STEAM教育對核心素養背景下語文教學的啟示

袁昌仁

摘要：STEAM是科學（science），技術（Technology），工程（Engineering），藝術（Arts），數學（Mathematics）五門學科英文首字母的縮寫。語文的STEAM教育，就是引導學生用科學的思維方式和路徑去發掘語文教材中蘊含的科學、技術、工程、藝術、數學知識，力求語文實踐與思維訓練的有機結合以及語文學科與其他相關學科的有機整合，使學生在積極參與的狀態中探索學習，最后完成對知識的動態建構。語文的STEAM教育是要把學生學習語文知識的過程轉變成一個探究世界相互聯系的過程，其宗旨是注重學生新時代核心素養的全面發展。

關鍵詞：整合;科學素養;技術素養;工程素養;藝術素養;數學素養

《義務教育語文課程標準（2011年版》課程基本理念在“努力建設開放而有活力的語文課程”一節中指出：“拓寬語文學習和運用的領域，注重跨學科的學習和現代科技手段的運用，使學生在不同內容和方法的相互交叉、滲透和整合中開闊視野，提高學習效率，初步養成現代社會所需要的語文素養。”因此，教師在考慮如何將STEAM教育引人中小學語文課堂教學時，必須將語文、科學、技術、工程藝術和數學知識看作六種彩線，并將它們交織在一起，融合在一起，這樣可以織出語文教學的絢麗畫卷。語文的STEAM教育應重點加強對學生進行以下五個方面的培養。

科學（Science）在于認識世界、解釋自然界的客觀規律。國際經濟合作組織（OECD）認為，科學素養（scientific Literacy）是STEAM教育的第一核心要素，是運用科學知識，確定問題和做出具有證據的結論，以便對自然世界和通過人類活動對自然世界的改變進行理解和做出決定的能力。國際上普遍將科學素養概括為三個組成部分，即了解科學知識，了解科學的研究過程和方法，了解科學技術對社會和個人所產生的影響。因此，學生具備的科學素養，即是了解科學知識和運用科學知識（如物理、化學、生物科學和地球空間科學）理解自然界的過程。

比如在教學部編版小學語文（以下簡稱部編教材）一年級上冊《小小的船》一課時，學生在正確流利地朗讀和背誦課文時，感受到了晴朗夜空星星在藍天一閃一閃的美麗，學生在欣賞大自然美景的同時產生了熱愛大自然的感情。學生在接受兒童詩熏陶的同時可能會問出一些奇奇怪怪的問題。如學生會對“天空為什么是藍色的”“星星為什么會眨眼”“坐在小小的船上能夠看到藍藍的天”等一系列問題進行提問，這時教師可以進行sTEAM教育，整合科學素養。

一是引導學生課外閱讀《十萬個為什么》，思考一：天空為什么是藍色的？

誰都知道天空是藍色的，但是卻不一定知道為什么是藍色的。在我們地球的上空，包著一層厚厚的大氣層。空氣是沒有顏色的，那藍色是哪里來的呢？太陽光里有七種顏色：紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫。紅光最強，橙、黃、綠也比較強，最弱的是藍、靛和紫。當太陽光透過厚厚的大氣層時，紅光跑得最快，一下子就穿過去了;跟著橙、黃、綠光也闖過去了;藍、靛、紫光的大部分卻被大氣層扣留住了，它們被大氣層里的浮沉、水滴推來搡去，反射來反射去，結果把大氣層“染”成了藍色了。在地面上看天空是藍色的，要是乘在飛機上往外看天空，天空更藍了;如果乘坐宇宙飛船到更高的地方去看天空，那么天空不是藍色的，而是紫色的，因為最最弱的紫光連大氣層的頭道門都進不來。

思考二：星星為什么總是一閃一閃的？

天上的星星總是一閃一閃的，好像在眨眼睛。這是怎么回事呢？因為地球被一圈大氣層包圍著，大氣層很厚，不同高度的空氣，其溫度不一樣，密度也不一樣。大氣在不停地運動著，它既向四周做水平運動，又向上下做垂直運動。星星的光透過大氣層時，它首先穿過的是不同密度的大氣層，因此要發生多次折射;同時通過密度大的大氣層時，透明度就小，透過密度小的大氣層時，透明度就大;而這些不同密度的大氣層不停的運動，使得通過的光也隨著晃忽不定。因此，星光在傳播中就會忽左忽右，忽強忽弱，忽明忽暗，傳到人的眼睛里也成了一閃一閃的光。好像眨眼睛一樣。

