基于STEAM教育理念的小學(xué)科學(xué)課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究

趙婄 李帥軍

摘 要：隨著教育信息化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，我國的教育界面臨著全新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，STEAM教育憑借著獨(dú)特的人才方式和教育理念，受到了全世界的關(guān)注，也成為了教育工作者所應(yīng)用的熱點(diǎn)教學(xué)方式?；诖?，文章分析了如何在該理念背景下加強(qiáng)小學(xué)科學(xué)課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果，并地提出了幾點(diǎn)方法，旨在對(duì)小學(xué)生教育工作人員提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：STEAM教育;小學(xué)教育;科學(xué)教育

引言

STEAM教育源自STEM教育，它是一種當(dāng)今世界培養(yǎng)STEAM教育的重要舉措，由美國率先開展，并且美國將這種教育方式已經(jīng)提升到了國家戰(zhàn)略高度，該教育模式主要培養(yǎng)科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)等技術(shù)和應(yīng)用類型的人才，利用領(lǐng)先的科技優(yōu)勢(shì)來保持美國的國際競爭力和國際領(lǐng)導(dǎo)力。目前，國內(nèi)外眾多的學(xué)者都針對(duì)該教育模式進(jìn)行了理論和實(shí)證研究。美國學(xué)者M(jìn)ichelleH.Land分析了當(dāng)前美國教育領(lǐng)域中所采用的該模式所存在的不足及其改進(jìn)策略，認(rèn)為ARTS教育理念可以彌補(bǔ)STEM教育理念的不足，也可以是小學(xué)生對(duì)于人文知識(shí)的掌握更加深刻。

一、注重激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

愛因斯坦曾經(jīng)說過，興趣是最好的老師。尤其是對(duì)于廣大小學(xué)生來說，要想使學(xué)生們充分的投入到課堂活動(dòng)中，必須調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。教師在運(yùn)用STEAM教育理念進(jìn)行教學(xué)時(shí)，可以構(gòu)建出邊玩邊學(xué)的教學(xué)模式，使學(xué)生寓教于樂，充分調(diào)動(dòng)起學(xué)生的熱情。所謂的邊玩邊學(xué)，主要是以教育為主，并不是真正意義上的單純做游戲，而是通過游戲的區(qū)別性來調(diào)動(dòng)起學(xué)生的思維，使學(xué)生能夠在游戲項(xiàng)目當(dāng)中獲得相應(yīng)的科學(xué)知識(shí)。

上述過程可以使學(xué)生在玩耍中獲得相應(yīng)的知識(shí)，使學(xué)生一邊在公園中欣賞靚麗的景色，同時(shí)也獲得了愉快的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。然后教師在正式教學(xué)時(shí)，可以使學(xué)生觀察每一片葉子的實(shí)際特點(diǎn)，并用語言描繪出來，通過對(duì)比不同樹葉和花朵，學(xué)生可以發(fā)現(xiàn)，幾乎所有的樹葉都有自身的葉脈、顏色和形狀他們之間各不相同，但又存在一些相似的地方。教師這時(shí)可以為學(xué)生們講明本節(jié)課程的重點(diǎn)——植物的多樣性，然后將實(shí)驗(yàn)所涉及到的植物圖譜相關(guān)知識(shí)通過實(shí)物講解的方式滲透給學(xué)生。上述實(shí)驗(yàn)對(duì)比可以起到事半功倍的效果，同時(shí)也可以使學(xué)生體會(huì)到科學(xué)課堂和知識(shí)的魅力所在。

二、充分把握教學(xué)時(shí)機(jī)

STEAM教育理念所倡導(dǎo)的教學(xué)是一種開放式的輕松教學(xué)理念，教師在這種情況下，為了充分地把握住每一個(gè)教學(xué)時(shí)機(jī)，實(shí)現(xiàn)良好的教學(xué)效果，必須首先摒棄傳統(tǒng)落后的教學(xué)觀念，根據(jù)學(xué)生的興趣愛好、學(xué)習(xí)能力和知識(shí)儲(chǔ)備，將學(xué)生劃分為不同的學(xué)習(xí)小組，然后再針對(duì)不同小組內(nèi)學(xué)生的實(shí)際情況制定出差異化的教學(xué)方法，避免學(xué)生出現(xiàn)掉隊(duì)的情況，最終使全體學(xué)生都能夠緊跟教學(xué)的步伐?；赟TEAM教育理念小學(xué)科學(xué)課堂在新課標(biāo)的實(shí)驗(yàn)過程中，主要是通過聯(lián)系生活、貼近實(shí)際，使科學(xué)課程和生活之間聯(lián)系得更加緊密。任何一種脫離了實(shí)踐的教育活動(dòng)都會(huì)成為無根之木，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中注意力難以集中，學(xué)習(xí)質(zhì)量下降，更無法提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

