小學(xué)科學(xué)課堂跨學(xué)科教學(xué)

馬黎娜

【摘 ?要】STEAM教育理念對當(dāng)前小學(xué)科學(xué)教學(xué)提供了新視角。在當(dāng)前新課標(biāo)背景下，小學(xué)科學(xué)教學(xué)不斷探索多學(xué)科融合方式。文章介紹STEAM教育理念內(nèi)涵，分析STEAM視野下小學(xué)科學(xué)課堂跨學(xué)科教學(xué)策略，以具體的實驗為例進行探討與分析，對當(dāng)前我國小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)提供了一定的參考。

【關(guān)鍵詞】STEAM視野；小學(xué)科學(xué)課堂；跨學(xué)科教學(xué)

新冠疫情加快了小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)方式的構(gòu)建與運用，在線上教學(xué)方式不斷推廣的背景下，當(dāng)前小學(xué)教學(xué)中STEAM教育理念不斷得到滲透，在多個小學(xué)學(xué)科教學(xué)中均被廣泛應(yīng)用。STEAM教育指的是以科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)為主要課程的教學(xué)方式，在具體教學(xué)活動中注重不同學(xué)科之間的融合與滲透，對當(dāng)前小學(xué)科學(xué)教學(xué)活動具有一定啟發(fā)。在STEAM視野之下，小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)活動中有利于實現(xiàn)多種學(xué)科的整合與創(chuàng)新，在課程教學(xué)中構(gòu)建多種思維模式，激發(fā)學(xué)生探索世界的好奇心與興趣，引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建批判性思維，實現(xiàn)小學(xué)科學(xué)教學(xué)目標(biāo)。

一、STEAM教育理念

STEAM教育理念是一個具有綜合性的教育理念，注重學(xué)生知識的學(xué)習(xí)，注重學(xué)生動手實踐能力的發(fā)展以及學(xué)生人文與藝術(shù)素養(yǎng)的提升。“E”在STEAM教育理念中代表“工程”，“A”代表“藝術(shù)與人文”，是STEAM教育中最容易被忽視的兩個部分，注重培養(yǎng)學(xué)生動手實踐能力與團隊合作能力。STEAM教育理念在小學(xué)科學(xué)課堂運用中能夠?qū)崿F(xiàn)跨學(xué)科融合，促進學(xué)生對相關(guān)課程知識內(nèi)容的融合，從具體應(yīng)用的角度對課程知識內(nèi)容形成更為深入的理解與體會，培養(yǎng)學(xué)生探究意識與探究意愿，增強科學(xué)課堂的趣味性，使學(xué)生更加愿意參與到課堂的活動中。當(dāng)前很多學(xué)生對STEAM教育理念下的科學(xué)課程接受度與期待程度也很高，因此，STEAM教育理念在小學(xué)科學(xué)課堂中具有廣泛的應(yīng)用空間。

二、STEAM視野下小學(xué)科學(xué)課堂跨學(xué)科教學(xué)策略

（一）加強科學(xué)課程相關(guān)理論跨學(xué)科融合

在STEAM教育理念下，小學(xué)科學(xué)課堂跨學(xué)科知識融合中應(yīng)當(dāng)按照學(xué)生認(rèn)知發(fā)展順序開展，設(shè)計小學(xué)科學(xué)研究活動，STEAM教育理念在小學(xué)科學(xué)課堂運用中強調(diào)教學(xué)要關(guān)注學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展，與小學(xué)生認(rèn)知發(fā)展特點一致。在此基礎(chǔ)上進行課程知識整合，促進跨學(xué)科知識融合。理論知識的學(xué)習(xí)是實現(xiàn)跨學(xué)科融合的基礎(chǔ)與前提，STEAM理念教學(xué)模式是一種探究式學(xué)習(xí)方式，符合學(xué)生認(rèn)知發(fā)展順序。當(dāng)前小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)中，STEAM理念教學(xué)模式在小學(xué)科學(xué)課程中具有較高的應(yīng)用價值，在跨學(xué)科教學(xué)中要求強化多個學(xué)科理論知識的學(xué)習(xí)，促進理論知識內(nèi)化，并運用于實踐中，將理論與實踐相結(jié)合。注重學(xué)生通過自己的努力發(fā)現(xiàn)知識，強調(diào)突出學(xué)生學(xué)習(xí)的過程，從理論知識層面促進跨學(xué)科融合，為學(xué)生對相關(guān)課程知識運用創(chuàng)建理論基礎(chǔ)。

