STEAM教育理念下幼師生科學(xué)實踐能力培養(yǎng)探索

【摘要】筆者基于STEAM教育理念，以簡易航模制作為例，闡述在高職院校學(xué)前教育專業(yè)學(xué)生中開展多領(lǐng)域、多學(xué)科知識相互融合，從而提升學(xué)生科學(xué)實踐能力的重要性。

【關(guān)鍵詞】 STEAM教育理念;科學(xué)實踐能力;航模

一、STEAM教育理念

近幾年來STEAM教育理念在許多國家的各類教育機構(gòu)都得到了廣泛地應(yīng)用，這一教育理念代表著未來教育創(chuàng)新人才、實踐人才培養(yǎng)模式的新趨勢。目前國內(nèi)許多中小學(xué)的教學(xué)實踐中已經(jīng)在滲透和應(yīng)用STEAM教育理念，而在高職院校中應(yīng)用到STEAM教育理念的教學(xué)研究和實踐卻屈指可數(shù)。

“STEAM”是科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、藝術(shù)（Arts）和數(shù)學(xué)（Mathematics）這五個學(xué)科英文單詞的首字母縮寫。STEAM教育理念是一種正在興起的新型教育模式，它打破了人們慣用的傳統(tǒng)單科領(lǐng)域獨立思維的習(xí)慣，注重橫向?qū)W習(xí)研究跨學(xué)科領(lǐng)域，強調(diào)各個領(lǐng)域思維的關(guān)聯(lián)和融合，以及教育的創(chuàng)新性、實踐性、互動性和開拓性。我們通過STEAM教育理念的跨領(lǐng)域、跨學(xué)科的教育方式能夠培養(yǎng)具有全方位能力的型復(fù)合型人才，也能鍛造學(xué)生探索學(xué)習(xí)、創(chuàng)意革新、科學(xué)實踐、溝通合作和思考問題等能力。

二、高職院校學(xué)前教育專業(yè)學(xué)生科學(xué)實踐能力培養(yǎng)的意義

幼兒科學(xué)素養(yǎng)是幼兒學(xué)習(xí)其他各領(lǐng)域知識的基礎(chǔ)，它在幼兒認(rèn)知、感知覺、思維等各能力的培養(yǎng)中都發(fā)揮著重要的作用。幼兒科學(xué)素養(yǎng)水平的高低直接影響到幼兒在其他領(lǐng)域?qū)W習(xí)的效果。高職院校學(xué)前教育專業(yè)的學(xué)生在畢業(yè)后將肩負(fù)幼兒教育和培養(yǎng)的任務(wù)，他們除了要具備與從事幼兒教育相關(guān)的五大領(lǐng)域（健康、語言、社會、科學(xué)、藝術(shù)）的基礎(chǔ)知識和基本技能外，還應(yīng)具備扎實的科學(xué)實踐和動手操作能力。綜合實踐能力是他們應(yīng)當(dāng)具備的各項技能當(dāng)中尤為重要的一種能力，它是以科學(xué)實踐能力為首的應(yīng)用各領(lǐng)域?qū)W科知識能力的集合體。學(xué)生科學(xué)實踐能力的形成需要其在科學(xué)理論知識學(xué)習(xí)、領(lǐng)會的基礎(chǔ)上有效結(jié)合技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學(xué)的相關(guān)知識，通過對目標(biāo)材料的構(gòu)思、設(shè)計和動手操作來逐步實現(xiàn)。

三、STEAM教育理念下高職院校學(xué)前教育專業(yè)學(xué)生科學(xué)實踐能力培養(yǎng)案例分析

下面筆者以“簡易航模制作”為例，介紹STEAM教育理念下多領(lǐng)域?qū)W科知識相互關(guān)聯(lián)融合對學(xué)前教育專業(yè)學(xué)生的科學(xué)實踐能力培養(yǎng)過程。

一架簡易航模的制作涉及到空氣動力學(xué)、電學(xué)、數(shù)學(xué)、工程、技術(shù)、藝術(shù)、材料和計算機等多個學(xué)科領(lǐng)域的知識。只有當(dāng)學(xué)生對相關(guān)知識運用得當(dāng)才能推進(jìn)航模的制作，并且要每個步驟都要熟爛于心，否則他們可能前功盡棄。筆者在組織學(xué)生進(jìn)行科學(xué)實踐能力的培訓(xùn)中，為了提高他們的成功率而選擇創(chuàng)設(shè)難度較低的航模作品---萌芽號飄飄機模型。該模型既可以當(dāng)做靜態(tài)模型用于幼兒科學(xué)觀摩課;也可以作為動態(tài)展示模型，由教師帶領(lǐng)幼兒操作以感受飛行的樂趣，因為模型飛行速度非常慢所以安全系數(shù)較高。

