STEAM視角下的科學教學思考

李 丹

（西安歐亞學院 人文教育學院 陜西西安 710062）

一、STEAM和科學學科的淵源

人學習的本質(zhì)是為了認識世界和改造世界?？茖W學習的意義如此，STEAM誕生的意義也是如此。科學教育與STEAM 教育的整合已成為全球教育改革的趨勢。2007年，奧巴馬等首次提出將STEAM教育理念拓展延伸到中小學教育。2015年，美國政府批準了將《STEAM教育法》拓展到全學段教育體系[1]。芬蘭等歐洲國家、日韓等亞洲國家都在積極探索，以便讓STEAM教育助力本國基礎(chǔ)教育改革。

中國在2010年，由謝作如老師提出將STEAM和創(chuàng)客教育整合起來“柔軟地改變教育”，尤其是科學教育[2]。2017年，教育部公布新課程標準，明確提出“建議采用探究學習方式來進行教學，鼓勵師生嘗試采用STEAM教育理念來推進學科課程整合的教育形式，嘗試有效解決現(xiàn)實問題”[3]。

STEAM融入科學教學是必要的。作為STEAM首字母S的科學是一門綜合性最高的，聯(lián)結(jié)知識、技術(shù)、方法、技能、思維、精神的學科；也是最容易和其他學科發(fā)生碰撞的學科。它能讓孩子像科學家一樣思考問題，像工程師一樣用綜合知識解決問題，已成為科學教育者的共識。

二、STEAM在科學教學中的應用形式

STEAM理念指導下的課程是目前最主流、特色的科學課程形式。筆者學習、觀摩了眾多案例課和示范課，發(fā)現(xiàn)了很多課程都是屬于拼接結(jié)構(gòu)的。雖然課程圍繞主題、涉及學科豐富、表述清晰流利、課堂氣氛活躍，但邏輯結(jié)構(gòu)很混亂，重難點模糊。究其根本，教學者并沒有從根本上了解STEAM的真正內(nèi)涵。筆者總結(jié)了眾多文獻和案例，將STEAM在科學教學中的應用形式分為兩類。

（一）融合STEAM各個學科

學科融合是STEAM理念在科學教學中最常見的存在形式，且目前大多數(shù)的參考文獻都是基于這種應用形式。這類融合課程一般是圍繞主題/現(xiàn)象進行設(shè)計的。它是圍繞既定的主題或現(xiàn)象，聚焦主題對教學目標、重難點及教學結(jié)構(gòu)進行設(shè)計。在邏輯主線上，各學科的內(nèi)容有著不同的材料或活動支撐。這種支撐可以是對于概念的遷移，對于知識的延展，對于技能的拓展，對于任務(wù)的統(tǒng)合，對呈現(xiàn)形式的豐富等。在這里，特別說明一點，對具有支撐作用的多學科內(nèi)容的選擇是非常重要的，并不是和主題相關(guān)的內(nèi)容都可以安排到融合課程，而是應當高度聚焦主題，僅選擇可以使用的、適合使用的、應當使用的內(nèi)容。在內(nèi)容設(shè)計程序上，袁磊等人在《基于學科課程重構(gòu)的STEAM課程設(shè)計》中提到了具體的方法[4]。有些著名的模型可以作為設(shè)計指導，如ADDIE模型[5]、廣域課程學習模式等[6]。另一些學者也會提出一些對具體環(huán)節(jié)的思考，如蘇樂在畢業(yè)論文里面提到如何在分析問題環(huán)節(jié)融入各個學科理念[7]。

（二）角色分工STEAM化

這是筆者在課程實踐中獲得的另一種STEAM的應用形式，即將STEAM角色化。每個人都是獨一無二的個體。這是不爭的事實。每個人的稟賦、才能、愛好和特長各不相同，都能成長為社會所需要的人才。科學教師可以讓學生圍繞科學主題進行探究，以S、T、E、A、M分配角色，有助于學生發(fā)揮優(yōu)勢，合作完成探究，形成成果。筆者在課程中對學生的角色分配如下，S-科學家：擔任科學家角色的同學負責科學原理、科學課程結(jié)構(gòu)及邏輯主線；T-技術(shù)員，負責各個版本的電子稿件及電子過程材料，還有各類電子圖紙及可視化、信息化；E-工程師：負責技術(shù)圖紙的設(shè)計、工程模型設(shè)計和搭建等；A-藝術(shù)家角色：承擔完善藝術(shù)設(shè)計及設(shè)計表達美化的任務(wù)；M-數(shù)據(jù)專家：負責數(shù)據(jù)處理事務(wù)，即運用數(shù)學語言來描述和分析資料，通過計算、測量、制圖等方式獲得數(shù)據(jù)并通過分析推理得到數(shù)據(jù)背后的啟示。

三、STEAM視角下科學教學的設(shè)計建議

對于STEAM視角下科學教學的設(shè)計，筆者總結(jié)了16字經(jīng)驗：跨而不散、跨的合理、跨得有理、跨的創(chuàng)新?？缍簧⑹侵鸽m然STEAM強調(diào)多學科、綜合，但是并不是無理的堆砌，而是必須有內(nèi)在邏輯結(jié)構(gòu)的呈現(xiàn)，即圍繞主題，教師要設(shè)計合理的知識/技能的教學結(jié)構(gòu)，以完整的邏輯結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)，此時不應特意考慮跨學科，更重要的是結(jié)構(gòu)和邏輯的合理性；跨的合理是指教師的教學設(shè)計需符合教學的基本原理，這也是STEAM視角下的教學設(shè)計要遵循的基本教育原則；跨得有理是指教師的教學設(shè)計須符合教學目標達成，不能被撲面而來的各學科所謂的“相關(guān)知識”模糊原有的教學目標和教學的重難點。因為都是重點等于沒有重點。跨的創(chuàng)新是指這類課程一定要打破傳統(tǒng)教學壁壘，產(chǎn)生新的教學碰撞，讓學生學有所得。