三、結(jié)合實(shí)驗(yàn)需求創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境

在STEAM教育理念下，小學(xué)科學(xué)教師要不斷地引導(dǎo)學(xué)生為學(xué)生營造一個(gè)與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相匹配的真實(shí)情景，這種情況應(yīng)該具備一定的探索功能，使學(xué)生在自主的實(shí)驗(yàn)過程中能夠獨(dú)立思考，積極探究，不斷活躍大腦思維，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，體驗(yàn)到科學(xué)的樂趣。在STEAM教育理念下，教師還應(yīng)該為學(xué)生在科學(xué)教學(xué)中融入一定的人文素養(yǎng)，尤其是提高學(xué)生對(duì)人文知識(shí)的理解和掌握。所以教師在帶領(lǐng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中，要倡導(dǎo)學(xué)生尊重自然、熱愛自然，感恩自然，對(duì)自然界中的生命具備足夠的尊重。

基于STEAM教育理念的小學(xué)科學(xué)課堂在上述基礎(chǔ)上，還要做到以實(shí)際的科學(xué)項(xiàng)目作為基礎(chǔ)單元來驅(qū)動(dòng)學(xué)生不斷成長。項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)方法是該教育理念的初衷之一，這一理念要求在實(shí)驗(yàn)過程中明確實(shí)驗(yàn)結(jié)果，但模糊實(shí)驗(yàn)的任務(wù)，注重學(xué)生探索思維和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)。所以在具體的教學(xué)過程中，教師應(yīng)該使學(xué)生在課堂上自主討論，在有限的時(shí)間內(nèi)完成基本的實(shí)驗(yàn)操作，但并不要求學(xué)生們能夠完全的了解實(shí)驗(yàn)的每一個(gè)細(xì)節(jié)，對(duì)所有的步驟完全爛熟于心，或者學(xué)生在教師的帶領(lǐng)下機(jī)械地操作，而是需要以最終的任務(wù)目標(biāo)作為驅(qū)動(dòng)，使學(xué)生能夠真正地成為課堂教學(xué)的主體，展開自主思考。

四、在科學(xué)實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生的探究能力

在STEAM教育理念的小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，往往涉及到多門學(xué)科的綜合性應(yīng)用，這一方面要求學(xué)生能夠具備一定的理論知識(shí)，尤其是科學(xué)方面的知識(shí)，同時(shí)還需要具備一定的探索精神，在探索精神的驅(qū)動(dòng)下，利用自身的知識(shí)來不斷地向未知領(lǐng)域出發(fā)。所以在教學(xué)過程中，教師首先要結(jié)合學(xué)生的實(shí)際情況和教學(xué)大綱的要求，為學(xué)生設(shè)置一些具備難度的實(shí)驗(yàn)任務(wù)，從而使學(xué)生在完成任務(wù)過程中，思維、能力和見解都得到明顯的提高。學(xué)生在完成老師布置的任務(wù)過程中，很可能課堂上所學(xué)到的知識(shí)難以解決任務(wù)，使得學(xué)生不得不自主學(xué)習(xí)一些知識(shí)，逐步地探索未知的領(lǐng)域。上述過程可以使學(xué)生的能力得到極大地鍛煉。除此之外，由于在STEAM教育理念教學(xué)下展開了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容涉獵十分龐雜，為了集思廣益，可以采用合作探究的方式來共同完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)，必要時(shí)可以將學(xué)生劃分為不同的小組，每個(gè)小組負(fù)責(zé)一項(xiàng)子課題。

在交流過程中筆者發(fā)現(xiàn)一些小組由于組內(nèi)成員彼此之間默契協(xié)調(diào)，在正式實(shí)驗(yàn)之前就制定了詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，使得過程中變得十分順利高效，小組成員都體會(huì)到了成功的喜悅，而那些小組成員可能由于各種各樣的原因?qū)嶒?yàn)以失敗告終。面對(duì)這種情況，教師要不斷地引導(dǎo)學(xué)生擺正心態(tài)，積極的總結(jié)實(shí)驗(yàn)失敗的教訓(xùn)，為后續(xù)的學(xué)習(xí)和生活積累經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)為學(xué)生灌輸失敗同樣是有價(jià)值的思想。這樣就可以使學(xué)生養(yǎng)成正確的學(xué)習(xí)態(tài)度，從而不斷的刻苦鉆研，形成核心素養(yǎng)，這也是學(xué)生養(yǎng)成堅(jiān)韌不拔的品質(zhì)所必不可少的一部分。

