STEAM教育理念融入小學(xué)科學(xué)教學(xué)

梁晶

STEAM教育支持學(xué)生以學(xué)科整合的方式認(rèn)識世界，以綜合創(chuàng)新的形式改造世界。把STEAM教育理念融入小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，可以改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，有效培養(yǎng)學(xué)生利用科學(xué)知識解決實際問題的能力，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)核心素養(yǎng)。

一、基于課標(biāo)和教材確定STEAM教育理念下的單元研究主題

小學(xué)科學(xué)課程把科學(xué)探究置于課程目標(biāo)的首要地位，貫穿整個課程標(biāo)準(zhǔn)體系，就是力圖改變科學(xué)教育過分偏重知識傳授的傾向，這與STEAM教育強(qiáng)調(diào)真實問題解決相契合。小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)是規(guī)定科學(xué)課程性質(zhì)、課程目標(biāo)、課程內(nèi)容及實施建議的指導(dǎo)性文件，在科學(xué)課堂教學(xué)中融入STEAM教育理念的基礎(chǔ)是基于科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)，且應(yīng)根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行教學(xué)整合。

STEAM教育主要是基于項目、問題的學(xué)習(xí)。筆者把教材中各個章節(jié)的知識進(jìn)行了梳理和整合，并根據(jù)各個章節(jié)的教學(xué)目標(biāo)和重難點，確定了適合學(xué)生認(rèn)知發(fā)展情況的每一章節(jié)的研究主題。為體現(xiàn)課堂教學(xué)的實踐性，落實STEAM教育理念，筆者根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)要求和教材內(nèi)容，確定了如下STEAM教育理念下科學(xué)課程的整體目標(biāo)：①幫助學(xué)生深刻理解科學(xué)中的重要概念和原理;②使學(xué)生成為學(xué)習(xí)中的決策者，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和能力;③幫助學(xué)生掌握解決問題的一般方法;④提高學(xué)生的合作能力和技術(shù)素養(yǎng)。

以教科版科學(xué)五年級下冊第一單元《沉和浮》為例?！冻梁透　愤@一單元從物體的沉浮現(xiàn)象引入教學(xué)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生在一系列活動中探尋物體沉浮的規(guī)律，研究影響浮力的變量，得出相應(yīng)結(jié)論，并形成對解釋沉浮現(xiàn)象思考維度的認(rèn)識：一是用浮力和重力的關(guān)系來解釋沉浮現(xiàn)象，二是通過比較相同體積物體的重量解釋沉浮現(xiàn)象。基于對STEAM教育理念下科學(xué)課程目標(biāo)和具體教學(xué)內(nèi)容的理解，筆者制訂了如下單元整合思路：以船的簡介為背景，引出《沉和浮》單元研究主題——設(shè)計制作一艘能載重的小船，并據(jù)此設(shè)定各個課時的學(xué)習(xí)任務(wù)。

二、基于STEAM教育理念下的單元研究主題設(shè)計學(xué)習(xí)任務(wù)

1.課時設(shè)計

《沉和浮》單元研究主題是“設(shè)計制作一艘能載重的小船”，筆者先讓學(xué)生以小組為單位，自行收集船的發(fā)展史等相關(guān)資料，初步設(shè)想船的模型建構(gòu)，思考造船過程中可能遇到的困難，并一一羅列出來，再收集全班的問題和困難，組織學(xué)生討論。在此基礎(chǔ)上，筆者以問題和困難為切入點，結(jié)合課程標(biāo)準(zhǔn)要求，將主題任務(wù)細(xì)化為8個課時內(nèi)容：物體在水中是沉還是?。▽嶒炁袛辔矬w沉?。?沉浮與什么因素有關(guān)（用控制變量法探究物體沉浮的原因）;橡皮泥在水中的沉?。ㄓ每潭缺瓬y量橡皮泥排開的水量;把橡皮泥做成不同的形狀，使之能夠浮在水面上;根據(jù)橡皮泥排開的水量做出沉浮判斷）;浮力（學(xué)習(xí)用彈簧秤測量泡沫塑料塊在水中受到的浮力大小;用浮力和重力的概念解釋物體在水中的沉浮）;下沉的物體是否會受到水的浮力（設(shè)計實驗驗證下沉物體在水中會受到浮力的作用，用彈簧秤測量下沉物體受到的浮力大小;畫示意圖，用浮力和重力的概念解釋物體在水中的沉浮）;造一艘小船（用不同材料造船，不斷改進(jìn)船的形狀，增大船浸入水中的體積;按照自己設(shè)計的方案制造小船，并加以改進(jìn)）;馬鈴薯在液體中的沉浮1（經(jīng)歷“觀察—發(fā)現(xiàn)—推測—驗證”的科學(xué)探究過程;通過加熱液滴和調(diào)制液體來探索未知液體的性質(zhì);掌握給液滴加熱的技能）;馬鈴薯在液體中的沉浮2（通過簡單的推測、驗證活動獲得數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)化為證據(jù)，培養(yǎng)邏輯思維能力;整理所學(xué)知識，通過概括、總結(jié)形成科學(xué)概念）。

