孫飛

摘 要：STEAM教育強(qiáng)調(diào)技術(shù)教育手段應(yīng)用，提倡跨學(xué)科拓展教學(xué)范圍，有利于培養(yǎng)具有綜合素質(zhì)的復(fù)合型人才。運(yùn)用STEAM理念重構(gòu)科學(xué)課堂，能打破學(xué)科壁壘，讓學(xué)生將不同學(xué)科的知識(shí)聯(lián)系起來(lái)，做到融會(huì)貫通，更好地實(shí)現(xiàn)提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)這一根本目標(biāo)。文章結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，對(duì)運(yùn)用STEAM理念重構(gòu)科學(xué)課堂進(jìn)行探究。

關(guān)鍵詞：科學(xué)教學(xué);STEAM理念;重構(gòu);科學(xué)課堂;科學(xué)素養(yǎng)

中圖分類(lèi)號(hào)：G623.6 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1008-3561（2021）12-0090-02

《教育信息化“十三五”規(guī)劃》提出，有條件地區(qū)要積極探索信息技術(shù)在“眾創(chuàng)空間”跨學(xué)科學(xué)習(xí)（STEAM教育）、創(chuàng)客教育等新的教育模式中的應(yīng)用，鼓勵(lì)發(fā)展STEAM教育。在科學(xué)教學(xué)中，教師運(yùn)用STEAM理念重構(gòu)科學(xué)課堂，能打破學(xué)科壁壘，讓學(xué)生將不同學(xué)科的知識(shí)聯(lián)系起來(lái)，并做到融會(huì)貫通，更好地實(shí)現(xiàn)提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)這一根本目標(biāo)。本文結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，對(duì)運(yùn)用STEAM理念重構(gòu)科學(xué)課堂進(jìn)行探究。

一、用心選題

科學(xué)課程涉及物質(zhì)世界領(lǐng)域、生命世界領(lǐng)域和地球空間領(lǐng)域等三大領(lǐng)域的內(nèi)容，這些內(nèi)容不可能完全融入STEAM理念。因此，在科學(xué)教學(xué)中融入STEAM理念會(huì)涉及選題的問(wèn)題。要選擇適合的內(nèi)容融入STEAM理念，就要做到兩個(gè)“切合”。

（1）切合教材。所謂切合教材，即選取教材中適合融入STEAM理念的內(nèi)容，主要是工程技術(shù)方面的內(nèi)容。人類(lèi)為了生存，為了探究自然界的變化規(guī)律，制造了工具，改進(jìn)了工具，出現(xiàn)了大量的發(fā)明創(chuàng)造。教師帶領(lǐng)學(xué)生了解祖先的發(fā)明創(chuàng)造，體驗(yàn)發(fā)明創(chuàng)造的過(guò)程，不僅能讓學(xué)生產(chǎn)生敬意，還能啟蒙學(xué)生工程技術(shù)思想。例如，在“太陽(yáng)鐘”一課的教學(xué)中，教師可融入STEAM理念。明確太陽(yáng)鐘制作的原理是科學(xué)的內(nèi)容，如何設(shè)計(jì)太陽(yáng)鐘是從技術(shù)的角度考慮問(wèn)題，怎樣分工完成是從工程的角度考慮問(wèn)題，做出精確的刻度要運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)，怎樣使做成的太陽(yáng)鐘方便、美觀要從藝術(shù)的角度來(lái)考慮。因此，融入STEAM理念，制作簡(jiǎn)易的太陽(yáng)鐘就不再是單純的制作。學(xué)生在學(xué)習(xí)原理后，要進(jìn)行設(shè)計(jì)，畫(huà)圖紙，選擇材料，完成制作，并進(jìn)行改進(jìn)。STEAM理念的融入，使原本枯燥的制作變得生動(dòng)有趣，能激發(fā)學(xué)生的探究熱情和求知欲。