學(xué)會和小組成員通力合作完成一架簡易航模的制作，是學(xué)生掌握科學(xué)實踐能力和能夠靈活運用其他學(xué)科能力最好的詮釋，也是STEAM教育理念影響下學(xué)生由一專向多能邁進(jìn)的最好佐證。為了培養(yǎng)學(xué)生幼兒科技玩教具的制作能力，筆者建議學(xué)生以小組合作的形式來完成該模型的學(xué)習(xí)和制作過程。

首先筆者給每個小組發(fā)放相應(yīng)的工具和材料，小組學(xué)生在教師的帶領(lǐng)下分階段、按步驟完成模型的制作。萌芽號飄飄機機身采用KT板和桐木混合材質(zhì)，屬于上單翼后置螺旋槳推進(jìn)方式的三通道固定翼遙控模型飛機。在學(xué)習(xí)設(shè)計制作之初先對學(xué)生進(jìn)行相關(guān)基礎(chǔ)知識的預(yù)熱培訓(xùn)，比如在空氣的知識中講到一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的概念，還有空氣的密度、空氣的黏性等;在空氣動力中學(xué)習(xí)作用于機翼上的正、負(fù)壓力和壓力中心的概念，認(rèn)識升力和阻力，了解機翼失速及雷諾數(shù)等。由于學(xué)生已經(jīng)在高中階段學(xué)習(xí)過相關(guān)的物理知識，所以這部分知識學(xué)習(xí)起來難度不大，同時他們的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)也相對較好，學(xué)習(xí)中對涉及到的公式含義理解較快;在翼型的選擇上，為了能讓模型飛行更慢、更安全我們選擇“凹凸型”，因為該翼型升阻比較大，有利迎角和升力系數(shù)就大，飛行速度就有效減慢了，這也符合KT板這種材質(zhì)的加工特點;在機翼的平面形狀上，我們選擇“矩形”機翼，這種機翼較兩端為橢圓形的誘導(dǎo)阻力稍大一些，但考慮到制作的簡便起見我們還是選擇了該機翼;我們給學(xué)生講解了反角的知識，大家一直認(rèn)為V形上反角模型飛機的機翼好做而且側(cè)滑后恢復(fù)的穩(wěn)定性也較好。

當(dāng)我們把模型飛機設(shè)計的前期工作都做妥當(dāng)之后，就進(jìn)入了實踐操作階段。這一階段要求學(xué)生掌握autoCAD圖形設(shè)計軟件的使用方法，能根據(jù)既定參數(shù)勾勒繪制模型草圖并完善定稿，然后通過討論擇優(yōu)錄用圖紙。從作品中可以看出學(xué)生們的創(chuàng)新度都比較高，藝術(shù)和技術(shù)的完美結(jié)合躍然紙上。圖紙是模型由創(chuàng)意到成果的橋梁，為了能精確地把圖紙內(nèi)容透寫在KT板上，學(xué)生們?nèi)翰呷毫ΓM善盡美。模型零部件的切割是個細(xì)致活，不但要求學(xué)生工具使用手法正確，還應(yīng)注意在線條連接處切割方式的切換，保證材料的完整性。模型的粘接可以檢驗學(xué)生對熱熔膠槍使用熟練程度，膠多不易固化，膠少粘接力不足，只有恰到好處才有利于材料的拼接?？粗Ｐ驮趫F(tuán)隊努力下慢慢變成現(xiàn)實，大家喜悅之情溢于言表。模型動力設(shè)備的配置方面，學(xué)生們通過理論和實踐證實這個搭配較合理，即電機：品牌2208KV2600，螺旋槳：5030，電調(diào)：品牌20A，電池：1500mA15C。

四、STEAM教育理念下高職院校學(xué)前教育專業(yè)學(xué)生科學(xué)實踐能力培養(yǎng)總結(jié)

總之，在STEAM教育理念下的科學(xué)實踐能力的培養(yǎng)，需要教師在轉(zhuǎn)變思維意識的同時，重視在教育實踐課程中實現(xiàn)多學(xué)科領(lǐng)域知識的互聯(lián)互通，通過實踐提升學(xué)生的科學(xué)實踐能力，達(dá)到教育效果的最優(yōu)化。

【參考文獻(xiàn)】

〔1〕朱寶鎏. 模型飛機飛行原理 [M]. 航空工業(yè)出版社， 2007.

【作者簡介】李青松（1978—），河北唐山人，本科，講師，主要研究方向為物理教學(xué)。

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