淺談如何打造STEAM科學課堂

盧素梅

摘要： STEAM教學理念在教育界越來越流行，STEAM教學在初中科學教學中的成效更為顯著，可以拓寬學生的知識獲得渠道，使學生的科學知識構建過程變得更形象、生動、立體，不僅可以加深學生對科學本質的理解，而且更有利于培養學生的自主思考和創新能力，提高學生的科學核心素養。

關鍵詞：STEAM教學? 初中科學? 核心素養

在初中科學教學中，通過實施STEAM教學理念，不僅可以讓學生處于良好的學習情境中，而且還能提高學生的學習興趣，培養學生的自主思考、創新精神和實踐能力，提高學生的科學學科核心素養。

一、STEAM教育的內涵

STEAM是科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）、藝術（Arts）和數學（Mathematics）英語首字母的縮寫，它們并不是簡單的疊加，而是強調多學科的交叉融合：科學為技術提供知識，技術則是對科學的運用且帶動科學的發展，科學、技術為工程實施提供有利的硬件支持，藝術是創新的關鍵，而數學又是學習科學的工具等。STEAM的本質是在多個獨立的學科之間建立一座座橋梁，把各學科零碎的知識變成相互聯系、完整統一的網狀系統。

STEAM教育的出現轉變了傳統教育教學理念，STEAM教學中教師引導學生借助多種媒介，針對某個特定的知識或任務，整合多個領域的知識，通過合作學習完成任務，有助于學生改變傳統教學中的單一學科知識學習模式，可以更好地培養學生的創新精神和實踐能力。

二、初中科學教學中的STEAM教育

隨著科學技術的發展，對初中科學的教學內容與教學方式都提出了更高的要求，如何在科學教學中滲透技術、工程、藝術和數學的內容，成了現在初中科學教學研究的熱點之一。

（一）初中科學教學融入技術教育

《初中科學課程標準》明確指出要讓學生初步認識科學推動技術進步、技術又促進科學發展的相互關系，了解科學技術在日常生活和生產、社會中的應用。技術是人們根據一定的工藝知識、技術期望、工具儀器設備、能源和材料去進行的社會實踐活動。

信息技術在教學中有著廣泛應用，初中科學教學中應有效整合信息技術，實現其與教學內容的有機融合，幫助學生認識科學的本質，加深對知識的理解。除了傳統的PPT、視頻、白板、希沃等信息技術，現在還可以加入全息投影、VR技術、AR增強現實技術等信息技術。如學習各地形、各種氣象災害、星空、日食和月食、月相、各種生態系統、火災自救等知識時，利用VR技術，發揮其在空間感和體驗感上的優勢，讓學生身臨其境，使課堂更靈活，知識更立體，以此來加深知識的理解。

我們可以在教學中加入一些具體的活動來培養學生的初步的技術設計能力、實踐能力。如前面講的VR技術，就可以讓學生結合學過的知識（凸透鏡成像、眼睛結構等知識）在科學拓展課上設計并制作一副簡易的VR眼鏡，培養學生的動手及創造能力。

在科學課堂教學中也可以一步步引導學生學會設計一些簡單的技術，如滑動變阻器、氣壓計、彈簧測力計、呼吸系統模型等，通過設計使學生更能理解其中蘊含的科學原理，同時也培養了學生的思考、實踐能力。

（二）初中科學教學融入工程教育

科學來源于生活又服務于生活，所以在科學教學中應加強科學知識在實際應用方面的教學。開展“科學建模”教學，倡導學生學以致用、主動探究、勤于動手，培養學生分析和解決實際問題的能力，這不僅符合社會發展的需要，且有利于學生的終身發展。

如在學習了八上第一章第6節“物質的分離”后，我指導學生進行了《如何制作一個凈水器》的科學建模研究，將一杯渾濁的泥水變成一杯清澈的水。學生開動腦筋積極參與，小組分工合作，大膽設計，給大家呈現出了許多風格迥異的水的凈化裝置，在這個過程中，不僅讓學生的創造力得到了很好的表現，而且對過濾的實質、活性炭的吸附作用等知識有了更深層次的認識。在學了光的相關知識后，可以讓學生思考：我們教室由于位置原因常年接收不到光照，你們能不能結合科學及數學知識設計一個裝置，使陽光照到我們教室？并且隨著太陽的移動可以控制裝置，使陽光一直進入教室等等。通過解決簡單的工程問題，學生不僅加深了對所學科學知識的理解，也了解了科學研究的一般步驟，有利于培養學生發現和解決問題的科學素養。

（三）初中科學教學融入數學教育

科學與數學的關系極為密切。有人說數學是科學的工具，沒有數學，科學就難以長足發展。在初中科學教材中很少呈現數學知識，若在教學中將數學知識有效地呈現出來，就可以很好地幫助學生學習科學。

在很多科學知識教學中，都可以將其與數學聯系起來。如在物理的速度、重力、密度等知識的教學中，對于兩個量之間的關系描述，文字描述不僅累贅，而且表達不清晰，此時借助數學的正比例函數，就可以幫助學生更好地歸納并理解勻速直線運動中路程與時間的關系、物體所受重力與質量的關系、同種物質的質量與體積的關系等。同樣，在建立橫軸表示時間、縱軸表示速度的直角坐標系中，某個點表示的意義，以及縱坐標和橫坐標構成的陰影部分（如下圖）表示的含義，也可以讓學生通過數學知識來理解，其為速度和時間的乘積表示路程。

與此類似的還有很多，如學習拋物線運動或鐘擺運動時，對于某一時刻的速度的方向的判斷，就可以借助數學中的圓的切線的知識；又如化學方程式中的等號的含義，也可以聯系數學中的等號來幫助我們理解；計算則更加依賴于數學知識，如方程式解析計算、光學和杠桿中的圖示分析計算（如相似三角形法的運用）、各種公式的證明推理、差量法、極值法的運用等。

（四）初中科學教學融入藝術教學

“A”藝術在教學中也不是獨立存在的，它體現在教學的各個環節，加入“A”可以讓課堂更靈動，使學生的審美得到鍛煉和培養，而且更有利于培養學生的創造力和抽象思維。在教學中進行藝術滲透的地方有很多。比如用優美的語言和簡潔的線條設計出實驗方案，物理、生物教學中繪制相關的圖形，制作等高線模型等，需要我們去挖掘。

總之，改變教學觀念，使教師在STEAM 教學理念下開展初中科學課堂教學，也使學生真正學會學習，學會知識的靈活運用并學以致用，為真正提高學生的核心科學素養打開了一條全新的道路。當然，初中科學課程如何體現STEAM的教學理念，如何培養學生的創新能力，還需要我們在教學中不斷地實踐與探索。

參考文獻：

[1]李揚.STEM教育視野下的科學課程構建[D].金華：浙江師范大學，2014：64—65.

[2]費志明.STEM視野下的初中科學課堂教學的開發[D].海寧：海寧市教研室，2018.