（二）與實際情境相結(jié)合促進跨學(xué)科融合

傳統(tǒng)小學(xué)科學(xué)課程注重理論知識的講解，以此作為課程教學(xué)活動的中心，但是學(xué)生學(xué)習(xí)過程中往往難以實現(xiàn)對大量科學(xué)課程知識的運用，使科學(xué)理論停留在認(rèn)知層面，未能夠得到有效運用。基于STEAM理念，教師可以創(chuàng)建相關(guān)教學(xué)情境。在情境中實現(xiàn)相關(guān)學(xué)科知識的有效融合，提升學(xué)生對知識的感知能力與應(yīng)用能力，激發(fā)學(xué)生探索知識的欲望與興趣，并在實際探索過程中培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)態(tài)度與情感。通過STEAM理念教學(xué)模式實現(xiàn)科學(xué)概念的建構(gòu)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，加深學(xué)生對科學(xué)本質(zhì)的理解，提高學(xué)生對科學(xué)知識遷移與應(yīng)用的能力。通過與實際教學(xué)情境相結(jié)合，促進學(xué)科之間的融合與運用，例如科學(xué)與物理、科學(xué)與數(shù)學(xué)等，分析某一具體情境下所運用的相關(guān)課程知識，通過情境運用，能更好地促進跨學(xué)科融合。

從學(xué)生感知的角度創(chuàng)建教學(xué)情境，并布置探索任務(wù)。例如，教師從學(xué)生感興趣的陀螺、樂高、毛絨玩具入手，引導(dǎo)學(xué)生分享自己日常生活中較為喜歡的玩具。引出陀螺這一話題，教師引導(dǎo)學(xué)生觀察陀螺下面有一個發(fā)條，在發(fā)條被拉動時，陀螺能夠自己轉(zhuǎn)動。教師引導(dǎo)學(xué)生思考這一過程中運用了哪些原理，促進學(xué)生對相關(guān)課程知識的融合與分析。

（三）利用學(xué)生認(rèn)知與生活經(jīng)驗

學(xué)生在日常生活中對某些事物的開展情況往往形成了自己獨有的感受與體驗。在小學(xué)科學(xué)課堂構(gòu)建中，有效利用學(xué)生的認(rèn)知與生活經(jīng)驗，更好地促進學(xué)生對相關(guān)課程知識的理解與運用。例如，在小陀螺教學(xué)情境中，為學(xué)生提供把玩與擺弄的機會，改變傳統(tǒng)固定的理論學(xué)習(xí)方式，運用實物激發(fā)學(xué)生的探索欲望。尤其是在此類微型模型制作過程中，學(xué)生的實際參與有利于更好地培養(yǎng)學(xué)生的探索欲望與探索興趣，符合STEAM理念，將微型模型制作與學(xué)生的認(rèn)知與生活經(jīng)驗相結(jié)合，從具體應(yīng)用角度激發(fā)學(xué)生對科學(xué)課堂的了解與參與興趣。將信息技術(shù)運用至小學(xué)科學(xué)教學(xué)活動中，利用計算機技術(shù)不斷拓展小學(xué)科學(xué)教學(xué)資源，為學(xué)生提供分析問題與解決問題的工具，促進學(xué)生將更多的精力與興趣投入小學(xué)科學(xué)探索活動中，激發(fā)小學(xué)生對自然與科學(xué)的探索欲望。