各個課時的具體活動目標(biāo)如下。第1課時，了解判斷物體沉浮的標(biāo)準(zhǔn)，知道對于同一種材料構(gòu)成的物體，改變它的質(zhì)量和體積，其沉浮狀態(tài)不變，為學(xué)生選擇合適的造船材料提供思路。第2課時，知道物體沉浮與自身的質(zhì)量和體積都有關(guān)，能用控制變量的科學(xué)方法探究物體沉浮的原因，知道如何設(shè)計制作承重量更大的船。第3課時，通過研究橡皮泥，知道物體在水中的沉浮可以通過改變排開的水量而改變，為學(xué)生設(shè)計制作承重量更大的船提供思路。第4課時，知道物體上浮是由于受到浮力的作用，知道浮力和排開的水的體積有關(guān)，完善學(xué)生對于沉浮的認(rèn)知。第5課時，通過研究下沉物體受到的浮力，解釋物體的沉浮。第6課時，梳理前面所學(xué)知識，設(shè)計制作小船，并進(jìn)行測試和評價。第7課時，知道在不同濃度的液體中，物體的沉浮狀態(tài)不同。第8課時，知道比同體積的液體重的物體，在液體中會下沉，比同體積的液體輕的物體，在液體中會上浮。

2.學(xué)習(xí)路徑

基于STEAM教育相關(guān)理論和實踐，結(jié)合教師、學(xué)生的實際情況和科學(xué)課程的特點，筆者設(shè)計了如下圖所示的STEAM教育理念下小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)實施流程。

其基本教學(xué)過程是，首先通過情境引出活動任務(wù)，并提出具體的任務(wù)要求，明確要解決的問題;接著根據(jù)具體任務(wù)查閱與研究主題相關(guān)的資料，提出模型設(shè)計方案及所需材料;然后開展有創(chuàng)造性的設(shè)計活動，學(xué)習(xí)使用各種工具，選擇材料，完成模型制作過程，并對自己的作品進(jìn)行測試，了解是否達(dá)到預(yù)期要求，進(jìn)而根據(jù)測試結(jié)果改進(jìn)作品，完善其性能;其次組織交流展示，學(xué)生依據(jù)教師提供的評價標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行自評;最后將探究結(jié)果與生活實際相結(jié)合，拓展學(xué)生對相關(guān)科學(xué)技術(shù)實際應(yīng)用場景及其價值的認(rèn)識。

此外，教師可以借助任務(wù)單進(jìn)行教學(xué)。任務(wù)單主要包括以下內(nèi)容：相關(guān)資料（含問卷）整理;根據(jù)資料提出問題;提出解決問題的途徑;設(shè)計制作方案;作品的檢測、評價及修改、完善方案等。任務(wù)單的作用是幫助教師了解學(xué)生對所學(xué)知識的前概念，幫助學(xué)生梳理有關(guān)知識并從中發(fā)現(xiàn)問題，進(jìn)而尋找解決問題的方案。除此之外，任務(wù)單還可以如實反饋小組的學(xué)習(xí)情況、學(xué)習(xí)進(jìn)度等。教師可以借助學(xué)習(xí)單上的信息，有針對性地組織課堂教學(xué)。

三、針對學(xué)習(xí)任務(wù)設(shè)計STEAM教育理念下的教學(xué)評價

基于STEAM教育理念的教學(xué)評價應(yīng)貫穿于整個學(xué)習(xí)過程，不僅要反饋教師教和學(xué)生學(xué)的效果，還要通過結(jié)果改進(jìn)后續(xù)教學(xué)。不論是前期的課程設(shè)計、中期的課堂實踐，還是后期的教學(xué)成果評價與推廣，每一個階段的教學(xué)實施過程都需要依靠評價來推動。我們可以從多個方面設(shè)計評價維度，包括資料收集情況、問題羅列情況、圖紙設(shè)計質(zhì)量、制作完成情況、展示測評表述情況，以及組內(nèi)分工、設(shè)計修改、總結(jié)反思等情況，以此提供持續(xù)性的反饋，幫助教師了解和追蹤學(xué)生能力水平的變化，進(jìn)而及時調(diào)整、改進(jìn)教學(xué)。

（作者單位：武漢經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)三角湖小學(xué)）

責(zé)任編輯? 劉佳