二是讓學生在網上查詢宇航員在太空看到的背景為什么是黑色。

因為太空中基本沒有空氣，光線不能受到散射折射，因此是黑色的。另外，因為沒有空氣折射，在太空中看天上的星星也不再閃爍了。就是一個亮點。

學生通過語文的STEAM教育，獲得了一定的科學素養。國際學生科學素養測試大綱（PIsA）中提出，科學素養的測試應該有三個方面組成：科學基本觀念、科學實踐過程、科學場景，在測試范圍上由科學知識、科學研究的過程和科學對社會的作用三個方面組成。美國學者米勒認為，公眾科學素養由相互關聯的三部分組成：科學知識、科學方法和科學對社會的作用。具體說就是，具有足夠可以閱讀報刊上各種不同科學觀點的詞匯量和理解科學技術術語的能力，理解科學探究過程的能力，關于科學技術對人類生活和工作所產生影響的認識能力。

語文教學為什么要整合科學素養？魯迅先生在《給顏黎明的信》中說得再好不過了：“專看文學書，也不好的。先前的文學青年，往往厭惡數學，理化，史地，生物學，以為這些都無足重輕，后來變成連常識也沒有，研究文學固然不明白，自己做起文章來也糊涂，所以我希望你們不要放開科學，一味鉆在文學里。譬如說罷，古人看見月缺花殘，黯然淚下，是可恕的，他那時自然科學還不發達，當然不明白這是自然現象。但如果現在的人還要下淚，那他就是糊涂蟲。”可見，一個人科學素養的高低，決不是無關緊要的，已經開始影響到一個人的生活質量，同時也在不斷影響一個人對問題的看法。隨著科學技術的發展，今后需要有效借鑒科學技術知識解決的問題越來越多。因此，學生的科學素養應不斷提高。

科學素養是信息時代最基本的生存能力。比如通過科技教育提升學生科技信息素養，將成為學校培養未來社會人才的重要支點。在十三屆全國人大一次會議新聞中心舉辦的記者會上，教育部部長陳寶生說道：“人工智能等異軍突起，引起各方面的高度關注。這都要求我們對人才培養的模式進行改革、進行創新。這樣我們才能培養起承擔民族復興大任一代新人的歷史任務。”

教師在教學部編教材二年級上冊《曹沖稱象》一課時，可以融人STEAM教育，以培養學生的技術素養。技術素養是STEAM教育的重要組成部分，是對科學和技術進行評價和做出相應決定所必需的基本知識和能力，它是一種對科學方法評價的強有力的認知方式，是區分科學和技術并察覺它們之間聯系的能力。

首先，教師應引導學生熟讀曹沖稱象的過程：曹沖叫人把象牽到船上，等船身穩定了，在船舷上齊7kN的地方，刻了一條線。再叫人把象牽到岸上來，把大大小小的石頭，一塊一塊地往船上裝，船身就一點兒一點兒往下沉。等船身沉到剛才刻的那條線和水面一樣齊了，曹沖就叫人停止裝石頭。

其次，認知曹沖稱象的科學方法。為什么大臣們看到這里不由得連聲稱贊：“好辦法！好辦法！”這個辦法好在哪里？只要把船里的石頭都稱一下，把重量加起來，就知道象有多重了。

再次，評價曹沖稱象的科學思維。“這么大個家伙，可怎么稱呢！”大臣們一個說：“只有造一桿頂大的秤來稱”;另一個說：“把它宰了，切成塊兒稱。”大臣們想了許多辦法，一個個都行不通。為什么曹沖稱大象的方法就行得通呢？年僅七歲的曹沖就會利用漂浮在水面上物體的重力等于水對物體的浮力這一物理原理，解決了一個令許多有學問的大臣都一籌莫展的大難題，這不得不說是一個奇跡。可是，在那個年代（公元200年），雖然阿基米德原理已經發現了500年，但這一原理直到1627年才傳入中國，小曹沖不可能知道這個原理，更不用說浮沉條件了。實際上，聰明的曹沖所用的方法是“等量替換法”，用許多石頭代替大象，在船舷上刻畫記號，讓大象與石頭產生等量的效果，再一次一次稱出石頭的重量，使“大”轉化為“小”，分而治之，這一難題就得到圓滿的解決。等量替換法是一種常用的科學思維方法。

