STEAM教育理念與科學課程融合思路

◇黃 靚（福建：建甌市吉陽鎮中心小學）

一、前言

雖然信息技術已經在各學科中得到普及，但是師生在各個階段的教學和學習中仍然有很多問題。例如，教師在使用現代化信息設備方面經驗不足，學生在短期內沒能適應在線上課，這都體現了信息化教育的不成熟。科學課程在這一變革過程中也受到波及。STEAM教育實際上就是在真實的情境中，借助跨學科整合的優勢和特點進行的人才培育。將STEAM教育與小學科學課程相結合，能夠為實現跨學科整合助力。

二、STEAM教育理念的重要價值

（一）從想象力到創造力

小學生的想象力就像未開墾的土地，如一張白紙，未經污染。他們在想象力這塊自己的土地上種植什么樣的植物是由自己決定的，也是由教師引導的。學生在生活中接觸到各種事物，不斷在積累經驗中提升想象力的空間，在課堂上接受教師的指導和知識的傳授，不斷改變著自己的認知結構。教師和家長并不是這塊土壤上植物的剪修者，而應該逐步引導他們尋找自由的空間。在STEAM教育理念的指導下，科學課程教學可以為學生想象力的發展提供“土壤”和“棲息地”。學生在教師的幫助下，逐漸發現自己感興趣的內容。教師為學生今后的專業選擇提供引導，讓學生能夠在科學課程的學習中了解到其他門類，例如技術、工程、藝術、數學等，不斷擴充知識面，讓想象力得到發揮，讓在這塊土壤上生長的樹苗能夠長成參天大樹。

（二）STEAM教育理念的教學目標

STEAM教育理念注重過程性研究，幫助我國教育從看重標準化考試成績轉變為重視學生的學習過程和結果，是現代教育中較為理想的模式。STEAM的基本教育理念可以概括為跨學科、跨領域，研究學科中的真實問題，把學生作為關注的主體。其主要教育目標就是培養學生對科學的興趣，為其創造力的發揮提供空間和環境，幫助學生養成自主發現問題、解決問題的能力。但是，STEAM并不僅僅以培養學生的想象力為目標，更注重研究創作的過程。例如，我們大家在學習中所運用的頭腦風暴法契合了人文藝術的理念，如果學生在思考方面有所停滯，我們可以通過集思廣益的方式不斷地交流，在讓對方獲益的同時，可以提升自己，轉變自己的思維。

（三）教師所扮演的角色

在STEAM教育理念指導下，教師的作用并不是培養考滿分的學生，而是應該采用協助和引導的方式不斷升華學生的想象力和創造力，讓學生能夠在天馬行空的想象中尋找問題解決的可行性，并根據學生的個性差異進行因材施教。不論是實際的生活還是事物的發展都具有不穩定性，我們應該一分為二地看待問題，讓學生能夠在STEAM理念指導下，將自己的想法有層次、有邏輯、完整地闡述出來，從而培養學生適應社會發展的能力，在今后成為社會發展所需要的人。

三、STEAM教育理念與小學科學課程融合的契合點

之所以研究STEAM與小學科學課程的融合，正是因為二者有很多的契合點。其具體體現在以下幾個方面。

（一）科學

小學科學課程的培養目標在于提高學生的科學素養，我們在列舉愛因斯坦和愛迪生事跡的時候，可以發現他們從小就對科學事物非常感興趣。小學生同樣充滿好奇心，他們往往對新奇的事物比較感興趣。達爾文小時候對小蟲子特別感興趣，這是他科學發展的啟蒙，是科學探究的過程。科學研究的過程實際上也是一個驗證的過程，是逐步經過假設、推理、實驗、驗證結果等一系列推理和演繹，最終得出一個不斷重復和推導的過程。科學性是經得住推敲和揣摩的。而小學科學課程為STEAM的發展提供了一個科學的環境，可以讓學生在科學課上不斷驗證自己的想法和假設。

（二）技術

技術的種類有很多，包括電子信息技術、農業化技術、生物技術，等等，小學科學課上的研究主要以應用技術為主。在小學科學課上，小學生可以動手操作。例如，教師可以讓學生帶可組裝的玩具如小汽車等到學校，在課堂上分小組拆卸、組裝，或者使用樂高拼出自己喜愛的事物。小學科學課程囊括萬千，在這里，學生的思想和技能都得到了釋放，可以發現自己感興趣的技能。

（三）工程

科學課程的知識學習主要是學習工程知識，科學課程與STEAM教育理念的契合，主要體現在小學生的動手能力方面。例如，在科學課程教學中講過的發電的過程，讓學生可以了解到電力工程學的問題，并且可以對電池的不同極、不同特性進行設計。通過研究工程師設計電池的過程可以學到很多工程學方面的知識。另外，在設計橋梁的過程中，學生還可以從科學課程中了解到建筑學方面的內容，可以對橋梁的構造提出更好的假設，使其具有穩定性。在科學課堂中，小學生可以根據自己的想法和需求設計出不同的橋梁和建筑工程。在這一過程中，教師可以設置比賽環節，讓學生比一比誰設計的建筑或橋梁最具有穩定性。

