STEAM教育模式在小學科學教學中的應用

STEAM教育模式集合了科學、技術、工程、藝術、數(shù)學，是一種高度注重學生實踐的教學模式。在小學科學教學中，STEAM教學模式以科學為基礎，整合技術、工程、藝術、數(shù)學，通過學科融合促進學生科學探究，同時培養(yǎng)學生綜合能力。小學科學教師應該建立跨學科和超學科意識，積極研究STEAM教學模式在小學科學教學中的應用技巧，為學生提供實踐優(yōu)先于理論和技能重于知識的學習環(huán)境，從而幫助學生實現(xiàn)綜合和全面的進步。

本文旨在研究STEAM教育模式在小學科學教學中的應用，并提出教師應在明確目標階段、頭腦風暴階段、問題解決階段和成果改進階段，分別以學習專題為引、以教師指導為輔、以小組合作為核心、以多元評價為重點，制定活動計劃、分享活動思路，推動活動實施并反思活動全程。

一、明確目標階段：以學習專題為引，制定活動計劃

目標具有指明方向，以及激勵與凝聚的作用。在小學科學教學中應用STEAM教育模式時，明確目標是首要的。在明確目標的過程中，教師應以學習專題為引，制定活動計劃。從某種意義上說，小學科學教材的學習專題也可以作為STEAM科學活動的主題。小學科學教材通常圍繞專題編排教學內(nèi)容，教師可以梳理教材，挖掘?qū)W習專題，確定基于STEAM教育模式的科學教學基本方向。然后，教師可以根據(jù)專題內(nèi)容制定STEAM科學活動計劃，為目標的設計提供重要參考。

以蘇教版科學三年級上冊第二單元為例。該單元以“研究土壤”為學習專題，包括“土壤的成分”“土壤的類型”“肥沃的土壤”和“保護土壤”四個部分。教師可以先梳理教材，根據(jù)單元提示挖掘“研究土壤”學習專題。接著，制定以下活動計劃：（1）通過收集和觀察土壤，了解土壤的主要成分；（2）仔細觀察土壤的顆粒，區(qū)分不同的土壤類型；（3）仔細觀察土壤的表層和下層，認識肥沃的土壤；（4）了解土壤的重要性，學會保護土壤。這些活動計劃體現(xiàn)了在小學科學教學中應用STEAM教育模式的目標。最后，教師可以根據(jù)活動計劃明確目標，為后續(xù)的STEAM科學活動提供導航。具體目標包括通過研究土壤了解土壤的主要成分，學會區(qū)分不同的土壤類型，了解肥沃的土壤，同時培養(yǎng)保護土壤的意識，并掌握有效的土壤保護方法。

二、頭腦風暴階段：以教師指導為輔，共享活動思路

頭腦風暴是美國廣告公司亞歷克斯·奧斯本首創(chuàng)的一種問題討論法，指的是讓小組成員在融洽的、不受任何限制的氛圍中，以會議的形式討論問題。頭腦風暴在問題討論過程中的運用，能夠使討論者打破常規(guī)，充分發(fā)表看法，對解決問題起著關鍵的促進作用。STEAM教育模式在小學科學教學中的應用，主張讓學生在科學背景下，同時運用技術、工程、藝術、數(shù)學等技能解決科學問題。教師可以在確定目標后，借鑒頭腦風暴思路指導學生。頭腦風暴過程中，教師可以作為“會議”組織者，使學生暢所欲言，積極分享活動思路。

例如，教學蘇教版科學三年級下冊第三單元時，教師可基于STEAM教育模式在小學科學教學中的應用，挖掘“聲音的奧秘”學習專題，然后根據(jù)學生研究聲音奧秘的現(xiàn)實需求，設計問題鏈：聲音是怎么產(chǎn)生的？聲音是怎么傳播的？聲音為什么有大有小？聲音為什么有高有低？聲音都有哪些奧秘？

問題由“個”成“鏈”，頭腦風暴準備工作基本完成。接著，教師可以通過提問組織“會議”，促進學生頭腦風暴。教師可以直接圍繞學習專題（也稱STEAM科學活動主題）提問，要求學生以“開會”的形式展開頭腦風暴，分享自己關于研究聲音奧秘的活動思路。學生可以自由發(fā)言，無論針對問題提出答案猜想，還是舉例論證自己對問題的想法，學生都能實現(xiàn)科學思維和科學探究能力的進步，實現(xiàn)STEAM教育模式“S”方面的發(fā)展。另外，為深入討論，學生可以通過信息技術等途徑收集資料，以此提高信息化學習能力，在STEAM教育模式的“T”方面取得一定進步。教師還可以在學生結束頭腦風暴后，通過板書或現(xiàn)場課件總結學生思路，使學生觀點具象化，助力其后續(xù)實踐。

