STEAM理念下的小學科學課程開發(fā)與實施

王夢瑩

摘 ?要：在小學科學教育中，基于項目的學習，以工程設計為基石，在這個基礎上，學生用他們在科學、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學各個領域的知識來解決真實世界中有意義的問題。這種學習方式強化了學生具有批判性的思維技能，又加強了學生團隊協(xié)作、與同伴溝通、解決問題、自主學習的能力。這不僅符合科學教育的原則，又能實現(xiàn)科學STEAM課程的拓展。本文通過梳理教材，挖掘具有能整合成項目的課程內(nèi)容，進行STEAM教育。項目明確后，關鍵還是要落實在具體的課程教學中。通過搭建各種平臺，充分開發(fā)和使用STEAM課程內(nèi)容。

關鍵詞：STEAM教育;小學科學;拓展課程

STEAM教育是當前科學教育界教育改革的方向和必然趨勢。2017年出版的《義務教育小學科學課程標準》也在實施建議一節(jié)中提出：科學STEAM教育的目的。目前的科學教材中每個單元都對應于一個學科領域，教師在開展STEM活動設計時容易受到學科界限和學科內(nèi)容的限制。打破學科界限往往能取得更好的效果。隨著世界各國對“工程設計”的強調(diào)，科學教師開展一些設計類的STEAM活動，這樣不僅能融合科學、工程與技術(shù)，更能培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維。

一、立足教材，拓展課程

現(xiàn)有的的科學教材上已有STEAM教學理念的影子，如教科版《科學》五年級上冊的《做一個生態(tài)瓶》，五年級下冊的《設計制作小賽車》，六年級上冊的《做框架》，六年級下冊的《一天的垃圾》等，這些課程中或多或少地涉及技術(shù)、工程和數(shù)學的問題，但我們在教學活動中幾乎少有關注學生綜合應用能力的培養(yǎng)。在教學活動中我們主要有以下的認識和實踐：

（一）基于STEAM理念的拓展科學課程

“STEAM教育課程計劃旨在使學生參與以活動、項目和問題解決為基礎的學習，它提供了一種動手做的課堂體驗?！边@也是新課改的大方向。因而，教師要充分挖掘教材內(nèi)外的相關內(nèi)容和資源，引導學生參與“技術(shù)工程”的實踐活動，讓學生體驗“實踐”的快樂，培養(yǎng)學生的“工匠”素養(yǎng)。

（二）基于科學課程選擇拓展內(nèi)容

小學階段的科學教育中，一方面可以從工程和技術(shù)的角度出發(fā)，結(jié)合相應的科學概念設計STEAM活動;另一方面，也可采取將科學課堂活動轉(zhuǎn)化為STEAM活動的形式。這不僅符合科學教育的原則，又能綜合STEAM的各個領域。

根據(jù)問題和任務的不同出發(fā)點，融入工程與技術(shù)，依據(jù)其內(nèi)在的科學原理，在相應的教材中將科學課堂生成問題轉(zhuǎn)化為STEAM問題。又因為解決工程問題時必然會涉及到科學的知識和原理，所以從工程技術(shù)的角度出發(fā)選擇教學內(nèi)容、設計教學活動更容易達成科學、工程與技術(shù)的共同發(fā)展。

二、完善STEAM課程，豐富資源

現(xiàn)在使用的教科版小學科學教材在內(nèi)容的選擇方面囊括物質(zhì)世界、生命世界、宇宙以及科學、技術(shù)與工程的相關知識。相較于最早的教學強調(diào)“是什么”，現(xiàn)階段的教學也注重了“為什么”、“做什么”的探究任務，但它還是不能完全滿足STEAM教育“如何做”的實際需求。當然，教材的編排要以學情為基礎，針對不同階段學生的思維方式，選擇不同的教學手段。三、四年級的學生年齡較小，邏輯思維水平較低，教學方式主要還是以直觀感知為主;但是五、六年級的學生就不同了，他們具備了一定的邏輯思維能力，能夠很好地理解、設計一些稍復雜的實驗。

