STEAM 理念下的小學(xué)科學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)

福建省福鼎市實(shí)驗(yàn)小學(xué) 吳桂勝

STEAM 教學(xué)是一種將數(shù)學(xué)、科學(xué)、工程以及技術(shù)進(jìn)行高度集合的全新教學(xué)理念。與傳統(tǒng)的教學(xué)理念相比，STEAM 理念具有明顯的綜合性，在這種模式下培養(yǎng)出來的人才具備多種不同的技能，屬于復(fù)合型人才，具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。

一、STEAM 理念運(yùn)用現(xiàn)狀

目前，國(guó)內(nèi)的部分小學(xué)已經(jīng)開始在小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)中運(yùn)用STEAM 教學(xué)模式。雖然取得了一定的成果，但是也暴露出了一些問題。其中比較具有代表性的問題就是沒有實(shí)現(xiàn)各個(gè)學(xué)科之間深層次融合，每個(gè)學(xué)科的知識(shí)在運(yùn)用的過程中都是相互獨(dú)立的，彼此之間缺乏必要的牽引。特別是在思維模式層面，還無法做到將多個(gè)學(xué)科知識(shí)點(diǎn)納入到統(tǒng)一的思維模型當(dāng)中。小學(xué)生們的注意力很容易被各種實(shí)驗(yàn)技巧以及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象所吸引，忽略了知識(shí)之間的關(guān)聯(lián)性，雖然看上去懂得了很多新知識(shí)，但是在運(yùn)用知識(shí)的時(shí)候會(huì)回歸到傳統(tǒng)的思維方式中，無法真正發(fā)揮出STEAM 教學(xué)模式的優(yōu)勢(shì)。

二、小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與STEAM理念的具體融合方式

（一）利用STEAM 進(jìn)行學(xué)科間融合

在STEAM 教育理論中，要善于利用各個(gè)不同學(xué)科知識(shí)點(diǎn)之間的交叉，這種知識(shí)點(diǎn)的交叉一方面可以幫助學(xué)生們?cè)陬^腦中構(gòu)建起跨學(xué)科的知識(shí)體系，另一方面也可以鍛煉小學(xué)生們知識(shí)遷移的能力。在進(jìn)行跨學(xué)科知識(shí)融合的過程中，教師需要以“學(xué)科融合”的指導(dǎo)思想來布置教學(xué)計(jì)劃，在實(shí)際教學(xué)工作中，教師可以通過介紹某一個(gè)知識(shí)點(diǎn)在不同學(xué)科之間的應(yīng)用進(jìn)行跨學(xué)科的知識(shí)串聯(lián)，同時(shí)通過綜合性的實(shí)驗(yàn)讓小學(xué)生們更為直觀地理解各學(xué)科之間的共性。特別是在多媒體技術(shù)的幫助之下，教師在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)的時(shí)候可以利用視頻、音頻等多媒體素材全方位調(diào)動(dòng)小學(xué)生們的感官，充分利用小學(xué)生們反應(yīng)靈敏、想象力豐富的特點(diǎn)，讓其可以在教室中感受到不同的教學(xué)情境，一方面激發(fā)了小學(xué)生們的學(xué)習(xí)積極性，另一方面也有助于其注意力的集中，一舉兩得。小學(xué)科學(xué)學(xué)科實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)于學(xué)生來說有著非常重要的作用，老師需要合理地將實(shí)驗(yàn)應(yīng)用到課堂之中，這樣才能有效地提高科學(xué)課堂教學(xué)，為學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)打好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，學(xué)生的學(xué)習(xí)效率提高，整個(gè)課堂教學(xué)效率也能夠得到提高，學(xué)生的學(xué)習(xí)也能夠得到提高。

這里以小學(xué)科學(xué)二年級(jí)上冊(cè)中的《觀察月相》一課作為例子。本節(jié)課的主要任務(wù)是讓學(xué)生們了解月相每個(gè)月的變化規(guī)律，通過對(duì)月相的觀察來培養(yǎng)小學(xué)生們觀察事物的基本方法。為了更好地讓小學(xué)生們了解月相發(fā)生的原因以及規(guī)律，需要采用課堂實(shí)驗(yàn)來加以說明。在實(shí)驗(yàn)正式開始之前，教師要將自然科學(xué)方面的知識(shí)與其他學(xué)科，比如語文、音樂等進(jìn)行高效結(jié)合?？梢酝ㄟ^播放一些寧靜、祥和的音樂，比如《小夜曲》《多瑙河》等來營(yíng)造出一種夜晚的靜謐感，也可以播放一些歌頌月亮的古代詩詞。將各個(gè)學(xué)習(xí)中有關(guān)“月亮”這一主題的相關(guān)知識(shí)融合到一個(gè)完整的實(shí)驗(yàn)中，可以讓小學(xué)生們快速聯(lián)想起自己所熟知的夜晚，對(duì)于接下來要進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)充滿期待。此時(shí)教師要走下講臺(tái)，在講臺(tái)上放置一個(gè)地球模型與月球模型，然后用手電筒作為光源將月球的圖像投射到黑板上，小學(xué)生們此時(shí)就可以在黑板上看到一個(gè)月相，教師緩緩移動(dòng)月球模型的位置，并且讓學(xué)生們觀察并記錄下月相的變化情況。通過這樣的實(shí)驗(yàn)讓小學(xué)生們以最為直觀的方式了解到了月相的變化情況，同時(shí)在觀察實(shí)驗(yàn)的過程中，學(xué)生們也會(huì)注意到模型距離黑板的位置對(duì)于月相的大小產(chǎn)生了影響，在學(xué)習(xí)月相知識(shí)的同時(shí)也普及了數(shù)學(xué)方面、語文方面以及音樂方面的知識(shí)，與STEAM 理念的要求相吻合。

