STEAM 理念下的小學科學探究性實驗教學

福建省福鼎市實驗小學 吳桂勝

STEAM 教學是一種將數學、科學、工程以及技術進行高度集合的全新教學理念。與傳統的教學理念相比，STEAM 理念具有明顯的綜合性，在這種模式下培養出來的人才具備多種不同的技能，屬于復合型人才，具有很強的競爭力。

一、STEAM 理念運用現狀

目前，國內的部分小學已經開始在小學科學實驗性實驗教學活動中運用STEAM 教學模式。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現各個學科之間深層次融合，每個學科的知識在運用的過程中都是相互獨立的，彼此之間缺乏必要的牽引。特別是在思維模式層面，還無法做到將多個學科知識點納入到統一的思維模型當中。小學生們的注意力很容易被各種實驗技巧以及實驗現象所吸引，忽略了知識之間的關聯性，雖然看上去懂得了很多新知識，但是在運用知識的時候會回歸到傳統的思維方式中，無法真正發揮出STEAM 教學模式的優勢。

二、小學科學實驗教學與STEAM理念的具體融合方式

（一）利用STEAM 進行學科間融合

在STEAM 教育理論中，要善于利用各個不同學科知識點之間的交叉，這種知識點的交叉一方面可以幫助學生們在頭腦中構建起跨學科的知識體系，另一方面也可以鍛煉小學生們知識遷移的能力。在進行跨學科知識融合的過程中，教師需要以“學科融合”的指導思想來布置教學計劃，在實際教學工作中，教師可以通過介紹某一個知識點在不同學科之間的應用進行跨學科的知識串聯，同時通過綜合性的實驗讓小學生們更為直觀地理解各學科之間的共性。特別是在多媒體技術的幫助之下，教師在進行教學設計的時候可以利用視頻、音頻等多媒體素材全方位調動小學生們的感官，充分利用小學生們反應靈敏、想象力豐富的特點，讓其可以在教室中感受到不同的教學情境，一方面激發了小學生們的學習積極性，另一方面也有助于其注意力的集中，一舉兩得。小學科學學科實驗教學對于學生來說有著非常重要的作用，老師需要合理地將實驗應用到課堂之中，這樣才能有效地提高科學課堂教學，為學生的科學學習打好堅實的基礎，學生的學習效率提高，整個課堂教學效率也能夠得到提高，學生的學習也能夠得到提高。

這里以小學科學二年級上冊中的《觀察月相》一課作為例子。本節課的主要任務是讓學生們了解月相每個月的變化規律，通過對月相的觀察來培養小學生們觀察事物的基本方法。為了更好地讓小學生們了解月相發生的原因以及規律，需要采用課堂實驗來加以說明。在實驗正式開始之前，教師要將自然科學方面的知識與其他學科，比如語文、音樂等進行高效結合。可以通過播放一些寧靜、祥和的音樂，比如《小夜曲》《多瑙河》等來營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。將各個學習中有關“月亮”這一主題的相關知識融合到一個完整的實驗中，可以讓小學生們快速聯想起自己所熟知的夜晚，對于接下來要進行的實驗充滿期待。此時教師要走下講臺，在講臺上放置一個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，小學生們此時就可以在黑板上看到一個月相，教師緩緩移動月球模型的位置，并且讓學生們觀察并記錄下月相的變化情況。通過這樣的實驗讓小學生們以最為直觀的方式了解到了月相的變化情況，同時在觀察實驗的過程中，學生們也會注意到模型距離黑板的位置對于月相的大小產生了影響，在學習月相知識的同時也普及了數學方面、語文方面以及音樂方面的知識，與STEAM 理念的要求相吻合。

（二）通過STEAM 鍛煉學生們批判性思維

批判性思維對于小學生來說是非常珍貴的，一方面可以幫助小學生們逐漸形成獨立的人格，讓其可以進行獨立學習，另一方面可以防止學生們陷入機械性思維模式，對于接收到的知識進行甄別，提高思維能力。從實驗教學的角度來說，就是要以問題作為實驗的根本驅動力，讓學生們帶著對問題的思考來進行各種實驗，并且在實驗的過程中嘗試通過自己的思索來解決問題，在這個過程中，小學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候，要主動嘗試與其他學生進行深度合作，而在探討的過程中，舊的問題被解決，新的問題又隨之出現，不斷出現的新問題就成為了學生們主動探索知識的原動力。對于教師來說，訓練小學生們批判性思維要遵循幾個基本原則。第一，可以在適當的時候故意提出一些錯誤的觀點或者是提出一些錯誤數據，并且以引導的方式讓小學生自己發現問題。第二，教師所拋出的問題要具有一定的科學性，其答案不能是純主觀的，需要以客觀的知識內容以及科學方法作為依托。第三，提出的問題要具有迷惑性，通過多層邏輯問題讓小學生們嘗試進行復雜思考，鍛煉其邏輯思維能力。

這里以小學科學二年級下冊中《磁鐵怎樣吸引物體》一課作為例子。這節課的知識點與上一節課的《磁鐵能吸引什么》之間存在很強的關聯性，是對上一節課所學習的知識的一種延展。在進行實驗之前，教師可以提出這樣一個問題：同學們，我們上一課學習了磁鐵能吸引什么，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？這是一個導入性的問題，經過簡單的討論學生們就可以總結出結論：磁鐵能吸引金屬物體。此時教師可以拋出第二個問題：如果是其他形狀的磁鐵可以讓小車移動嗎？在進行第三步實驗的過程中，教師可以故意做出一些錯誤的動作，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，這些錯誤的方式會對實驗結果產生影響，小學生們會發現實驗現象與課本的記錄不相符，進而形成思考，最終判斷出是教師的操作出現了問題，通過這種方式鍛煉其批判思維能力。

（三）利用STEAM 促進學生合作、端正學習態度

在STEAM 理念框架中，實驗教學的一項重要工作就是通過各種大型實驗以及合作研究活動來促進學生們之間的溝通與交流，教師要減少自己在實驗中所發揮的作用，讓小學生們自己組織實驗。一方面由于某些實驗的過程過于繁瑣，小學生們為了確保實驗能夠正常進行，就會自覺進行合作；另一方面為了保證實驗結果的正確性，需要以嚴謹的態度來應對每一個實驗步驟。通過這種高自由度的實驗課程鍛煉小學生的合作能力，幫助其養成嚴謹的學習態度。

這里以小學科學二年級上冊中《神奇的紙》一課作為例子。在進行實驗之前，教師只公布該實驗的目的：通過實驗來了解材料經過加工、處理之后可能會發生變化。至于實驗的其他環節，比如實驗材料、實驗步驟、實驗方式等讓學生們自由準備。根據教材的提示以及同學之間的討論，學生們會準備普通紙、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。學生們通過這種獨立的實驗，一方面可以更為深入地了解本課的知識點，另一方面也能培養學生們強大的自信心與滿足感。

三、結語

將STEAM 理念與小學科學實驗教學工作進行融合，可以很好地提升小學生們的綜合能力，通過活動設計、拋出問題以及重構教學情境等方式提升小學科學實驗教學效率，具有良好的應用前景。