷挑戰自我，參與整個過程，從而體驗成功，獲得發展。

一、STEAM單元主題活動的教學設計

進行STEAM單元主題活動的設計時，我以《義務教育小學科學課程標準（2017年版）》為指導，基于蘇教版小學科學新版教材，結合教學參考書，分別從科學、技術、工程、藝術、數學學科五個方面對一、二、三年級小學科學教材進行梳理，找出每節課能體現出的STEAM教育理論元素，將每個單元的STEAM教育理論元素進行有機整合，融入STEAM教育理論核心理念，從而確立一個單元STEAM學習主題。（如表1）

表1 STEAM單元主題活動匯總（一、二、三年級）

（一）確立STEAM單元活動學習主題

蘇教版《義務教育教科書·科學》二年級下冊第四單元“打開工具箱”中的“認識工具”一課的教學目標是了解常見工具的功能和使用方法，第二課“擰螺絲”的教學目標是通過制作小板凳學習螺絲刀的使用，第三課“做個小溫室”的教學目標是設計并制作小溫室。其中，第一課了解工具的功能和使用是為后兩節課打基礎，制作小板凳和做個小溫室內容相似，考慮到后者在畫設計圖和制作中還包含數學M元素，因此將本單元整合內容初步確定為“制作小溫室”，增加了對溫室的裝飾內容即添加藝術A元素，最終確立了STEAM單元活動學習主題為“制作小溫室”。

蘇教版《義務教育教科書·科學》三年級下冊第三單元“聲音的奧秘”中的第一課“聲音的產生”的教學目標是能用多種方法使塑料袋、尺子等物體發出不同聲音，第二課“聲音的傳播”的教學目標是通過制作“土電話”等探究活動，發現聲音可以在固體、空氣和水中傳播，第三課“不同的聲音”的教學目標是在觀察、制作的活動中描述聲音在音量、音調等方面的不同。可以將這三節課的活動整合為“制作土電話”這一探究活動，體現科學和技術的學科理念。增加土電話造型設計和材料選擇的內容，體現工程E的學科理念；增加電話線長度的探究，體現數學M的學科理念；增加對土電話的裝飾內容，體現藝術A的學科理念。從而形成一個STEAM單元活動學習主題——制作“土電話”。

（二）豐富STEAM主題活動教學過程

STEAM主題活動的教學過程包括三個部分：要做什么，（活動的目的）用什么做，（設備、要素和材料等）以及達到什么效果。（學生發現了什么、收獲了什么）如二年級下冊STEAM單元主題活動“小溫室”的教學過程：要做什么，（制作小溫室）用什么做，（材料和工具：木筷、樹枝、繩、釘子、錘子等）以及達到什么效果。（利用現有條件設計小溫室，并繪出簡單設計圖；能夠選擇合適的材料和工具制作小溫室；能對小溫室作品進行評價）再如三年級下冊STEAM單元主題活動“土電話”的教學過程：要做什么，（制作土電話）用什么做，（材料和工具：紙杯、牙簽、繩、彩筆、剪刀等）以及達到什么效果。（利用現有條件設計土電話，繪設計圖；能夠選擇合適的材料和工具制作土電話；能對土電話作品進行評價）

基于教材開發單元活動主題，融入STEAM理念豐富主題，可以激發學生探究的興趣，提高他們的課堂主體地位。以研究主題為主線，使學生參與到整個探究過程，實現了“深度學習”。

二、STEAM單元主題活動的學習方式

STEAM主題活動的學習過程包括以下三個部分：要做什么（活動的目的），用什么做（設備、要素和材料等），以及達到什么效果（學生發現了什么、收獲了什么）。在教學中充分體現了學生在課堂中的主體地位，教師在課堂上則起到引領、協助的作用。這種學習方式下，要明確主題活動的目的，要準備相關的設備和材料，要判斷預期達到的效果并以此促進學生的自主探究。

（一）分組進行團隊協作

在STEAM主題活動的實施階段，首先要對學生進行分組，形成團隊。團隊合作的力量是無窮盡的，一旦被開發，這個團隊將創造出不可思議的奇跡。團隊協作能力是教學取得成功的基礎，只有依靠團結的力量，才能把個人的愿望和團隊的目標結合起來，超越個體的局限，發揮集體的協同作用，產生“1+1＞2”的效果。

