基于STEAM教育理念的小學科學課堂實驗教學研究

趙婄 李帥軍

摘 要：隨著教育信息化進程的不斷推進，我國的教育界面臨著全新的機遇和挑戰，STEAM教育憑借著獨特的人才方式和教育理念，受到了全世界的關注，也成為了教育工作者所應用的熱點教學方式。基于此，文章分析了如何在該理念背景下加強小學科學課堂實驗教學的效果，并地提出了幾點方法，旨在對小學生教育工作人員提供一定的參考。

關鍵詞：STEAM教育;小學教育;科學教育

引言

STEAM教育源自STEM教育，它是一種當今世界培養STEAM教育的重要舉措，由美國率先開展，并且美國將這種教育方式已經提升到了國家戰略高度，該教育模式主要培養科學、技術、工程、數學等技術和應用類型的人才，利用領先的科技優勢來保持美國的國際競爭力和國際領導力。目前，國內外眾多的學者都針對該教育模式進行了理論和實證研究。美國學者MichelleH.Land分析了當前美國教育領域中所采用的該模式所存在的不足及其改進策略，認為ARTS教育理念可以彌補STEM教育理念的不足，也可以是小學生對于人文知識的掌握更加深刻。

一、注重激發學生的學習興趣

愛因斯坦曾經說過，興趣是最好的老師。尤其是對于廣大小學生來說，要想使學生們充分的投入到課堂活動中，必須調動學生的主觀能動性，提高學生的學習興趣。教師在運用STEAM教育理念進行教學時，可以構建出邊玩邊學的教學模式，使學生寓教于樂，充分調動起學生的熱情。所謂的邊玩邊學，主要是以教育為主，并不是真正意義上的單純做游戲，而是通過游戲的區別性來調動起學生的思維，使學生能夠在游戲項目當中獲得相應的科學知識。

上述過程可以使學生在玩耍中獲得相應的知識，使學生一邊在公園中欣賞靚麗的景色，同時也獲得了愉快的學習體驗。然后教師在正式教學時，可以使學生觀察每一片葉子的實際特點，并用語言描繪出來，通過對比不同樹葉和花朵，學生可以發現，幾乎所有的樹葉都有自身的葉脈、顏色和形狀他們之間各不相同，但又存在一些相似的地方。教師這時可以為學生們講明本節課程的重點——植物的多樣性，然后將實驗所涉及到的植物圖譜相關知識通過實物講解的方式滲透給學生。上述實驗對比可以起到事半功倍的效果，同時也可以使學生體會到科學課堂和知識的魅力所在。

二、充分把握教學時機

STEAM教育理念所倡導的教學是一種開放式的輕松教學理念，教師在這種情況下，為了充分地把握住每一個教學時機，實現良好的教學效果，必須首先摒棄傳統落后的教學觀念，根據學生的興趣愛好、學習能力和知識儲備，將學生劃分為不同的學習小組，然后再針對不同小組內學生的實際情況制定出差異化的教學方法，避免學生出現掉隊的情況，最終使全體學生都能夠緊跟教學的步伐。基于STEAM教育理念小學科學課堂在新課標的實驗過程中，主要是通過聯系生活、貼近實際，使科學課程和生活之間聯系得更加緊密。任何一種脫離了實踐的教育活動都會成為無根之木，使得學生在學習過程中注意力難以集中，學習質量下降，更無法提高學生的科學素養。

三、結合實驗需求創設教學情境

在STEAM教育理念下，小學科學教師要不斷地引導學生為學生營造一個與實驗內容相匹配的真實情景，這種情況應該具備一定的探索功能，使學生在自主的實驗過程中能夠獨立思考，積極探究，不斷活躍大腦思維，激發學習興趣，體驗到科學的樂趣。在STEAM教育理念下，教師還應該為學生在科學教學中融入一定的人文素養，尤其是提高學生對人文知識的理解和掌握。所以教師在帶領學生實驗過程中，要倡導學生尊重自然、熱愛自然，感恩自然，對自然界中的生命具備足夠的尊重。