（四）藝術

美國格雷特·亞克門教授團隊將ARTS團隊融入STEAM這一教育理念中，并逐步發展起來。這里的兩個“A”并不是單一地指藝術，而是囊括了與藝術相關的很多方面，包括人文藝術、審美能力、語言藝術、精致藝術等。小學科學課堂可以為學生提供類似的藝術環境，這也是與STEAM教育理念相匹配的。教師設置不同的問題，學生通過討論可以發表個人意見，描述實驗過程，在與同伴討論和學習中提高自己的人文素養，從而加強團隊合作意識，最終實現STEAM中的ARTS課程目標。

（五）數學

數學可以說是STEAM教育理念中不論是科學、技術還是工程學等學科的一個基礎性科目，為STEAM教育理念的發展提供基礎。小學生在科學課堂中設計實驗過程或者參與實驗過程，總是少不了與數學相關的知識。例如在上述工程實驗中，小學生可以設計三角形的橋梁，通過對三角形的認識可以了解到相關的幾何知識，這都是對學生數學方面知識的考查。

四、STEAM教育理念與小學科學課程融合的思路

（一）提高學生人文素養

人文素養屬于STEAM教育理念中的重要模塊，其在小學科學課程中也不容忽視。

在科學課程教學中，教師在幫助學生習得知識、掌握技能的同時，也應該對其加強文化體驗，不斷提高科學課程中人文藝術的占比，將藝術化作為小學科學技術課程的最高追求。從課程實施方面來看，小學科學課程也應鼓勵學生運用多種藝術表現形式，表達個人的想法或者創作出表達藝術的產品，從而不斷加強小學生對美的感知、對自我的表達。以小學科學課程中《走馬燈》的設計為例。首先教師可以帶領學生探究走馬燈的歷史和發展，讓學生意識到中國傳統文化的偉大，以及傳統與新興文化的交替和繼承。通過學生個人的設計和對走馬燈進行裝飾和美化，提高學生對美的追求。當然，小學生還可以根據個人的想象為《走馬燈》配上個人喜愛的歌曲，從而培養學生與他人分享的品格以及提高對音樂的鑒賞力。通過對走馬燈的設計，可以將不同種類的學科知識豐富起來，創建有趣的科學教學課堂。這一教學設計的主要目標是通過小組成員的合作、對材料的選擇和對走馬燈的美化，逐步提高學生的ARTS能力，從而提高學生的人文底蘊，讓學生承擔起傳承中華美德的責任。

（二）突出課程實踐性

小學科學課程的組織不應該以傳統的知識傳授為主要目的，而是要讓學生能夠提高動手操作能力，突出課程組織的實踐性，從而實現科學課程的最終目標。在這一過程中，可以結合STEAM課程的以問題為中心、以項目為中心等組織形式。教師可以提出真實的問題、選擇合適的元素，將各學科整合起來。小學生通過動手操作，可以將對理論知識的理解進一步深化。在設計實踐活動的時候，教師也要根據學生的實際水平，為學生的實踐活動創造適宜的環境，為學生獨立思考和動手操作提供基本的實驗器材。例如，在制作降落傘的過程中，小學生可以真正動手操作制作降落傘。教師可以帶領學生了解降落傘的相關知識、降落傘的構成部分和特點及作用，準備制作降落傘所需要的材料或者測量傘繩長度。通過對降落傘基本知識的了解，可以激發學生的興趣和創作動力。在這個制作過程中，小學生需進行多次實驗數據的分析和整理，才能找到降落傘減速的規律。

（三）構建多元課程評價體系

小學科學課程的評價對課程開發有著重要作用，課程評價是對上課內容的系統性評估。在STEAM教育理念的指導下，科學課程注重培養學生的綜合素養。因此，對學生上課情況的評價應該是多元性的，評價主體應該是師生共同參與。例如，可以進行生生評價、學生進行小組評價、教師評價等，教師主要擔負引導者和監督者的角色。其次，評價過程應該以形成性評價為主。對學生的科學課程評價更應關注學生學習的過程，因為學生的成長、其綜合素質的提高并不是時時刻刻具有外顯性，很多能力和素養并沒有清晰的評判標準。

例如，在上述制作降落傘和走馬燈的實驗操作過程中，教師可以對學生進行多方面評價。教師給出評價量規，學生可以進行自我判斷。根據STEAM教育理念，教師可以對學生制作的走馬燈和降落傘從科學、技術、工程、藝術、數學等五個領域進行評價。走馬燈的旋轉原理，包括空氣對流、摩擦力等相關知識，都涉及工程學的相關問題。制作是否成功體現了學生對這些知識的掌握程度。另外，動手制作也體現了STEAM教育理念的實踐性，還涉及相關的數學知識。在制作走馬燈葉輪的葉片時，學生需要學會使用量角器、尺子、圓規等基本的數學工具。同樣，在降落傘制作過程中，學生也了解了降落傘的發展歷史，這也體現了STEAM理念中的ARTS教育理念。