淺談STEAM教育理念與小學科學課程融合

李素靜 李亞桃

摘要：以STEAM教育為基礎，在全國范圍內掀起了教育改革的浪潮。[1] 2019年，在《中國教育現代化2035》對高素質、高質量創新人才的培養需求，以及“加大應用型、綜合型、技術技能型人才培養的比重”的當下需求量下。國內也逐步關注STEAM教育的發展現狀與實際效果，并引起新一輪STEAM教育熱潮。STEAM教育與多學科相融合已不是什么新事，但是融合并不是生搬硬套，而是相輔相成，即將STEAM教育的宗旨與實際課程相符合的地方搞清楚。該文從小學科學課程教學出發，通過文獻分析的方法，闡述STEAM教育如何全面與科學課程相結合。

關鍵詞：STEAM;STEAM教育理念;小學科學;課程設計;教育改革

中圖分類號：G642 ? ? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）31-0271-02

1 引言

隨著信息化2.0的發展，自然科學課程作為一門融入大時代背景下的課程，如何更好地與信息技術相融合，發揮著自己所具有的重要作用。但是我國在信息技術方面無論是學生的學習還是教師的教學都有很多不足，與自然科學課程的結合也有很多缺陷，如何能夠做到技術科學相融合成為一大問題。停課不停學的步伐進行期間，同時也出現了各種各樣的問題。如：教師在使用設備時的經驗不足，學生在線上課的適應性不足，師生交互不充足，師師交互有錯亂，家校交互有延遲等問題。都說明著我國在信息化教育中的不成熟，教師與學生在平常的信息技術課程中的互動不充分，以及跨學科使用技術的不足，技術并未完全的融入日常的教學中。因此自然科學課程自然而然的也在備受影響。由此筆者提出了STEAM教育，SETAM教育從教學目標分析，有以下幾個學說：教學創新說、創新人才說、素養說。都很符合新時代對教師和學生的“新”要求。[2]因為STEAM教育是在真實情境中以跨學科整合的方式培養創新人才的一種教育類型，是依托工具與資源，以基于項目或問題的方式培養學生STEAM 素養的一種技術教育。所以STEAM教育與自然科學課程的相互滲透，既是與信息技術以及其他學科的相互助力，形成跨學科整合，達到成熟的時候，可以將一些教學方法，師生互動方式遷移到其他科目中，真正做到學科之間的“大貫通”“大融合”“舉一反三，觸類旁通”。

2 時代下的STEAM教育

2.1信息化發展下對知識型人才的需求

人類在不斷發展，從農業社會到工業社會再到信息化社會，20世紀美國在與蘇聯爭霸的過程中，明確了培養什么樣人才、怎樣培養人才的目標。信息技術的快速發展改變了我們以往的生活方式，科技為我們的生活帶來了便利，改變了經濟發展的方向以及運作方式，各方面的發展離不開信息技術，尤其是一些具有國際影響力的大企業，例如美國排名在前100名的知名企業，不斷重復著一個話題。那就是，國家的發展速度遠遠高于勞動力市場的發展方式。并且他們還指出問題的所在是我們的教育方式未能改變，但是社會的發展已經發生了翻天覆地的變化。在教人育才方面遠未能滿足社會發展對知識型人才的需要。

在創新時代所需要培養的人才不僅僅是要求基礎知識的掌握，而且還需要在應用技能方面有所發展。要有批判性的思維、提供解決問題能力、與同伴的協作、交流溝通能力、集體間的團結精神、工作上的發明創新、具有領導意識、能夠自主學習、不斷進行終身化學習、對多重文化的包容力、注重社會責任心和人文道德感、熟練掌握各種辦公軟件在社會中必不可少的，這些都是社會所需要的一系列的軟實力和操作技能。

2.2新型空間的教育內容

根據社會人才市場需求，又受創客運動的影響，許多探索STEAM課程項目主要圍繞以下幾個主題：

·3D打印設計·機器人·計算機編程·電子感應·游戲編創·科學實驗分析·擴增實境（AR）·虛擬現實 （VR）

這些課程在主課中往往不能實現，但是它又是學生在學習發展中所需要學習的一部分，那就只能夠在課外的時候借助一些社團、輔導機構等來實現這方面的學習。然而我們所提倡的STEAM教育是為了改變傳統的課堂方式，最終還是要將STEAM教育真正地融入主要課程當中去，要以主課的內容、知識結構為框架開展融合性學習，改變課堂的教學方式。