（2）切合學(xué)生。兒童是天生的工程師，技術(shù)與工程領(lǐng)域的學(xué)習(xí)可以使學(xué)生有機(jī)會(huì)綜合所學(xué)的各方面知識(shí)，體驗(yàn)科學(xué)技術(shù)對(duì)生活和社會(huì)發(fā)展的影響。因此，教師在選擇融入STEAM理念的教學(xué)內(nèi)容時(shí)，必須以學(xué)生為中心。科學(xué)教學(xué)應(yīng)考慮到不同年級(jí)學(xué)生的心理特點(diǎn)、認(rèn)知特點(diǎn)，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中動(dòng)手動(dòng)腦，學(xué)會(huì)關(guān)注生活，綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，真正著眼于科學(xué)素養(yǎng)的提升。例如，在“空氣的性質(zhì)”一課的教學(xué)中，教師可把探究壓縮空氣力量的實(shí)驗(yàn)改為制作空氣動(dòng)力小車(chē)，再通過(guò)組織比賽，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)制作。這能將STEAM理念、工程技術(shù)思想與教學(xué)內(nèi)容有效整合在一起，有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，切合學(xué)生的心理特點(diǎn)和認(rèn)識(shí)特點(diǎn)。

二、匠心選材

在科學(xué)課上，選擇好的材料是成功的一半。因此，教師獨(dú)具匠心的選材，能收到事半功倍的教學(xué)效果。

（1）提供選擇。提供選擇是指教師應(yīng)盡可能為學(xué)生多提供不一樣的材料，或不同規(guī)格的材料供學(xué)生在實(shí)驗(yàn)時(shí)使用。選擇不同的材料，實(shí)驗(yàn)效果會(huì)有很大的差別。在選材的過(guò)程中，學(xué)生會(huì)經(jīng)歷探索和發(fā)現(xiàn)的過(guò)程，這與STEAM理念相切合。例如，在“聲音的產(chǎn)生”一課的教學(xué)中，教師可給學(xué)生提供一些材料，讓學(xué)生制作一個(gè)能證明聲音的產(chǎn)生是由于振動(dòng)引起的實(shí)驗(yàn)裝置。教師在提供材料時(shí)，不能局限于教材，要給學(xué)生提供不同的材料，讓學(xué)生體會(huì)不同材料對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，以提高學(xué)生創(chuàng)造性解決問(wèn)題的能力。

（2）創(chuàng)新改進(jìn)。創(chuàng)造性地運(yùn)用材料，能提高實(shí)驗(yàn)效果。例如，在“冷空氣和熱空氣”一課的教學(xué)中，在引導(dǎo)學(xué)生做小紙蛇時(shí)，教師可給學(xué)生提供錫箔紙。這樣，學(xué)生做出來(lái)的小蛇的重量會(huì)比較輕，并且結(jié)實(shí)有光澤，旋轉(zhuǎn)起來(lái)特別炫目，更容易激發(fā)學(xué)生的探究熱情。又如，在“熱的傳遞”一課的教學(xué)中，教師可使用變色油墨進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這能非常明顯地看到物體表面的顏色變化，實(shí)驗(yàn)效果會(huì)更好。

三、精心授法

技術(shù)與工程領(lǐng)域教學(xué)提倡“做中學(xué)”。所謂“做中學(xué)”，就是邊學(xué)邊做，邊做邊學(xué)，“做”是做產(chǎn)品，“學(xué)”是學(xué)方法。STEAM理念下的科學(xué)教學(xué)，更關(guān)注的是設(shè)計(jì)之法和改進(jìn)之法。