最后，進行課外科學小實驗，讓量一量自己手中鋼筆的體積。（提示：1.將鋼筆沒人量杯的水中，記錄量杯的總刻度;2.取出鋼筆，記錄量杯水的刻度;3.總刻度減去水的刻度等于鋼筆的體積。）

技術（Technology）是在尊重自然規律的基礎上改造世界，實現對自然界的利用，解決社會發展過程中遇到的難題。為適應培養未來人才的需要，在語文教學方面適當融入STEAM教育，可以通過多種形式探討語文課堂教學，進行課程設置方面的變革與創新，這既注重STEAM教育在課堂教學層面的實踐操作與應用，也重視STEAM教育經驗的分享。

工程素養（Engineering literacy）是STEAM教育的重要部分，是對技術的工程設計與開發過程的理解。教師在教學部編教材二年級上冊《大禹治水》一課時，可以融入STEAM教育，整合工程素養，引導學生展開研讀。

一讀課文，理解大禹治水是一項偉大工程：很久很久以前，洪水淹沒了村莊和田野，房屋倒塌了，牲畜被沖走了，莊稼也被沖毀了，人們只好四處逃荒。

二讀課文，感知大禹的科學方法：禹改變了父親的做法，帶領人們開鑿了龍門，挖通了九條河，壘起堤壩，把洪水引到東邊的大海里。

學生認識到大禹具有敏捷的思維、正確的判斷和善于發現問題的能力，他能把理論知識和實踐融會貫通，把構思變為現實。工程學則源于需要解決的某個難題，當教學圍繞這個本質展開時，就有了一條隱形的線索，即將科學和工程問題有效地結合在一起。

三讀課文，領悟大禹治水的奉獻精神：晚上，他常常睡在草丘山岡，天蒙蒙亮就又出發了。他的腳長年泡在泥水中，腳跟都爛了，他只好拄著棍子走路。為了治水，禹三十歲才結婚，在家僅僅住了四天，就告別了妻子。禹治水十年，曾經三次路過家門，卻顧不得進去看一看。“大禹三過家門而不入，一心一意治理洪水”的工程素養深深地打動了學生的幼小心靈。

四讀課文，了解大禹治水的豐功偉績：洪水終于退了，大地又恢復了欣欣向榮的景象。禹因此成為人們世世代代敬仰和愛戴的英雄。

學生認識到大禹治水具有綜合運用資源、優化資源配置的能力，具有保護生態環境意識，實現了社會的可持續發展。

語文教學開展體現STEAM教育思想的研究型學習，教師可以根據自己的實際情況，有選擇性的進行實踐，因地制宜地開展STEAM教育。STEAM教育理念落地生根關鍵在教師，教師應該如何做呢？第一，教師的教學中心應放在如何設計有質量的問題，把學習權利交給學生，適時調整課程進度，小組討論問題;第二，創設STEAM學習情境，要在教會學生上下功夫，即驅動問題、學習目標、情景探究、促進協作、成果作品，缺一不可。

國際社會對于將藝術（Am）納入STEAM教育的呼聲愈加強烈，科學教育領域這場STEAM教育的運動發展勢頭不斷增強。2011年，韓國教育部發布《整合型人才教育（sTEAM）方案》，提出融人人文藝術知識，發展學生綜合運用能力;2014年，全美藝術教育學會（NAEA）制定了四項STEAM標準，其中強調了對藝術的重視;2017年，我國教育部教育管理信息中心等機構聯合發布《中國STEAM教育發展報告》，就STEAM教育的本土化進程進行了深入闡述。語文學科整合藝術（Am）素養不僅可能，而且可行，特級教師于永正教學《燕子》一文時，把語文和藝術素養融合得天衣無縫，提高了學生的藝術素養，教學片斷如下：