教師在劃分小組時，需要全面了解學生，根據班級學生的實際情況，有意識地將不同學習基礎、不同學習類型的學生進行分組，使得班級小組間基本上是學習能力均衡的、可以完成學習任務的。根據學生的各自特點，每組要選出組長、指導員、管理員和記錄員。具體分工如下：

1.組長：領導其他學生擔任好他們的角色。

2.指導員：指導團隊所開展的每一步工作，關注任務完成的進度，鼓勵隊員們去重新嘗試。

3.管理員：收集、組織材料，并指導材料的使用。

4.記錄員：記錄隊員們的想法，負責填寫STEAM主題活動學習卡。

這樣設計的目的是為了讓每個學生在合作中都有展示自我的機會，讓潛能生在互相幫助中不斷進步，體驗成功的喜悅。讓學優生也能找到提高自我學習能力的方法，鼓勵他們在學習上形成你追我趕的競爭氛圍，從而提高整個班級的學習氣氛。讓不同層次的學生都參與到主題活動中來，實現全體學生的“深度學習”。

（二）制定團隊規則

教師要讓每一個學生知道：你們是一個團隊，你們需要遵守下面的團隊規則。

1.相互平等，相互尊重。

2.相互欣賞，相互包容。

3.敢于溝通、勤于溝通、善于溝通。

4.信任是成功協作的基石。

5.勇于負責，對團隊忠誠。

要讓每一個學生都參與規則的制定，增強他們的責任感和規則意識，促使其更深入地思考并顧全大局。通過制定團隊規則，可以促進主題探究活動的順利進行，排除干擾，提高“深度學習”的質量。

（三）設計主題活動學習卡

STEAM主題學習活動一般在對應的單元內容學習結束之后開展，通過主題學習，達到對單元的內容進行復習、鞏固、拓展和提升的目的。為了幫助學生更好地自主探究，提高探究的效率和質量，我設計了主題活動學習卡，包括“學習任務”“設計并完成‘我的作品’”及“展示、交流、評價、反思”三個部分。

1.明確學習任務

在進行STEAM主題活動學習時，學生先要根據STEAM學習卡明確本次學習的任務是什么，需要創作完成的作品是什么，需要什么材料和工具，制作流程是什么。小組學生在一起協商，共同探討，使不同層次的學生都實現了“深度學習”。

2.設計和制作

在這一環節，學生根據上一環節確定的材料、工具和制作流程進行設計和制作。首先，對作品的外觀形態進行設計。其次，小組共同探討，進行修改和完善。最后，定稿。接下來，學生根據設計圖選擇材料和工具進行制作，制作時按照分工進行合作。

3.展示—交流—評價—反思

這一環節，學生進行作品的展示和交流。從個人匯報展示到全組集體匯報展示，逐步對學生進行培養和訓練。針對有些學生表達能力不強，語言缺乏邏輯性的弱點，我設計了展示匯報語言模板。學生可以按照模板進行匯報：

我們制作的作品是________，我們選擇的材料和工具是________，我們在制作時遇到的困難是____，我們解決的辦法是________，作品的優點是______。

學生匯報結束后，其他小組進行評價，從優點和需要改進點兩個方面入手，在評價過程中學生可以交流互動，充分發表自己的意見，也可以提出質疑和反對意見。在這一過程中，學生的思維能力和語言能力得以提升。

在整個學習過程中，我堅持以學生為中心，引導他們體驗解決實際問題的過程，在探索中鍛煉了其創造力。我鼓勵學生去質疑和反思，引導他們去創新。學生在我的引導下發揮主體作用，選擇需要的材料與工具，參與策劃、組織、實踐、反思與改進等，實現了“深度學習”。

三、STEAM單元主題活動的評價方式

為了確保主題活動順利開展，我們制定了自評、互評和師評三維評價體系，以評促學。評價表由教師和學生共同設計完成，主要為星級評價，每個評價項目滿分為三顆星。學生自評、互評和教師評價貫穿STEAM主題活動學習的整個過程。（如表2）

表2 STEAM單元主題活動學習評價

評價對學生的行為具有導向作用，我們評價學生學習的目的是使他們形成的品質在評價項目中都有所體現。評價不是最終目的，最終目的是培養學生的團隊精神與合作能力，促進其“深度學習”。

