【摘要】相比傳統(tǒng)的教學活動，STEAM教育理念的跨學科性以及體驗性特征更能夠為學生綜合素養(yǎng)的形成奠定良好的基礎(chǔ)。教師在STEAM教育理念下，注重學生的學習體驗以及知識習得，能夠更高質(zhì)量地開展教學活動。文章著重分析STEAM教育理念下的小學科學教學活動開展策略。

【關(guān)鍵詞】STEAM；教育；小學；科學

作者簡介：方勇（1975—），男，江蘇省揚中市新壩中心小學。

跨學科知識學習已經(jīng)成為新時期小學科學教學工作開展的重要方向。依托STEAM教育理念的小學科學教學能夠充分凸顯學生的主體地位，促進學生未來學習生活必備素養(yǎng)的形成。小學科學教師需要不斷優(yōu)化教育理念，高質(zhì)量落實STEAM教育。

一、核心概念界定

（一）STEAM教育概述

STEAM教育包括科學教育、技術(shù)教育、工程教育、藝術(shù)教育以及數(shù)學教育。教師通過科學教育能夠培養(yǎng)學生的科學觀念，引導學生掌握科學領(lǐng)域中的相關(guān)知識；通過技術(shù)教育以及工程教育能夠進一步促進學生實踐能力的提高，促進學生綜合素養(yǎng)的形成；通過藝術(shù)教育能夠提升學生的人文藝術(shù)素養(yǎng)；通過數(shù)學教育能夠引導學生著重探究數(shù)學知識在各領(lǐng)域中的實際應(yīng)用，在提高學生推理能力、計算能力的同時幫助學生理解數(shù)學學科的應(yīng)用價值。

（二）STEAM教育理念的核心特征分析

1.跨學科性

跨學科性是STEAM教育理念的直觀體現(xiàn)，也是STEAM教育理念與傳統(tǒng)教育理念的顯著差異。教師在應(yīng)用STEAM教育理念期間，分別在科學、技術(shù)、工程、藝術(shù)以及數(shù)學領(lǐng)域中尋找教育資源并將其整合在一起，再通過落實多元化教學策略以及設(shè)立各種教學目標的方式，要求學生將各學科知識融會貫通，從而能夠潛移默化地培養(yǎng)學生綜合運用知識的能力。

2.體驗性

STEAM教育理念下的教學活動具有較強的體驗性。學生無論是利用數(shù)學、工程還是藝術(shù)等領(lǐng)域的相關(guān)資源開展學習活動，都需要在不斷實踐的過程中探索新的學習思路以及學習方法?；赟TEAM教育理念的教學活動主張學生充分發(fā)揮自身的主觀能動性，通過自主探究以及合作學習等多元的方式解決實際問題。部分教師應(yīng)用STEAM教育理念時，能夠發(fā)揮學生的主觀能動性，結(jié)合學生實際生活開展教學活動，進一步凸顯了STEAM教育理念的體驗性特征。

3.情境性

情境性是指應(yīng)用STEAM教育理念時，學生的知識習得并不是通過外界灌輸，而是在特定的教學情境內(nèi)由學生結(jié)合自身已有的知識結(jié)構(gòu)進行深度分析，并與學習環(huán)境產(chǎn)生交互獲得新知。因此，情境性是確保STEAM教育理念的應(yīng)用價值得到有效發(fā)揮的重要特征，也是確保教學活動高質(zhì)量開展的重要條件。

4.設(shè)計性

設(shè)計性是指應(yīng)用STEAM教育理念時，學生需要設(shè)計出最終成品，從而依托成品展示自身的知識運用能力及知識遷移能力。

二、STEAM教育理念下的小學科學教學設(shè)計原則

（一）整合性原則

STEAM教育理念下，教師需要結(jié)合自身的教學經(jīng)驗、各學科的教學內(nèi)容以及校園文化等多個方面進行分析，確保能夠為學生設(shè)計一套由簡單逐漸變?yōu)閺碗s的教學序列，引導學生從各個學科領(lǐng)域當中尋求解決問題的方式，促進學生認知的螺旋式上升，幫助學生在各項實踐活動中形成科學素養(yǎng)。因此教師需要遵循整合性原則，以此實現(xiàn)人文藝術(shù)教學與自然科學教學的有機統(tǒng)一，為學生的全面發(fā)展提供堅實的保障。

（二）探究性原則

探究是學生學習小學科學知識的主要方法。學生的思維能力相對薄弱，教師在開展教學活動時需要以學生的形象思維為主，為學生提供可視化以及直觀化的教學用具。

此外，教師需要為學生設(shè)計探究問題。問題的設(shè)計需要匹配學生認知思維發(fā)展的規(guī)律，倘若教師為學生設(shè)計的探究問題難度較高，將難以有效激發(fā)學生的學習興趣；倘若教師為學生設(shè)計的探究問題過于簡單，將無法確保學生能夠整合其他學科的資源解決問題。因此教師需要確保探究問題具有梯度性，幫助學生在探究的過程中提高操作技能，培養(yǎng)學生的科學探究精神。

