STEAM理念下小學科學技術與工程教學策略探究

作者簡介：崔松，大連市實驗小學教師。

摘要：在STEAM教育理念下的小學科學技術與工程教學中，教師要確立一個與學生生活緊密相關并能引起他們興趣的項目，引導學生在跨學科融合的背景下展開技術與工程領域的學習，提高學生的觀察能力、動手能力、創造能力、探究能力、團隊協作能力和創新能力，培養學生的科學精神、創新思維和工程思維，適應未來的社會生活，促進個人發展。

關鍵詞：STEAM ；技術與工程 ；教學策略

STEAM教育理念是指融自然科學、信息技術、工程、藝術、數學等多個學科于一體的整合課程。STEAM課程在傳統學習課程中引入了跨學科的綜合教學模式，涵蓋了任務學習、問題學習和問題練習等。在小學科學技術與工程教學中融入STEAM教育理念，能培養學生的科學精神、創新思維和工程思維。

“技術與工程”與物質科學、生命科學、地球與宇宙科學是小學科學課程包含的四個領域。科技的核心是創造，而科學技術的目的則是促進社會發展，即使學生通過學習，對科技加以巧妙運用，從而適應社會發展、改善生活條件而形成的新科技；建設工程的核心是建造，運用科學技術、工藝和設計，創造絢麗多彩的人造世界。技術與工程方面的課程內容可以幫助學生充分了解現有的各類知識，體會科學技術對自身生活和社會活動產生的巨大影響。而通過技術與工程方面的課外活動，也可以使學生體驗“做”的成功和樂趣，并養成通過“動手做”解決問題的習慣。

基于STEAM教育理念，在教學的過程中，教師要把“教學”升華為“教育”。教師通過小學科學課堂教學，可以使學生經歷科學探索的歷程，初步掌握與他們知識能力相適應的某些基礎性的科學知識；在探索活動中逐漸形成科學質疑的習慣，學會和掌握科學的觀測、研究、對比、分析、得出結論等手段；也可以運用科技手段和科學知識，了解周圍自然情況，處理一些簡單的現實問題；提升學生的科學創造與實踐意識。教師要進一步挖掘小學科學課程的核心內涵，把核心知識融入小學科學的教學活動中，實現小學科學課程的教育目標。同時，教師也要在課堂實踐中逐步優化教育思想、方法、課堂習慣和師生關系。課程設置和教學方法的合理選取，以及學生所感興趣的教學活動，都可以幫助學生真正地學會學習。

一、導入生活情境

在基于STEAM教育理念下的教學研究過程中，容易出現研究偽問題的傾向，由此造成學生學習積極性受挫，進而無法建立完整的知識結構等一系列問題。因此，教師在設置課題時要根據學生的實際情況作出選擇。生活情境的導入是指教師通過語言描述或演示，創設真實的問題情境。活動中的課題應該來自學生生活實際，最好是學生自行探索的，使其產生主動探索心理，激發其解決問題的積極性和主動性。

教師應從學生在生活中發現的真實問題入手進行情境導入。例如，蘇教版科學教材三年級下冊“專項學習——像科學家那樣”一課，研究的問題是“積雪上撒鹽和不撒鹽有什么不同”。導入北方的冬天下雪場景這一情境，學生容易接受。而且由于研究問題是在冬天除雪時很多學生會提出的問題，教師也可以帶領學生到操場上進行對比實驗。這樣基于真實生活情境的探究活動過程，可以提高學生解決實際問題的能力，也能培養團隊合作精神。

二、確立項目學習

STEAM教育理念下的跨學科教學設計時容易出現學科知識結構性匱乏的問題，但基于學校科技教育和教學設計科目的基礎學習支架，對項目設計進行總體規劃，可以達到對跨學科課程的均衡全面覆蓋。

教師要預設小學科學技術與工程領域的學習目標，激發學生的學習興趣，促使學生積極地設計、探究完成項目學習。項目內容可理解為中小學的科技探索學習，在“提出問題—作出假設—實驗論證—得出結論—評價反思—推廣應用”的基礎上，突出培養學生的創新能力、團隊合作能力、領導力、動手能力、組織和實施能力。除此以外，對項目的選擇也是為了使學生更深入地接觸和解決現實生活中的問題。這些能力既是《義務教育科學課程標準（2022年版）》中學科核心素養的要求，也是學生形成面向世界、面向未來的適應和挑戰能力的要求。

例如，蘇教版科學教材四年級上冊“專項學習——像工程師那樣”一課中，教師可根據項目流程，從學生最感興趣的日常事項出發，設置“制作一個可以發光的LED手環”項目課題，之后明確課題、前期研究、設計方案、應用模型、應用過程。在前期研究環節，學生按照要求提出應該解決的問題，或利用不同方法查閱解決問題的相關資料，并由此獲得啟發。學生利用不同方式找到可能遇到的問題的答案，包括利用網上搜索或實驗探究如何讓LED手環亮起來，并去商場實地調查設計手環的方式。在制作模型環節，學生要根據設計方案選擇合適的材料制作模型，從而檢測產品的實際效果。在展示交流環節，與低年級活動相比，對學生的要求有了進一步提高，學生可以借助PPT、模型、文字等多種形式進行展示，交流的內容也盡可能全面，包括完成任務的順序、實際制作的步驟、測試改進的過程等，要用多種形式介紹交流制作的LED手環。在展示交流環節，學生要接受他人的質疑，學會聽取他人的意見和建議。整個項目的流程使學生全面參與了一次工程實踐活動，通過科學規范的方法學會像工程師一樣思考和處理現實問題。