學(xué)生在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和操作過程中，難免會(huì)遇到很多問題，學(xué)生在這個(gè)時(shí)候會(huì)產(chǎn)生知難而退的心態(tài)，而另一些學(xué)生會(huì)由于自身的好奇心展現(xiàn)出越挫越勇的強(qiáng)大心態(tài)。教師要為學(xué)生樹立正確的思想意識(shí)，教導(dǎo)學(xué)生一定要有足夠的勇氣和信心來面對(duì)困難，同時(shí)要正確地認(rèn)識(shí)到自身的不足之處，針對(duì)性地彌補(bǔ)自身的薄弱環(huán)節(jié)，在掌握科學(xué)知識(shí)的同時(shí)提高心理素質(zhì)和綜合能力。除此之外，教師在STEAM教育理念的教學(xué)背景下，也有義務(wù)對(duì)教學(xué)內(nèi)容作出一定的擴(kuò)展，使學(xué)生在分析問題和解決問題過程中形成系統(tǒng)的科學(xué)思維獲得開闊的視野，最終能夠徹底解決實(shí)際生活和學(xué)習(xí)中出現(xiàn)的問題，這是素質(zhì)教育改革的核心目的。但值得注意的是，教師在日常教學(xué)過程中，要與學(xué)生進(jìn)行積極的溝通交流，了解學(xué)生的短板和興趣，及時(shí)跟蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)感受和學(xué)習(xí)狀態(tài)，鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中所出現(xiàn)的問題提出一些合理建議，只有這樣才能為教學(xué)的目標(biāo)提供堅(jiān)實(shí)的保障。

五、設(shè)計(jì)項(xiàng)目式課程

在踐行STEAM教育理念下的小學(xué)科學(xué)課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，教師要教導(dǎo)學(xué)生積極與他人合作，積極探究問題，激發(fā)學(xué)生的好奇心。如果學(xué)生的好奇心得到良好的激發(fā)，那么他們的求知欲也會(huì)展現(xiàn)出來。所以廣大小學(xué)科學(xué)教師要為學(xué)生提供創(chuàng)造和探索的機(jī)會(huì)，使學(xué)生親自參加各種科學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和制作，針對(duì)實(shí)驗(yàn)所得到的數(shù)據(jù)來提出自己的猜想和假設(shè)，并重復(fù)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證猜想，這對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生們積極探索的精神有著重要的幫助，也是核心素養(yǎng)下小學(xué)科學(xué)教學(xué)的必然選擇。

科學(xué)教師在具體的實(shí)施過程中，可以將該理念融入到具體的教學(xué)中，使學(xué)生們樹立數(shù)學(xué)、藝術(shù)、工程、設(shè)計(jì)等全方位、立體化的思維。例如，在制作滅火器的教學(xué)過程中，教師可以根據(jù)學(xué)生喜歡玩耍的天性進(jìn)行具體的分析判斷：與中年級(jí)學(xué)生相比，高年級(jí)段的學(xué)生具備了一定的動(dòng)手能力和獨(dú)立思考能力，所以可以彼此合作，共同完成項(xiàng)目，同時(shí)高年級(jí)的學(xué)生對(duì)于燃燒和火焰的熄滅都有一定的認(rèn)識(shí)，但往往不知道其中的本質(zhì)，所以可以將這節(jié)課程的教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)成如下幾部分。

第一個(gè)目標(biāo)：理解火焰燃燒和熄滅的基本條件;第二個(gè)目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生們安全用火的防范意識(shí);第三個(gè)目標(biāo)：學(xué)會(huì)制作簡單的滅火器并合理的應(yīng)用。為了順利地實(shí)現(xiàn)上述教學(xué)任務(wù)，教師可以在科學(xué)實(shí)驗(yàn)中融入STEAM教育理念，引導(dǎo)學(xué)生積極的探索，筆者首先為學(xué)生展示了一個(gè)玻璃瓶將燃燒的火柴扣住的場景，學(xué)生們發(fā)現(xiàn)火柴在短時(shí)間內(nèi)就迅速熄滅，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于火柴正常燃燒所熄滅的時(shí)間，這說明空氣當(dāng)中存在某種成分可以幫助火柴燃燒，然后在此基礎(chǔ)上為學(xué)生講述滅火器的基本原理，引導(dǎo)學(xué)生思考滅火器如何工作才能使火焰熄滅。再弄清楚滅火器的工作原理以后，讓學(xué)生利用工具來制作一個(gè)簡單地滅火器。在制作過程中可以將學(xué)生分成幾個(gè)不同的小組，每個(gè)小組獨(dú)立制作，最后對(duì)各小組的制作成果進(jìn)行評(píng)價(jià)。