（一）評價內容具體化

在制定評價內容時要具有全面性、及時性、激勵性、指導性和可操作性。通過具體、全面的評價方法，對教學目標的落實情況進行調查反饋，以此不斷修正、改進教學。教師和學生共同設計完成的星級評價表包括創新、合作等六個項目。

1.合作。評價各小組組內是否團結，組間是否友好。

設計意圖：主要評價學生的“科學行為習慣”的科學素養。

2.創新。評價學生的創新意識、批判性思維。

設計意圖：主要評價學生的“科學精神、態度與價值觀”的科學素養。

3.成果。評價學生在課上自主探究時獲得的成績。

設計意圖：主要評價學生的“科學方法與能力”的科學素養。

4.匯報。評價學生匯報是否完整、清晰。

設計意圖：主要評價學生“科學知識與技能”和“科學精神、態度與價值觀”的科學素養。

5.紀律。評價學生上課是否準時、守紀。

設計意圖：評價學生“科學行為習慣及科學態度”的科學素養。

6.衛生。評價學生在教室上課或離開實驗室后的衛生情況，如教室地面是否有紙屑，實驗臺是否整潔等。

設計意圖：評價學生“科學行為習慣及科學態度”的科學素養。

（二）評價主體多元化

STEAM主題活動的設計包括師評、學生自評和互評三維評價體系，旨在充分發揮評價的激勵作用，教師不再充當裁判員的角色，而是學生學習的伙伴和激勵者。評價不是以學生掌握知識、技能的情況為主，而是要全面評價學生的科學素養。評價表由教師和學生共同設計完成，主要為星級評價，每個評價項目滿分三顆星。由于用小組評價取代了個人評價，而且小組之間要進行競賽，因此每個小組的內部都很快形成了積極的互相依賴關系，他們彼此監督、互相幫助，實現了全體的“深度學習”。

（三）評價語言有激勵性

1.教師語言激勵

（1）適度表揚讓課堂充滿激情

教師對學生的評價語言必須是發自內心的，對學生的贊美也一定要真誠。評價語言應避免單一、重復，如“你真棒”。教師應準確地指出學生的長處和短處，比如“觀察得很仔細”。要在課堂中的適當時間運用恰當的語言給予學生激勵，這樣學生才能不斷獲得前進的動力，在自信中走向成功。

（2）委婉批評讓課堂洋溢溫情

要用一些充滿愛心、智慧的話語化解學生在課堂中的尷尬，小心翼翼地保護學生的心靈。這樣可以較好地幫助學生糾正學習中的錯誤，讓他們沒有壓力，輕松地投入到學習中，在這種氛圍下，他們自然會爭先恐后地發言。批評的智慧在于讓學生成為自我的批評者。教師要根據學生的回答及時反饋信息，準確客觀地指出學生的長處及存在的缺點，使學生對自己能夠提出更高的要求，并在一次次的練習中努力達到要求。

2.學生互相鼓勵

教師要引導學生自評和小組互評，促進合作，共同發展。在引導學生進行互評時，先要幫助他們學會用欣賞的眼光看待伙伴，從伙伴的優點中找到自己的不足，從而激勵他們共同發展。同時，還應該引導他們能正視自己的優缺點、正視伙伴的優缺點。

運用多元化的評價方式，能夠幫助我們多角度地了解學生，進而能準確地對學生的反應和需求做出判斷，從而有針對性地改進教學，在一定程度上促進學生的“深度學習”。

通過開展STEAM主題活動學習，學生發生了很大的轉變。他們的學習興趣得到了提升，學習態度變得積極主動，課堂注意力也變得集中。通過利用STEAM學習卡，學生進行自主合作探究學習，其動手操作能力、同伴之間溝通合作能力、實踐創新能力都有了顯著的提高，在課堂上實現了“深度學習”，學習效率顯著提升。

從教學設計、學習方式和評價方式三個維度開展小學科學STEAM單元主題活動，成功優化了課堂結構，使不同層次的學生都參與到探究學習活動中。在教師的引領下，學生圍繞具有挑戰性的STEAM主題學習活動，全身心地參與整個過程，最后體驗到了成功的喜悅，實現了“深度學習”。