（三）過程性原則

STEAM教育理念下，教師對學生學習過程的評價主要以過程性評價為主。如教師關(guān)注學生在實際學習期間的行為動機以及學習思維的變化情況，并通過過程性評價與終結(jié)性評價結(jié)合的方式了解學生課程學習目標的完成情況。教師遵循過程性原則，更關(guān)注學生在學習過程中各項學習能力是否得到有效提高，同時也更關(guān)注學生在經(jīng)過一段時間的學習后綜合水平的發(fā)展情況。

三、STEAM教育理念下的小學科學教學設(shè)計框架

（一）明確問題

以蘇教版科學三年級上冊第3單元“固體和液體”為例，教師可以要求學生結(jié)合固體與液體之間的區(qū)別設(shè)計一款產(chǎn)品，讓此產(chǎn)品能夠同時容納固體和液體。首先，教師需要引導學生詳細探究關(guān)于此產(chǎn)品的各項工作原理、產(chǎn)品材質(zhì)以及產(chǎn)品功能，同時還需要引導學生明確自己需要利用哪種輔助材料完成產(chǎn)品的制作。其次，教師需要引導學生從受眾群體的角度出發(fā)，探究自己設(shè)計的產(chǎn)品適合哪些群體。當學生經(jīng)過一段時間的溝通交流后，教師可以為學生分配具體的任務(wù)，并制訂完成任務(wù)的計劃。最后，教師需要引導學生在規(guī)定的時間內(nèi)探究此產(chǎn)品能夠解決哪些問題以及為什么此產(chǎn)品的設(shè)計是有效的。

（二）有效指導

在學生正式制作產(chǎn)品前，教師需要引導學生通過頭腦風暴等活動制訂計劃，再引導學生結(jié)合自身的實際情況選擇合適的框架，將想法融入其中。在此期間，教師需要著重關(guān)注學生的學習動機，倘若部分學生對設(shè)計的內(nèi)容產(chǎn)生認知偏差，教師則需要給予有效指導，但不能過多地干預(yù)。此外，教師在學生將設(shè)計方案落實到實際應(yīng)用時，可以通過巡視對學生的設(shè)計方案提出整改意見，確保能夠有效指導學生的實踐過程。

（三）產(chǎn)品改進

產(chǎn)品改進能夠幫助學生從多個維度了解產(chǎn)品存在的實際問題。為發(fā)揮產(chǎn)品改進環(huán)節(jié)的重要價值，當實物產(chǎn)品落地后，教師需要引導學生進行一系列的測試，并將相關(guān)數(shù)據(jù)記錄在實驗記錄單中。此時，教師引導學生進行小組展評，對于存在問題的產(chǎn)品，學生需要做進一步改進，并進行二次效果檢驗。

（四）評價測試

在評價測試階段，教師需要組織學生采用生生評價等多元化教學評價方式，小組成員之間相互監(jiān)督，對對方的學習過程進行評價。多元化教學評價方式能夠幫助學生進一步明確自身的問題所在，學習他人的先進經(jīng)驗，從而解決自身的實際問題。

四、STEAM教育理念下的小學科學教學實踐

筆者以“探究保溫杯”的教學為例，探究STEAM教育理念下的小學科學教學實踐。筆者之所以選擇保溫杯作為產(chǎn)品設(shè)計的原型，是因為學生已經(jīng)通過學習蘇教版科學三年級上冊第1單元了解了熱空氣和冷空氣；通過蘇教版科學五年級上冊第2單元學習了熱傳導、熱對流以及熱輻射等相關(guān)概念，具備了一定的理論基礎(chǔ)。此外，筆者通過教學觀察發(fā)現(xiàn)學生已經(jīng)能夠借助信息化工具尋找輔助資源。

（一）明確目標

筆者組織學生開展調(diào)查活動，要求學生調(diào)查現(xiàn)實生活中的保溫杯是否存在設(shè)計不合理之處，并要求學生結(jié)合自身的認知探究保溫杯除了能夠發(fā)揮保溫功能，還能夠起到哪些作用。在調(diào)查過程中，學生可以與同學進行交流，也可以利用互聯(lián)網(wǎng)平臺查閱相關(guān)資料。接著，筆者為學生發(fā)放白紙，要求學生分別從保溫杯的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)以及外形等多個方面寫下自己的設(shè)計想法，并為自己設(shè)計的保溫杯起一個有趣的名字。