三、問題解決階段：以小組合作為核心，推動活動實施

頭腦風暴階段性教學活動結束后，STEAM教育模式在小學科學教學中的應用，應向問題解決階段過渡。問題解決，是指在學生分享活動思路后，鼓勵學生以實踐的形式參與STEAM科學活動，解決學習專題下的關鍵問題。在這個過程中，教師應正視合作價值。教師可以引導學生以小組合作為核心實踐策略，讓學生分組展開STEAM科學活動。合作是思維交互的平臺，學生在合作中集思廣益，能夠提出更多科學實踐方案，對其解決問題意義重大。教師可以幫助學生組建合作學習小組，進而推動STEAM科學活動的具體實施。

例如，教學蘇教版科學四年級下冊第四單元時，教師可挖掘單元“繁殖”學習專題，提煉“植物的繁殖”關鍵問題。植物的繁殖方式包括用種子繁殖和用營養(yǎng)器官繁殖。教師可在此背景下，幫助學生組建不同的合作學習小組。如小組1著重研究植物的種子繁殖過程，命名為“植物的種子繁殖研究小組”，小組2重點研究植物通過“根”這一營養(yǎng)器官進行繁殖的過程，命名為“植物的根繁殖研究小組”。小組成員可根據(jù)本組任務，合作完善實踐方案，展開積極的科學研究，逐步實現(xiàn)STEAM科學活動目標。

活動準備過程中，學生運用技術手段收集植物繁殖資料，實現(xiàn)技術層面STEAM實踐目標。活動實施前，為提供適宜的植物繁殖環(huán)境，學生根據(jù)本組植物繁殖研究特征搭建大棚、植物生長架等，發(fā)展工程思維。活動過程中，為準確記錄植物在不同繁殖階段的生長狀態(tài)，學生通過測量、畫圖等方式填寫實踐觀察報告，實現(xiàn)數(shù)學、藝術層面的STEAM科學活動目標。活動實施后，學生充分感受植物的繁殖過程，掌握植物繁殖的秘密，實現(xiàn)科學探究的最終目的。

四、成果改進階段：以多元評價為重，反思活動過程

STEAM教育模式在小學科學教學中的應用，應避免停留在活動實施層面，還需要設置成果改進階段。小學階段，學生應該已經(jīng)具有科學思維、技術素養(yǎng)、工程思維、藝術素養(yǎng)、數(shù)學能力等有益于科學探究和終身發(fā)展的各項品質(zhì)，但是往往還不能最大限度地運用這些品質(zhì)去解決問題，因而難以在STEAM科學活動中取得滿意的活動成果。對此，教師應及時指導學生改進成果，以便讓學生補足短板，全面獲益。至于指導方法，教師可以首選評價。教師可以通過多元評價激活學生的反思意識，帶領學生反思STEAM科學活動全程，從而使學生全面回顧科學探究方法、過程、結果等，吸取必要的經(jīng)驗和教訓，進一步提升基于STEAM教育模式的科學活動能力。

例如，上述“植物的繁殖”STEAM科學活動，教師可在學生完成小組合作實踐任務后，要求各小組分別展示實踐成果，提交“植物的繁殖實踐觀察報告”。在此基礎上，教師檢查學生成果和報告，分析其創(chuàng)意點、成就點、問題點，作出客觀評價。接著，教師邀請學生進行自我評價與相互評價，讓學生先“自己評價自己”，再以合作學習小組為單位，評價其他實踐參與者的科學思維、技術素養(yǎng)、工程思維、藝術素養(yǎng)、數(shù)學能力等。評價越多元化，師生越能實現(xiàn)對STEAM科學活動的全面反思，從而最大限度地發(fā)現(xiàn)STEAM教育模式在小學科學教學中的應用問題，讓STEAM與小學科學深度融合。

總之，STEAM教育模式在小學科學教學中的應用，可以設計為明確目標、頭腦風暴、問題解決、成果改進四個階段。而在不同階段，應采取不同的指導策略。教師可以在實際教學工作中，根據(jù)STEAM教育模式的優(yōu)勢，改進教學過程，促進學生全面發(fā)展。同時，在此基礎上，教師需要進一步加強STEAM教育模式在小學科學教學中的應用研究，力求與時俱進、常教常新。

（作者單位：江蘇省如皋市外國語學校）

（責任編輯 劉源）