例如，不斷加強小學(xué)科學(xué)與數(shù)學(xué)的有效融合，促進學(xué)生將數(shù)學(xué)與科學(xué)學(xué)科相融合。引導(dǎo)學(xué)生運用測量圖畫表達觀察的實物，感知生活中的數(shù)學(xué)現(xiàn)象，學(xué)會使用天平、尺、溫度計、測力計、秒表、量筒等定量測量物體，并進行簡單記錄，學(xué)會數(shù)據(jù)測量方式。小學(xué)生一般對陀螺有較大的興趣，教師對學(xué)生講解陀螺的發(fā)展歷史與構(gòu)成，在進行跨學(xué)科融合的過程中，帶領(lǐng)學(xué)生使用一根火柴、一張圓紙自己制作一個簡單的陀螺。通過對陀螺構(gòu)造與種類的歸納，優(yōu)化探究活動，培養(yǎng)學(xué)生批判性思維與創(chuàng)新性思維。

（四）立足學(xué)習(xí)目標(biāo)，運用多元化評價方式

STEAM教育理念的應(yīng)用過程中，注重為學(xué)生創(chuàng)設(shè)真實的情境，使學(xué)生能夠根據(jù)實際問題設(shè)計和小組合作實施實驗方案，最后進行全班的交流展示與評價。在教學(xué)設(shè)計過程中，教師要全面落實STEAM教育理念，促進相關(guān)教學(xué)要素融合，培養(yǎng)學(xué)生跨學(xué)科融合意識與能力，在某一情境下，促進學(xué)生調(diào)動相關(guān)學(xué)科知識，如數(shù)學(xué)知識、物理知識等。針對跨學(xué)科融合，構(gòu)建全面的管理方式與評價機制，通過評價活動的開展促進跨學(xué)科融合。除從科學(xué)課程角度進行評價之外，還要綜合評判學(xué)生對不同知識的融合與運用能力。教學(xué)活動評價的目的在于進一步改進并優(yōu)化教學(xué)，在注重學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果的同時，將學(xué)生學(xué)習(xí)過程也考慮在內(nèi)，關(guān)注學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)活動中表現(xiàn)出來的情感與態(tài)度，促進學(xué)生及時端正學(xué)習(xí)態(tài)度，通過學(xué)習(xí)活動不斷推進，增強學(xué)習(xí)信心。

三、案例設(shè)計

（一）實驗設(shè)計

為學(xué)生設(shè)計“小蘇打與白醋的反應(yīng)”與“熱對流和熱輻射”實驗。運用STEAM教育理念，教師進行引導(dǎo)、探究、提問等方式激發(fā)學(xué)生的興趣。《熱對流與熱輻射》是物質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域中熱能部分的知識，結(jié)合課程標(biāo)準(zhǔn)要求促進學(xué)生觀察與了解物體的導(dǎo)熱性，舉例說明影響熱傳遞的因素，列舉生活中的相關(guān)現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合理論知識解決實際問題。教學(xué)準(zhǔn)備：燒杯、溫度計、操作臺、石棉網(wǎng)、酒精燈、木屑、棉花、硬紙板、彩色卡紙、錫箔紙、泡沫板、帶蓋玻璃杯四個等實驗器材。

（二）教學(xué)目標(biāo)

科學(xué)知識：理解熱對流與熱輻射的原理，知道熱是由高溫處傳到低溫處，知道熱能還可以不靠任何介質(zhì)向周圍傳播，明確什么樣的材料具有更好的保溫效果。

科學(xué)探究：在教師的引導(dǎo)下，進行實驗操作，并觀察實驗變化，進行數(shù)據(jù)記錄，數(shù)據(jù)的分析與整理。科學(xué)態(tài)度：體會有足夠的證據(jù)才能有結(jié)論，科學(xué)探究需要證據(jù)，理解科學(xué)具有客觀性特點，在好奇心的驅(qū)使下，樂于與他人合作完成實驗，在材料充足的情況下，學(xué)會科學(xué)選擇自己需要的材料，樂于動手實踐。科學(xué)、技術(shù)，社會與環(huán)境：了解熱對流、熱輻射以及保溫裝置在生活中的應(yīng)用，明確保溫裝置對人類生產(chǎn)生活的影響。