STEAM教育理念下的教與學能夠激發學生的興趣，提高學生專注力;符合多元課程和當代核心素養教育的需要;使學生能夠根據課程學習發展為現實生活中的需要，并且在多元的教學方式中找到自己所感興趣的一面。為主動學習提供了良好的環境、完善過程和經歷;促進知識、技能、核心素養以及多元文化的學習。

3 STEAM教育影響孩子的幾個方面

3.1想象力到創造力

孩子的想象力就像未開墾的土地一樣，肥沃豐厚未經污染，孩子們在自己的土地上種植什么樣子的植物全憑自己決定。但是也并不是一味地將其放養，這會使它因“發育不良”而萎縮。學生在接觸到生活中方方面面的事情時，會累積一些生活經驗，或者是根據外界的變化而改變自己的認知結構，這不是一種壞事，但是也不能任其自由發展。老師和家長所能做到的并不是直接對這些植物進行修剪，而是引導孩子自己尋找自己的植物的“棲息地”。而STEAM教育理念下的教與學就是很好的土壤，能夠為學生的想象力提供適宜的“棲息地”，在學生上課的過程中在老師的幫助下發現自己感興趣的方面，偏好是科學、技術、工程、藝術還是數學這幾個方面的哪一種。在融合課程中，學生的選擇也就更加的多元化，知識面也在不斷地擴張，最后讓自己想象的小樹苗長成現實中的參天大樹。

3.2 STEAM教育的教學目標

STEAM教育有著清晰的教育目標那就是：培養孩子在科學方面的興趣、營造創新創造能力的環境、培養學生解決問題，發現問題的能力;但是它從來都不是用來培養學生的想象力的，盡管含有藝術教育，但是也絕對不是單純的培養想象力。很多藝術作品具有很抽象的意義，我們并不是在作者腦袋里看到的，而是看到了它實際的創作。在STEAM教育理念下的想象力會化為多方面的創造力，比如：大家所熟悉的頭腦風暴法，正是切合了人文藝術，當某一學生的思考停滯不前，我們便開始集思廣益，交流既讓對方獲益的同時自己也可以聽取到多方意見，發現問題解決問題，對自我有所改進。

3.3老師扮演的角色和意義

老師做的，絕對不是限制學生的發展，也不是培養會考滿分試卷的學生，而是協助和引導的作用，升華其想象力，從雜亂無章、毫無邏輯可言、天馬行空的想象中，找到一定的可行性，并且因材施教的加以引導。生活不具有唯一性，發展不具有穩定性，很多事情都具有多面性。老師要能夠幫助學生找到自己的興趣所在，將自己的想法有層次、有邏輯、完整性的闡述出來，引導他們將自己的興趣發展為現實，培養能夠適應社會發展和社會所需要的人。

4 STEAM教育與小學科學課程融合

在新課改的影響下，小學科學課程逐漸受到重視，同時STEAM教育與學科教學相結合的體系正在逐步發展、完善，很多課程還未處于一個成熟的階段。但是在探索中可以發現，小學科學課程實際的教學中與STEAM教育有很多切合點。

4.1探究科學（Science）

小學科學課程旨在培養學生的科學素養，培養對科學的興趣。從愛因斯坦和愛迪生從小就對科學癡迷的事跡中發現，小孩子是對很身邊的很多事情充滿好奇，達爾文對自己身邊的小蟲子的好奇，都是對科學發展的啟蒙。所謂科學就是一個可以驗證的過程，經過假設、推理、實驗、驗證、結果等一系列的演繹，得出一個可以不斷重復和推導的過程，科學性是經得起推敲和揣摩的。而小學科學課程正好為STEAM的發展提供了一個科學的有機環境，能讓學生不斷地進行試驗驗證自己的假設。

4.2應用技術（Technology）

技術分為很多種，包括電子信息技術、農業化技術、生物技術等。小學生在科學課上最能接近的就是應用技術。課堂上，在教材的說明，以及教師的指導下，學會應用一定的工具，學會自己組裝一個可拆卸的玩具小汽車，或者能夠用樂高拼出不同種類的東西，具有自己的一個小技能。在科學課這個無所不包的環境里，小學生的思想也得到了釋放，并且能夠掌握屬于自己的小小“技能”。