（二）明確要點

保溫杯設(shè)計的方式多種多樣，為確保教學的有效性，筆者依托線上教學平臺為學生提供關(guān)于保溫杯的工作原理以及關(guān)于塑料、金屬等材料屬性的教學視頻。學生通過視頻，認識到每一種材料都有它的特點，可以把有不同特點的材料組合起來，做成可以在較長時間內(nèi)保持溫度的杯子。如此，學生通過觀看視頻，借助思維導圖明確了設(shè)計要點。

（三）原型設(shè)計

學生對保溫杯的各種理論知識已經(jīng)具有較為清晰直觀的認知，此時筆者引導學生結(jié)合自己設(shè)計的思維導圖與小組成員進行保溫杯的原型設(shè)計。學生在設(shè)計初期不可避免地會遇到各種問題，筆者充分發(fā)揮自身引導者的作用，鼓勵學生耐心設(shè)計，并且在必要的時候為學生提供一定的指導。

在學生進行原型設(shè)計的過程中，筆者指導學生完成科學寫作以及造型設(shè)計的任務(wù)，理清原型設(shè)計的思路［1］。在科學寫作中，學生需要以三視圖的方式繪制保溫杯的外觀形態(tài)設(shè)計圖，標注保溫杯的杯體、杯蓋、密封圈、開關(guān)、杯嘴以及膠墊等部分，并在每一部分下寫出自己的設(shè)計心得。在造型設(shè)計任務(wù)清單中，學生需要將科學與藝術(shù)融合，從藝術(shù)審美的角度出發(fā)，詳細闡述保溫杯造型的設(shè)計思路以及靈感來源［2］。

（四）作品改進與評價測試

筆者為學生制訂詳細的保溫杯質(zhì)量要求，如確保熱水每分鐘溫度下降不能超過2攝氏度，倘若保溫杯沒有達到質(zhì)量要求，則需要改進作品并進行二次測試。在測試過程中，筆者為學生提供80攝氏度的熱水，要求學生將熱水放在保溫杯內(nèi)5分鐘，并測量熱水每分鐘溫度的變化情況，以此測試保溫杯的保溫效果。當所有學生的作品均達到質(zhì)量要求時，筆者引導學生進行自我評價以及相互評價，同時筆者對學生的探究過程以及最終結(jié)果進行全面的評價，促進學生進一步優(yōu)化自己的作品［3］。

（五）引導學生進一步探究

為進一步提高科學課程的教學質(zhì)量，培養(yǎng)學生的發(fā)散思維能力以及創(chuàng)新思維能力，筆者引導學生探究科學知識的內(nèi)涵，將科學知識放在真實情境中，促進學生領(lǐng)悟科學知識與其他學科知識的內(nèi)在邏輯關(guān)系。如此，學生能夠在學習的過程中不斷接受新知識，并且敢于質(zhì)疑，積極結(jié)合具體情境思考問題。

此外，筆者要求學生在完成“探究保溫杯”任務(wù)期間，認真反思遇到的問題，探究問題的最優(yōu)解決路徑，以此實現(xiàn)深度學習。由于學生具有較強的個體差異性，不同學生的學習能力、科學素養(yǎng)各不相同，因此筆者在必要的情況下給予學生適當?shù)膸椭椭С?。當學生對某一領(lǐng)域的知識存在認知偏差時，筆者為學生進行詳細的講解，幫助學生掃清知識障礙，進一步引導學生深入探究知識的內(nèi)涵。

學生完成“探究保溫杯”的任務(wù)后，筆者引導學生結(jié)合其他領(lǐng)域的知識，利用杠桿原理以及力的傳遞原理制作一個自動倒水裝置，引導學生進一步探究溫度的變化規(guī)律、杠桿原理以及力的傳遞原理相結(jié)合能夠迸發(fā)出怎樣的科學創(chuàng)新，從而發(fā)揮STEAM教育理念的價值。

結(jié)語

綜上所述，STEAM教育理念下的小學科學教學實踐能夠充分激發(fā)學生學習的主觀能動性，有效引導學生從科學、技術(shù)、工程、藝術(shù)以及數(shù)學等多個維度探究解決問題的策略。教師應(yīng)用STEAM教育理念，創(chuàng)新小學科學教學的策略，促進學生合作交流、動腦設(shè)計、動手制作，能夠真正做到滿足學生的學習需求，為小學科學教學課程賦能。

【參考文獻】

［1］楊金勇，王夢珂.STEAM與創(chuàng)客教育整合課程體系研究：以小學科學為切入點［J］.現(xiàn)代教育技術(shù)，2021，31（10）：118-124.

［2］許佳.STEAM教育理論下小學科學單元主題活動的教學探究［J］.遼寧教育，2021，No.654（21）：35-39.

［3］吳章德.基于中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的小學STEAM教育實踐與探索：以教科版小學科學教材拓展為例［J］.教育與裝備研究，2018，34（09）：19-22.