（三）實驗開展

教材從日常生活引出熱傳導(dǎo)知識，引入平時在生活中用鋼勺攪拌熱水的例子，探討熱的傳導(dǎo)，講解誰的導(dǎo)熱本領(lǐng)強，向?qū)W生介紹能夠保溫的物體，明確什么是熱對流與熱輻射，探索目標(biāo)物體的保溫。教師引導(dǎo)學(xué)生站在太陽底下就能感覺到溫暖甚至很熱，太陽照耀著大地，散發(fā)著光芒，太陽的熱是怎樣傳遞的？就是通過熱輻射。教師引導(dǎo)學(xué)生體會物體能不靠任何介質(zhì)向外發(fā)射出熱輻射。教師引導(dǎo)學(xué)生思考玻璃杯總是沒多久就涼了，喝了涼水對身體很不好，運用熱傳導(dǎo)知識，是否能夠解決這一問題。教師引導(dǎo)學(xué)生思考給玻璃杯加上一層熱的不良導(dǎo)體，用一層毛巾包裹住，或?qū)⑺獗谫N上錫箔紙，也能夠阻止熱量的散發(fā)。給教師的玻璃杯制作一個保溫裝置更加方便，將水杯放進保溫裝置里。學(xué)生通過此種處理方式觀察熱對流現(xiàn)象，結(jié)合相關(guān)科學(xué)知識，教師引導(dǎo)學(xué)生自主制作保溫裝置。通過實驗學(xué)習(xí)知識，教師引導(dǎo)學(xué)生思考熱能與生活的關(guān)系，通過拓展研究制作保溫裝置達到學(xué)以致用。

（四） STEAM教育理念下跨學(xué)科知識學(xué)習(xí)

結(jié)合《熱對流與熱輻射》教學(xué)內(nèi)容，此次實驗設(shè)計過程中運用了STEAM教育理念下的科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)領(lǐng)域相關(guān)知識。S（科學(xué)）：酒精燈、溫度計、石棉網(wǎng)等實驗器材的使用，科學(xué)現(xiàn)象的觀察與總結(jié)。能利用所學(xué)的知識進行熱對流實驗，提高學(xué)生科學(xué)探究能力。T（技術(shù)）：能夠良好地處理實驗過程中的操作步驟、拓展練習(xí)中保溫裝置的設(shè)計與制作。E（工程）：搭建出所需的熱對流實驗架，放置好實驗使用到的實驗器材。A（藝術(shù)與人文）：了解熱對流與熱輻射與日常生活的關(guān)系，正確看待熱能，保溫裝置制作過程中的創(chuàng)意、實驗小組成員之間的交流與合作。M（數(shù)學(xué)）：溫度計的讀數(shù)，實驗過程中的精準(zhǔn)計時，制作保溫裝置中紙盒大小的測量與裁剪，數(shù)據(jù)的記錄與分析。

四、結(jié)束語

小學(xué)科學(xué)課堂的本質(zhì)與出發(fā)點在于提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)，具備一定的科學(xué)理論體系。由此，在教學(xué)中不應(yīng)當(dāng)局限于某一個科目，而是應(yīng)當(dāng)注重多項學(xué)科之間的有效融合與開發(fā)。STEAM教育理念的運用為小學(xué)科學(xué)課堂跨學(xué)科教學(xué)提供了理論指導(dǎo)，在課堂教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生參與，利用特定的機會培養(yǎng)學(xué)生思維能力與知識拓展能力，促進學(xué)生針對某一問題積極搜集相關(guān)的知識內(nèi)容，并從多個角度進行解讀，提升學(xué)生對各科知識的整合能力與分析能力，全面提升學(xué)生綜合

素養(yǎng)。

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