4.3工程（Engineering）知識學習

科學課程在工程方面的應用，主要體現在小學生的動手能力方面。比如：在說過發電的科學課中，能夠學習到關于電力的工程學知識，同時能夠了解到工程師在設計電池的過程中是根據電池的不同特性進行設計，從而用于不同的方面。還有在用木棒設計橋梁的過程中，可以學習到關于建筑學方面的工程知識，什么樣子的橋梁最具有穩定性？哪種形狀最具有穩定性？從課程實際操作中會有不同的孩子設計出不同的橋梁，在比賽誰的橋梁稱重最大的過程中，就可以學習到三角形的穩定性最好，對以后的學習提供了一個基礎。

4.4藝術（Arts）天分的發展

美國格雷特·亞克門（ Georgette Yakman） 教授及其團隊，創新性地融入藝術，提出了“STEM+Arts=STEAM”的教育理念[10] 逐漸興起與發展。這里的藝術在2018年3月，西雅圖所舉辦的全美藝術教育中，對于“STEAM”教育中的“A”這一詞進行了深入的探討。并且指出并非單指“藝術”這一狹窄的概念，而是指廣義的藝術概念：人文藝術、審美能力、精致藝術、語言藝術、肢體藝術。而在小學科學課堂中我們能為孩子提供一個“藝術環境”，孩子在進行小組討論過程中，能夠各抒己見，并且將自己的思路以及實驗過程描述出來，同時在與同伴相處的過程中能夠培養自己的人文素養，與伙伴們友好相處，共同努力。小學科學課程為之提供的是一個舒適的環境，可以證明自己，并且互相幫助，達到共同目標的一個課程。

4.5數學（Maths）計算

數學在STEAM教育中被視為是技術、工程、科學的基礎學科，對整個STEAM教育的發展有一個奠基作用。在科學課上，小學生在進行實驗的過程中總不會缺少數學，在橋梁實驗中的三角形具有穩定性，小學生對幾何知識的學習，同時在設計過程中對木棒所需要的數量以及需要做出幾個穩定的三角形結構，都是對學生的數學知識的檢驗。

5 反思

在小學開展時，若僅僅依靠授課老師進行管理和指導，也可能會出現課堂管理較難的情況。面對這種情況，科普實驗可以招募更多的高年級志愿者協助低年級學生完成實驗。高年級的學生在指導低年級學生的同時自己能夠再次鞏固知識，同時也可以使低年級的學生到達最近發展區。學生能夠根據啟發式的問題，程序性地看待問題，通過自己的努力去了解某些知識，解決實際問題，而不是僅僅拘泥于知識本身，這也是核心素養與STEAM教育理念的相通之處。

參考文獻：

[1] 范文翔，張一春.STEAM教育：發展、內涵與可能路徑[J].現代教育技術，2018，28（3）：99-105.

[2] [美]韋布.美國教育史：一場偉大的美國實驗[M].陳朝陽，譯.合肥：安徽教育出版社，2010.

[3] 馬紅芹.美國K-12階段“科學、技術、工程和數學”（STEM）教育研究[D].南京：南京師范大學，2015：13.

[4] 王佑鎂，楊曉蘭，胡瑋，等.從數字素養到數字能力：概念流變、構成要素與整合模型[J].遠程教育雜志，2013，31（3）：24-29.

[5] 北京開放大學地平線報告K項目組.2017地平線報告：新技術驅動教學創新的趨勢、挑戰與策略[J].人民教育，2017（21）：71-75.

[6] 余勝泉，胡翔.STEM教育理念與跨學科整合模式[J].開放教育研究，2015，21（4）：13-22.

[7] 孫微微.基于STEAM教育視域下小學信息技術應用的探討[J].電腦知識與技術，2020，16（15）：172-173，175.

[8] 崔鴻，朱家華，張秀紅.基于項目的STEAM學習探析：核心素養的視角[J].華東師范大學學報（教育科學版），2017，35（4）：54-61，135-136.

[9]教育局.教育部關于印發《教育信息化“十三五”規劃》的通知[EB/OL].http：//www.edu.cn/xxh/focus/zc/201606/t20160621_1417428.shtml， 2016-06-21.

[10] 李剛，呂立杰.從STEM教育走向STEAM教育：藝術（Arts）的角色分析[J].中國電化教育，2018（9）：31-39，47.

[11]中華人民共和國教育部.中共中央、國務院印發《中國教育現代化2035》.

【通聯編輯：王力】