基于STEAM教育理念的小學科學課堂在上述基礎上，還要做到以實際的科學項目作為基礎單元來驅動學生不斷成長。項目驅動教學方法是該教育理念的初衷之一，這一理念要求在實驗過程中明確實驗結果，但模糊實驗的任務，注重學生探索思維和實驗能力的培養。所以在具體的教學過程中，教師應該使學生在課堂上自主討論，在有限的時間內完成基本的實驗操作，但并不要求學生們能夠完全的了解實驗的每一個細節，對所有的步驟完全爛熟于心，或者學生在教師的帶領下機械地操作，而是需要以最終的任務目標作為驅動，使學生能夠真正地成為課堂教學的主體，展開自主思考。

四、在科學實驗中培養學生的探究能力

在STEAM教育理念的小學科學實驗教學過程中，往往涉及到多門學科的綜合性應用，這一方面要求學生能夠具備一定的理論知識，尤其是科學方面的知識，同時還需要具備一定的探索精神，在探索精神的驅動下，利用自身的知識來不斷地向未知領域出發。所以在教學過程中，教師首先要結合學生的實際情況和教學大綱的要求，為學生設置一些具備難度的實驗任務，從而使學生在完成任務過程中，思維、能力和見解都得到明顯的提高。學生在完成老師布置的任務過程中，很可能課堂上所學到的知識難以解決任務，使得學生不得不自主學習一些知識，逐步地探索未知的領域。上述過程可以使學生的能力得到極大地鍛煉。除此之外，由于在STEAM教育理念教學下展開了實驗內容涉獵十分龐雜，為了集思廣益，可以采用合作探究的方式來共同完成實驗任務，必要時可以將學生劃分為不同的小組，每個小組負責一項子課題。

在交流過程中筆者發現一些小組由于組內成員彼此之間默契協調，在正式實驗之前就制定了詳細的實驗計劃，使得過程中變得十分順利高效，小組成員都體會到了成功的喜悅，而那些小組成員可能由于各種各樣的原因實驗以失敗告終。面對這種情況，教師要不斷地引導學生擺正心態，積極的總結實驗失敗的教訓，為后續的學習和生活積累經驗，同時為學生灌輸失敗同樣是有價值的思想。這樣就可以使學生養成正確的學習態度，從而不斷的刻苦鉆研，形成核心素養，這也是學生養成堅韌不拔的品質所必不可少的一部分。

學生在設計實驗和操作過程中，難免會遇到很多問題，學生在這個時候會產生知難而退的心態，而另一些學生會由于自身的好奇心展現出越挫越勇的強大心態。教師要為學生樹立正確的思想意識，教導學生一定要有足夠的勇氣和信心來面對困難，同時要正確地認識到自身的不足之處，針對性地彌補自身的薄弱環節，在掌握科學知識的同時提高心理素質和綜合能力。除此之外，教師在STEAM教育理念的教學背景下，也有義務對教學內容作出一定的擴展，使學生在分析問題和解決問題過程中形成系統的科學思維獲得開闊的視野，最終能夠徹底解決實際生活和學習中出現的問題，這是素質教育改革的核心目的。但值得注意的是，教師在日常教學過程中，要與學生進行積極的溝通交流，了解學生的短板和興趣，及時跟蹤學生的學習感受和學習狀態，鼓勵學生對實驗教學中所出現的問題提出一些合理建議，只有這樣才能為教學的目標提供堅實的保障。

五、設計項目式課程

在踐行STEAM教育理念下的小學科學課堂實驗教學過程中，教師要教導學生積極與他人合作，積極探究問題，激發學生的好奇心。如果學生的好奇心得到良好的激發，那么他們的求知欲也會展現出來。所以廣大小學科學教師要為學生提供創造和探索的機會，使學生親自參加各種科學實驗的設計和制作，針對實驗所得到的數據來提出自己的猜想和假設，并重復實驗驗證猜想，這對于培養學生們積極探索的精神有著重要的幫助，也是核心素養下小學科學教學的必然選擇。

科學教師在具體的實施過程中，可以將該理念融入到具體的教學中，使學生們樹立數學、藝術、工程、設計等全方位、立體化的思維。例如，在制作滅火器的教學過程中，教師可以根據學生喜歡玩耍的天性進行具體的分析判斷：與中年級學生相比，高年級段的學生具備了一定的動手能力和獨立思考能力，所以可以彼此合作，共同完成項目，同時高年級的學生對于燃燒和火焰的熄滅都有一定的認識，但往往不知道其中的本質，所以可以將這節課程的教學目標設計成如下幾部分。