（二）通過STEAM 鍛煉學(xué)生們批判性思維

批判性思維對(duì)于小學(xué)生來說是非常珍貴的，一方面可以幫助小學(xué)生們逐漸形成獨(dú)立的人格，讓其可以進(jìn)行獨(dú)立學(xué)習(xí)，另一方面可以防止學(xué)生們陷入機(jī)械性思維模式，對(duì)于接收到的知識(shí)進(jìn)行甄別，提高思維能力。從實(shí)驗(yàn)教學(xué)的角度來說，就是要以問題作為實(shí)驗(yàn)的根本驅(qū)動(dòng)力，讓學(xué)生們帶著對(duì)問題的思考來進(jìn)行各種實(shí)驗(yàn)，并且在實(shí)驗(yàn)的過程中嘗試通過自己的思索來解決問題，在這個(gè)過程中，小學(xué)生們要始終保持清醒的頭腦，在遇到自己不確定的信息的時(shí)候，要主動(dòng)嘗試與其他學(xué)生進(jìn)行深度合作，而在探討的過程中，舊的問題被解決，新的問題又隨之出現(xiàn)，不斷出現(xiàn)的新問題就成為了學(xué)生們主動(dòng)探索知識(shí)的原動(dòng)力。對(duì)于教師來說，訓(xùn)練小學(xué)生們批判性思維要遵循幾個(gè)基本原則。第一，可以在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候故意提出一些錯(cuò)誤的觀點(diǎn)或者是提出一些錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，并且以引導(dǎo)的方式讓小學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)問題。第二，教師所拋出的問題要具有一定的科學(xué)性，其答案不能是純主觀的，需要以客觀的知識(shí)內(nèi)容以及科學(xué)方法作為依托。第三，提出的問題要具有迷惑性，通過多層邏輯問題讓小學(xué)生們嘗試進(jìn)行復(fù)雜思考，鍛煉其邏輯思維能力。

這里以小學(xué)科學(xué)二年級(jí)下冊(cè)中《磁鐵怎樣吸引物體》一課作為例子。這節(jié)課的知識(shí)點(diǎn)與上一節(jié)課的《磁鐵能吸引什么》之間存在很強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性，是對(duì)上一節(jié)課所學(xué)習(xí)的知識(shí)的一種延展。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前，教師可以提出這樣一個(gè)問題：同學(xué)們，我們上一課學(xué)習(xí)了磁鐵能吸引什么，那么大家說一說能夠被磁鐵吸引的物體有什么共同的特征？這是一個(gè)導(dǎo)入性的問題，經(jīng)過簡(jiǎn)單的討論學(xué)生們就可以總結(jié)出結(jié)論：磁鐵能吸引金屬物體。此時(shí)教師可以拋出第二個(gè)問題：如果是其他形狀的磁鐵可以讓小車移動(dòng)嗎？在進(jìn)行第三步實(shí)驗(yàn)的過程中，教師可以故意做出一些錯(cuò)誤的動(dòng)作，比如說用磁鐵快速接近小車，或者是在磁鐵外部包裹其他材料，這些錯(cuò)誤的方式會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響，小學(xué)生們會(huì)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與課本的記錄不相符，進(jìn)而形成思考，最終判斷出是教師的操作出現(xiàn)了問題，通過這種方式鍛煉其批判思維能力。

（三）利用STEAM 促進(jìn)學(xué)生合作、端正學(xué)習(xí)態(tài)度

在STEAM 理念框架中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一項(xiàng)重要工作就是通過各種大型實(shí)驗(yàn)以及合作研究活動(dòng)來促進(jìn)學(xué)生們之間的溝通與交流，教師要減少自己在實(shí)驗(yàn)中所發(fā)揮的作用，讓小學(xué)生們自己組織實(shí)驗(yàn)。一方面由于某些實(shí)驗(yàn)的過程過于繁瑣，小學(xué)生們?yōu)榱舜_保實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛘＿M(jìn)行，就會(huì)自覺進(jìn)行合作；另一方面為了保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的正確性，需要以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度來應(yīng)對(duì)每一個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟。通過這種高自由度的實(shí)驗(yàn)課程鍛煉小學(xué)生的合作能力，幫助其養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度。

這里以小學(xué)科學(xué)二年級(jí)上冊(cè)中《神奇的紙》一課作為例子。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前，教師只公布該實(shí)驗(yàn)的目的：通過實(shí)驗(yàn)來了解材料經(jīng)過加工、處理之后可能會(huì)發(fā)生變化。至于實(shí)驗(yàn)的其他環(huán)節(jié)，比如實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)方式等讓學(xué)生們自由準(zhǔn)備。根據(jù)教材的提示以及同學(xué)之間的討論，學(xué)生們會(huì)準(zhǔn)備普通紙、熱水、食用油等材料。通過將紙分別浸泡在熱水與食用油中來觀察紙的變化。學(xué)生們通過這種獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)，一方面可以更為深入地了解本課的知識(shí)點(diǎn)，另一方面也能培養(yǎng)學(xué)生們強(qiáng)大的自信心與滿足感。

三、結(jié)語

將STEAM 理念與小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作進(jìn)行融合，可以很好地提升小學(xué)生們的綜合能力，通過活動(dòng)設(shè)計(jì)、拋出問題以及重構(gòu)教學(xué)情境等方式提升小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率，具有良好的應(yīng)用前景。