三、開展小組合作

小組合作在傳統的科學課堂上是很受歡迎的一種教學模式，甚至每堂課都不可或缺。在當下的小學科學課堂教學中，教師可基于STEAM教育理念，引導學生進行小組合作，要盡可能細化職責。技術與工程領域的學習往往需要多人合作，教師可以將常規4人小組人數增至6～8人。現實中，一個項目往往是各個專業領域的人共同完成的，如項目領導者、工程師、設計師、信息編輯師、后勤保障人員、項目推廣師等。

例如，在教學蘇教版科學教材一年級上冊“專項學習——像工程師那樣”一課時，教師可以基于教學重難點“能夠動手動腦，設計出滿足一定需求的氣球小車，并向同伴展示”開展合作探究活動，圍繞“可以設計并改進氣球小車”，引導學生對自己提出的方法進行驗證，并結合技術和工程領域知識完成STEAM理念的滲透。組員分別負責收集制作小車的資料和材料，工程師組員負責動手搭建操作，還有最后介紹推廣的“銷售部”。這個過程使學生盡可能體驗真實生活中的職責，提早認識社會分工，以此激發學生的探究欲望，使其可以更快地融入課堂學習中來，充分體現其主體地位，提高創新能力。

四、加強多學科融合

多學科融合應遵循教育原理與兒童的身心發展規律，加強全科德育和實踐的教學活動。其目的是引領學生建立各個學科知識相互聯系的框架結構，使學生可以比較深入地掌握科學知識。這種多學科融合的教學模式，也正是STEAM教育理念積極倡導的。基于STEAM教育理念的教學模式中，一般用多學科融合的方法解決在實際問題中存在的新科技問題。學生在從對科學技術的理解到實際運用的實踐過程中，也能夠更深刻地感受到科技的意義。

STEAM教育理念主張多領域融合，使學習者有機會綜合使用所學到的各方面知識，并感受科技對個人生存與社會發展產生的深遠影響。學習者也可以綜合使用自然科學、技術、工程、藝術、數學各門學科知識，解決現實問題。科學教師在備課時可以邀請其他學科教師進行指導補充，甚至可以“一課多師”。例如，科學教師和數學教師進行技術指導，信息教師進行收集數據證據指導，美術教師進行造型設計指導，語文教師進行評價推廣指導等。

五、注重實踐教學

德育、智育、體育、美育、勞育的育人目標在STEAM教育理念下小學科學技術與工程領域的學習過程中可以實現。STEAM教育理念本著對兒童天性的尊重，以培養學生全面而有個性的發展為目的，促使他們形成尊重事實、喜歡動手探究、與他人合作的科學態度，使學生體驗探究自然世界和運用科學探究人類生活奧秘和解決社會問題的重要過程，并以此培養自主學習、邏輯思維、社會實踐和創新能力以及團結合作意識。

STEAM教育理念指導下的科學技術與工程領域教學，需要教師注重在實踐教學中總結經驗方法，提升學生的技術工程素養。由于受年齡所限，小學生理性思維的發展還不成熟，難以理解技術問題并做到有效分析。在開展技術與工程知識教學的過程中，教師可以按照“組間異質、多組同質”的原則，對不同學科教師進行分組，通過集體力量發散思維，碰撞出智慧的火花，以強化學生的理解。

STEAM教育理念下的教學發展，實現了教師從知識教學到科學素養教學的發展，而且教師可以借助問題引發學生的思考，喚醒學生內在的探究欲望，并在學生自主探究下抓住技術與工程領域知識的本質，促進學生科學素養的發展。

STEAM教育理念可以實現學校對科技教育和工程教學策略的全面探索，通過深入研究并探討適應課程發展和設置教學環境的管理方式，推進學校教學方式和學習方法變革。學習者既能增強認識問題、應用科技處理現實問題的意識，了解科技和人類文明的有機聯系，調動學習科技的積極性，又能形成工程觀念，并把無形的設想轉化為有形的工程實踐。

STEAM教育理念在學校科技和工程等領域教學中的廣泛使用，意在讓學生科學素養進一步提高，并以項目的形式進行探究，培養學生的綜合素質。STEAM教育理念下的課堂教學引導學生以一種嶄新的眼光觀察問題，使其認識到分析、處理現實問題的最基本的方式和程序，有交流和介紹創新性產品的能力以及共同合作研究的能力；同時，也有利于教師專業發展，提高創造性設計教學的能力、跨學科整合教學的能力，提升教師的課程領導能力，實現師生素質共同提升。

參考文獻：

［1］羅萍. STEM視野下小學科學課堂的跨學科教學探究［J］.科教導刊（電子版），2021（2）.

［2］蕭順歡.基于STEAM教育的小學科學課堂實施技術與工程教學的有效策略研究［J］.新課程（小學），2021（6）.

（責任編輯：楊強）