第一個目標：理解火焰燃燒和熄滅的基本條件;第二個目標：培養學生們安全用火的防范意識;第三個目標：學會制作簡單的滅火器并合理的應用。為了順利地實現上述教學任務，教師可以在科學實驗中融入STEAM教育理念，引導學生積極的探索，筆者首先為學生展示了一個玻璃瓶將燃燒的火柴扣住的場景，學生們發現火柴在短時間內就迅速熄滅，遠遠小于火柴正常燃燒所熄滅的時間，這說明空氣當中存在某種成分可以幫助火柴燃燒，然后在此基礎上為學生講述滅火器的基本原理，引導學生思考滅火器如何工作才能使火焰熄滅。再弄清楚滅火器的工作原理以后，讓學生利用工具來制作一個簡單地滅火器。在制作過程中可以將學生分成幾個不同的小組，每個小組獨立制作，最后對各小組的制作成果進行評價。

六、對學生展開積極引導

根據筆者的調查來看，目前一些教師在教授小學科學課程是非常重視理論知識的傳遞，而對于學生的科學思維和學科素養，尤其是核心素養的重視程度遠遠不足，使得小學生的探索能力和科學精神沒有被發掘和培養起來。這就需要教師能夠將STEAM教育理念充分地融入到教學過程中，以學生作為教學的主體，從課堂實際出發，使學生們充分地感受到科學課程所蘊含的獨特魅力，并在學習過程中學會合作、學會思考、學會探索。

在具體的教學過程中，教師要將課堂的主動權完全交還給學生，自身起到引導和鼓勵的作用，通過引導學生們參與更多的實踐活動，使學生們的大腦和雙手都動起來。教師在上述過程中所起到的作用是點撥和指導，幫助學生們仔細地尋找到科學的真相。例如，在學習《小猴子掉下來》這一課程時，學生們在最初很可能僅僅感覺這一課程很好玩，很有意思，而教師應該在此基礎上引導學生們發現斜面的不同高度，使得小猴子掉下來的速度也有著明顯的差別，然后再通過滑塊等模型給學生們做對比實驗，最后使學生們能夠意識到斜面在生活中的應用，進而提高自身的科學素養。

在講述迷你手電筒過程中，教師可以從生活中的家用電器出發為學生引導，引導學生如何制造一只小型的迷你手電筒，在外出的時候方便使用。這種貼近日常生活中的教學，可以使學生們能夠感受到知識的魅力，更好地理解學以致用的含義。為了使學生們能夠順利的制作完成手電筒，教師在教學過程中要盡可能地將復雜的理論簡單化，從實際出發，帶領學生們了解電流和電路的基本構成，并不要求學生們對此掌握過深，而是要求學生們在應用的層面能夠有一個感性的認識即可。這樣，將學生們的知識和能力培養融入到具體的問題情境中，來讓新的思路和產品能夠解決他們生活中的實際問題，提高其知識的運用能力。

七、結束語

小學科學教學內容在核心素養的背景下涵蓋了科學、技術、數學和藝術、工程等各個專業領域的知識，要求小學生能夠在實驗過程中鍛煉一定的實驗操作能力，并形成一定的科學素養，這就需要學生們能夠綜合運用不同學科的知識。所以廣大小學科學教師首先要正確的樹立起STEAM教育理念，在日常教學過程中樹立學生的主體地位理念，充分地發揮出自身的引導作用，精心設計實驗的各個環節，并在學生具體操作過程中不斷引導，激發出學生的參與熱情和學習興趣，能夠因材施教，展開差異化教學，使學生能夠在動手操作中提高自身的實踐能力，獲取科學知識，形成核心素養。

參考文獻：

[1]張輝蓉，唐佳欣，楊淏璇.基于深度學習的中小學生STEAM學習質量評價指標體系構建[J].中國電化教育，2021，（1）：102-109.

[2]胡衛平，首新，陳勇剛.中小學STEAM教育體系的建構與實踐[J].華東師范大學學報（教育科學版），2017，35（4）：31-39.

[3]胡畔，蔣家傅，陳子超.我國中小學STEAM教育發展的現實問題與路徑選擇[J].現代教育技術，2016，26（8）：22-27.

作者簡介：趙婄（1995- ），女，漢族，陜西延安人，碩士生，研究方向：信息技術教育應用;李帥軍（1996-），男，漢族，山西運城人，碩士生，研究方向：信息技術教育應用