我校開發(fā)的氣糕課程就是指導學生以自主、合作的探究性學習方式展開實踐，明白氣糕是通過發(fā)酵制作出來的。從選擇采用粗糙的早稻米為原料，將米加入水浸泡一晚后就磨成了米漿，學生們掌握了物質(zhì)形態(tài)變化，這些環(huán)節(jié)沒有產(chǎn)生新的物質(zhì)屬于物理變化。在往米漿中加入酵母這個過程中，學生們要不斷嘗試加入酵母的數(shù)量，從而制定最佳配方來簡單制作氣糕。當然，在利用酵母進行發(fā)酵時，會產(chǎn)生酒精和二氧化碳，這一過程產(chǎn)生了氣體、產(chǎn)生了新的物質(zhì)，學生們更好的掌握了化學變化的本質(zhì)，更能有效地區(qū)別出物理變化和化學變化。然后通過對氣糕的觀察，聯(lián)系科學中我們學習過的微生物發(fā)酵，利用探究實驗，找“酒印子”的制作與溫度的關系，發(fā)現(xiàn)制作氣糕的關鍵。當然氣糕制作過程也是非常講究，制作的工具也別具一格。通過這一系列的制作過程，學生對物質(zhì)領域中的“物質(zhì)的變化”、“工具和機械”以及“形狀與結(jié)構(gòu)”等內(nèi)容得到了充分的實踐運用。學生們在學中做，做中悟，學用結(jié)合，知行合一，探究能力得到了真正的提升。

三、搭建平臺，多元開發(fā)

（一）搭建學校平臺，開發(fā)利用拓展課程

目前，在我們學校一至六年級開設每周兩課時的拓展課，學生們每學期可以研究2-3個STEAM拓展內(nèi)容，例如在航模社團課上，學生們可以在制作單翼或者雙翼飛機中選擇彈力STEAM拓展內(nèi)容，認識橡皮筋的粗細、質(zhì)量、纏繞方法及外界因素影響模型的航向和航速。在模型飛機試飛的過程中，學生們可以不斷練習纏繞橡皮筋方式和正確放飛的手法。學生們在實踐活動中切實體會到飛機從制作到飛行過程中的不易，也能充分感受到科技的力量。

截止到目前，我校已經(jīng)舉辦了四次科技創(chuàng)意節(jié)了。2018年12月第四次“未來家園”為主題的創(chuàng)意節(jié)上，三年級的學生們腦洞大開利用多米諾骨牌搭建未來家園的模型。四、五年級開展了“未來家園” 草圖和搭建設計等活動，前期學生們查找大量的相關資料，了解設計家園時用到的原理和材料，并把所學的科學知識和工程設計思想融入其中，認真分析和研究每一種材料的經(jīng)濟性、實用性和創(chuàng)新性，最后選擇生活中的材料制作出未來家園的模型。六年級的學生們以班級單位，自主設計繪制“未來家園”的草圖。學生們的想象力是無窮的，現(xiàn)場展示的作品。

（二）搭建班級平臺，開發(fā)利用科學課程

在平時，教師們也可以搭建班級平臺，積極開發(fā)利用教材資源。比如，我在五上《光》這個單元教學的時候，就讓學生們利用周末的時間小組合作制作簡易的太陽能熱水器。在科學課堂上，學生們按照組別把制作好的簡易熱水器放在講臺上展評，每個作品都配備了一名講解員進行現(xiàn)場講解。其他的學生們互動交流、及時點評和發(fā)表意見。學生們在這次活動中不單單學到了課本中的知識，還培養(yǎng)學生自學課外知識、動手操作等綜合能力。

平臺的類型是多樣化的，目前我們已經(jīng)搭建了學校和班級平臺，以后還要致力于搭建社區(qū)平臺和家庭平臺。平臺給學生們提供了施展才干的空間，STEAM科學教育理念給學生們提供了學習的動力。在STEAM理念的引領下，把教學與實際充分融合，完善STEAM課程，豐富課程資源，這不僅促使學生們養(yǎng)成創(chuàng)新精神和實踐能力，也促使教師們伴隨著課程建設而共同成長。

參考文獻

[1] ?中華人民共和國教育部.義務教育小學科學課程標準[S].北京：北京師范大學出版社，2017.

[2] ?趙中建.基于項目的STEM學習[M].上海：上?？萍冀逃霭嫔?016.