（1）設(shè)計(jì)之法。設(shè)計(jì)是工程技術(shù)的關(guān)鍵，而在傳統(tǒng)科學(xué)教學(xué)中，設(shè)計(jì)常常會(huì)被忽視。很多教師在剛接觸STEAM理念時(shí)，總覺(jué)得這是成人做的事，跟孩子講設(shè)計(jì)是拔苗助長(zhǎng)，而事實(shí)并非如此。馬克思說(shuō)過(guò)，最蹩腳的建筑師一開(kāi)始就比最靈巧的蜜蜂高明的地方，是他在用蜂蠟建筑蜂房以前，已經(jīng)在自己的頭腦中把它建成了。學(xué)生參與設(shè)計(jì)，能通過(guò)圖紙、文字、語(yǔ)言等，表達(dá)自己的想法。在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生真正思考了，真正把自己學(xué)到的知識(shí)以及生活經(jīng)驗(yàn)表達(dá)出來(lái)了，接下來(lái)的制作，無(wú)論成功與失敗，做出來(lái)的都是自己的東西，凝聚著自己的智慧和創(chuàng)造。例如，在“降落傘”一課的教學(xué)中，教師可讓學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì)，并要求學(xué)生精心選擇材料，精心設(shè)計(jì)。用什么材料制作傘面，做多大的傘面，用多長(zhǎng)的線，都要有詳細(xì)的計(jì)劃。要畫(huà)出簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)圖，并在圖上標(biāo)明。這個(gè)過(guò)程看似浪費(fèi)時(shí)間，實(shí)際上卻能節(jié)省時(shí)間，因?yàn)楫?huà)好設(shè)計(jì)圖后，制作的過(guò)程相當(dāng)快，少走了許多彎路。因此，在科學(xué)教學(xué)中，教師更應(yīng)該注重教給學(xué)生設(shè)計(jì)之法，一個(gè)會(huì)設(shè)計(jì)的學(xué)生必定是一個(gè)會(huì)思考的學(xué)生，一個(gè)會(huì)思考的學(xué)生必定能學(xué)好科學(xué)課程。

（2）改進(jìn)之法。STEAM理念下的科學(xué)教學(xué)，除了要關(guān)注設(shè)計(jì)之法以外，還應(yīng)關(guān)注改進(jìn)之法。有科學(xué)家預(yù)測(cè)，材料科學(xué)有望成為未來(lái)十年最重要的技術(shù)。實(shí)際上有許多領(lǐng)域設(shè)計(jì)水平已經(jīng)達(dá)到了一定的高度，而材料卻成為了改進(jìn)的阻礙。材料的改進(jìn)僅僅是一個(gè)方面，而設(shè)計(jì)的改進(jìn)更為重要。許多好的產(chǎn)品都是在最初的設(shè)計(jì)之上慢慢改進(jìn)而來(lái)的，沒(méi)有誰(shuí)能一次性設(shè)計(jì)出完美的產(chǎn)品。因此，讓學(xué)生從小就學(xué)會(huì)改進(jìn)自己的設(shè)計(jì)至關(guān)重要，這也是STEAM理念給我們的一個(gè)重要啟示。例如，在“各種各樣的能量”一課的教學(xué)中，教師設(shè)計(jì)了一個(gè)制作水火箭這一工程技術(shù)活動(dòng)。在課堂上，教師讓學(xué)生欣賞了一個(gè)簡(jiǎn)易的水火箭模型，并介紹了制作原理，之后，將學(xué)生分成若干小組進(jìn)行設(shè)計(jì)。在接下來(lái)的一個(gè)月的時(shí)間里，教師定時(shí)與學(xué)生交流，從材料節(jié)約、外形美觀、結(jié)構(gòu)合理等方面啟發(fā)學(xué)生對(duì)自己的設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)。一個(gè)月的時(shí)間雖然比較漫長(zhǎng)，但能讓學(xué)生有足夠的時(shí)間改進(jìn)自己的設(shè)計(jì)，從而使自己制作出來(lái)的水火箭更加完美。在最后的發(fā)布會(huì)上，學(xué)生們展示出許多精美的水火箭。教師在教學(xué)中成功地融入STEAM理念，能讓學(xué)生在改進(jìn)中思考，在改進(jìn)中探究，在改進(jìn)中提高，有效提升了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

總之，運(yùn)用STEAM理念重構(gòu)科學(xué)課堂，能打破學(xué)科壁壘，讓學(xué)生將不同學(xué)科的知識(shí)聯(lián)系起來(lái)，做到融會(huì)貫通，更好地實(shí)現(xiàn)提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)這一教學(xué)目標(biāo)。雖然STEAM理念對(duì)許多教師來(lái)說(shuō)還是新鮮事物，并且STEAM強(qiáng)調(diào)的跨學(xué)科學(xué)習(xí)包含許多內(nèi)容，但只要我們有一顆探索的心，用心選題，匠心選材，精心授法，科學(xué)教學(xué)就一定能盡快地融入STEAM理念，一定能大放異彩。

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