（生讀第4段）

生：這節寫的是燕子落在電線上休息的樣子。

師：讀懂了。哪些語句給你留下了深刻的印象？大家讀讀、畫畫。

生：“這多么像一首正待演奏的曲譜啊！”這句話給我留下了深刻的印象。

師：這句話什么意思？讀讀想想，“這”指的什么？看看書上的插圖。

生：“這”指的是落在電線上的燕子。

生：還包括電線。

師：同意嗎？這是什么曲譜？

生：這里指的是五線譜。

師：對，大家看，我這里有一段五線譜。

（出示五線譜）

師：請想象一下，并對照一下插圖，遠遠地看去，落在電線上的燕子連同電線，像不像五線譜？

生：像！

師：這是一個多么貼切而又生動的比喻！我們不得不佩服作者驚人的聯想能力！尤其是“正待演奏”這四個字，更富有啟發性。請同學們認真想一想，這會是一首什么樣的、正等著我們去演奏的曲譜呢？

生：這一定是贊美燕子的曲譜，是那首《小燕子》！

師：我想是的。同學們，教室里有架鋼琴，誰能把這首美妙動聽的曲子演奏一下？（生嘩然）我來演奏，同學們唱，好嗎？要唱得甜甜的，美美的。

（師彈奏《小燕子》，生和唱。教室里回蕩著“小燕子，穿花衣，年年春天來這里……”）

師：同學們唱得很好聽，從歌詞中我們進一步領略了燕子的美。

于永正老師的這段教學實錄證實了藝術在STEAM教育中的價值，對“A”元素的教育特點及價值認識極其深透，藝術素養融合十分高效，為我們積極探索和深入研究STEAM教育提供了實踐參考。STEAM教育中的“A”集中了精致藝術、人文藝術等諸多內容，教師要注重學生藝術素養的培養，強調從藝術的角度理解和詮釋課文。

數學素養是STEAM教育的五根支柱之一，也就是學生發現、表達、解釋和解決多種情境下數學問題的能力。數學素養屬于認識論和方法論的綜合性思維形式，它具有概念化、抽象化、模式化的特征。具有數學素養的入善于把數學中的概念結論和處理方法推廣應用于認識客觀事物，具有哲學高度和認識特征。教師在教學《南轅北轍》一課時，可以開展課外拓展性閱讀，融入STEAM教育，整合數學素養。

一是融入地理知識：地球是圓形的，赤道周長是4076千米。

二是融入數學知識：那個人說自己的“馬跑得快”“車夫是個好把式”“不怕時間久，我帶的盤纏多”。假如他每天行走100千米，他繞行赤道一周到楚國去，大約需要多少天？（400天）約合（1）年（1）個月（5）日。通過數學運算，學生.瞳得楚國在南邊，他硬要往北邊走，他的馬越好，趕車的本領越大，盤纏帶得越多，走得越遠，就越到不了楚國。雖然條條大路通楚國，但還是最好選擇最近的道路走。

三是融人詞匯知識：思考“南轅北轍”的感情色彩（貶義）？它的近義詞有哪些？（背道而馳、緣木求魚、適得其反、事與愿違、升山采珠）它的反義詞有哪些？（如出一轍、亦步亦趨）

四是融入社會生活：現實生活中有“南轅北轍”這樣的故事嗎？比如安徽省蕪湖市交警在高速路上攔住一個騎自行車的男子，他自稱是騎車回家過年。該男子從山東日照出發，目的地黑龍江齊齊哈爾，結果被人指錯了路，騎了一個多月來到了蕪湖市。交警和收費站的工作人員一起為他買了票，幫他坐上了回家的車。

語文學科是各門課程的基礎，數學（Mathe-matics）是作為技術與工程學科的基礎工具。由此可見，生活中發生的大多數問題需要應用多種學科的知識來共同解決。

探討當前國際教育界熱點前沿話題一STEAM教育在小學語文教學中的推廣應用，是因為語文學科本身就涵蓋科學、技術、工程、藝術、數學知識，這些知識之間存在著一種相互支撐、相互補充、共同發展的關系。如果要了解它們，尤其是它們之間的關系，就不能獨立其中任何一個部分，只有在交互中、在相互的碰撞中，學生才能實現深層次學習、理解性學習，也才能真正培養學生各個方面的技能，提高核心素養。