六、對(duì)學(xué)生展開積極引導(dǎo)

根據(jù)筆者的調(diào)查來看，目前一些教師在教授小學(xué)科學(xué)課程是非常重視理論知識(shí)的傳遞，而對(duì)于學(xué)生的科學(xué)思維和學(xué)科素養(yǎng)，尤其是核心素養(yǎng)的重視程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足，使得小學(xué)生的探索能力和科學(xué)精神沒有被發(fā)掘和培養(yǎng)起來。這就需要教師能夠?qū)TEAM教育理念充分地融入到教學(xué)過程中，以學(xué)生作為教學(xué)的主體，從課堂實(shí)際出發(fā)，使學(xué)生們充分地感受到科學(xué)課程所蘊(yùn)含的獨(dú)特魅力，并在學(xué)習(xí)過程中學(xué)會(huì)合作、學(xué)會(huì)思考、學(xué)會(huì)探索。

在具體的教學(xué)過程中，教師要將課堂的主動(dòng)權(quán)完全交還給學(xué)生，自身起到引導(dǎo)和鼓勵(lì)的作用，通過引導(dǎo)學(xué)生們參與更多的實(shí)踐活動(dòng)，使學(xué)生們的大腦和雙手都動(dòng)起來。教師在上述過程中所起到的作用是點(diǎn)撥和指導(dǎo)，幫助學(xué)生們仔細(xì)地尋找到科學(xué)的真相。例如，在學(xué)習(xí)《小猴子掉下來》這一課程時(shí)，學(xué)生們?cè)谧畛鹾芸赡軆H僅感覺這一課程很好玩，很有意思，而教師應(yīng)該在此基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生們發(fā)現(xiàn)斜面的不同高度，使得小猴子掉下來的速度也有著明顯的差別，然后再通過滑塊等模型給學(xué)生們做對(duì)比實(shí)驗(yàn)，最后使學(xué)生們能夠意識(shí)到斜面在生活中的應(yīng)用，進(jìn)而提高自身的科學(xué)素養(yǎng)。

在講述迷你手電筒過程中，教師可以從生活中的家用電器出發(fā)為學(xué)生引導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生如何制造一只小型的迷你手電筒，在外出的時(shí)候方便使用。這種貼近日常生活中的教學(xué)，可以使學(xué)生們能夠感受到知識(shí)的魅力，更好地理解學(xué)以致用的含義。為了使學(xué)生們能夠順利的制作完成手電筒，教師在教學(xué)過程中要盡可能地將復(fù)雜的理論簡單化，從實(shí)際出發(fā)，帶領(lǐng)學(xué)生們了解電流和電路的基本構(gòu)成，并不要求學(xué)生們對(duì)此掌握過深，而是要求學(xué)生們?cè)趹?yīng)用的層面能夠有一個(gè)感性的認(rèn)識(shí)即可。這樣，將學(xué)生們的知識(shí)和能力培養(yǎng)融入到具體的問題情境中，來讓新的思路和產(chǎn)品能夠解決他們生活中的實(shí)際問題，提高其知識(shí)的運(yùn)用能力。

七、結(jié)束語

小學(xué)科學(xué)教學(xué)內(nèi)容在核心素養(yǎng)的背景下涵蓋了科學(xué)、技術(shù)、數(shù)學(xué)和藝術(shù)、工程等各個(gè)專業(yè)領(lǐng)域的知識(shí)，要求小學(xué)生能夠在實(shí)驗(yàn)過程中鍛煉一定的實(shí)驗(yàn)操作能力，并形成一定的科學(xué)素養(yǎng)，這就需要學(xué)生們能夠綜合運(yùn)用不同學(xué)科的知識(shí)。所以廣大小學(xué)科學(xué)教師首先要正確的樹立起STEAM教育理念，在日常教學(xué)過程中樹立學(xué)生的主體地位理念，充分地發(fā)揮出自身的引導(dǎo)作用，精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，并在學(xué)生具體操作過程中不斷引導(dǎo)，激發(fā)出學(xué)生的參與熱情和學(xué)習(xí)興趣，能夠因材施教，展開差異化教學(xué)，使學(xué)生能夠在動(dòng)手操作中提高自身的實(shí)踐能力，獲取科學(xué)知識(shí)，形成核心素養(yǎng)。

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作者簡介：趙婄（1995- ），女，漢族，陜西延安人，碩士生，研究方向：信息技術(shù)教育應(yīng)用;李帥軍（1996-），男，漢族，山西運(yùn)城人，碩士生，研究方向：信息技術(shù)教育應(yīng)用