STEAM教育模式在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

STEAM教育模式集合了科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)，是一種高度注重學(xué)生實(shí)踐的教學(xué)模式。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，STEAM教學(xué)模式以科學(xué)為基礎(chǔ)，整合技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)，通過學(xué)科融合促進(jìn)學(xué)生科學(xué)探究，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生綜合能力。小學(xué)科學(xué)教師應(yīng)該建立跨學(xué)科和超學(xué)科意識(shí)，積極研究STEAM教學(xué)模式在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用技巧，為學(xué)生提供實(shí)踐優(yōu)先于理論和技能重于知識(shí)的學(xué)習(xí)環(huán)境，從而幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)綜合和全面的進(jìn)步。

本文旨在研究STEAM教育模式在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用，并提出教師應(yīng)在明確目標(biāo)階段、頭腦風(fēng)暴階段、問題解決階段和成果改進(jìn)階段，分別以學(xué)習(xí)專題為引、以教師指導(dǎo)為輔、以小組合作為核心、以多元評(píng)價(jià)為重點(diǎn)，制定活動(dòng)計(jì)劃、分享活動(dòng)思路，推動(dòng)活動(dòng)實(shí)施并反思活動(dòng)全程。

一、明確目標(biāo)階段：以學(xué)習(xí)專題為引，制定活動(dòng)計(jì)劃

目標(biāo)具有指明方向，以及激勵(lì)與凝聚的作用。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中應(yīng)用STEAM教育模式時(shí)，明確目標(biāo)是首要的。在明確目標(biāo)的過程中，教師應(yīng)以學(xué)習(xí)專題為引，制定活動(dòng)計(jì)劃。從某種意義上說，小學(xué)科學(xué)教材的學(xué)習(xí)專題也可以作為STEAM科學(xué)活動(dòng)的主題。小學(xué)科學(xué)教材通常圍繞專題編排教學(xué)內(nèi)容，教師可以梳理教材，挖掘?qū)W習(xí)專題，確定基于STEAM教育模式的科學(xué)教學(xué)基本方向。然后，教師可以根據(jù)專題內(nèi)容制定STEAM科學(xué)活動(dòng)計(jì)劃，為目標(biāo)的設(shè)計(jì)提供重要參考。

以蘇教版科學(xué)三年級(jí)上冊(cè)第二單元為例。該單元以“研究土壤”為學(xué)習(xí)專題，包括“土壤的成分”“土壤的類型”“肥沃的土壤”和“保護(hù)土壤”四個(gè)部分。教師可以先梳理教材，根據(jù)單元提示挖掘“研究土壤”學(xué)習(xí)專題。接著，制定以下活動(dòng)計(jì)劃：（1）通過收集和觀察土壤，了解土壤的主要成分；（2）仔細(xì)觀察土壤的顆粒，區(qū)分不同的土壤類型；（3）仔細(xì)觀察土壤的表層和下層，認(rèn)識(shí)肥沃的土壤；（4）了解土壤的重要性，學(xué)會(huì)保護(hù)土壤。這些活動(dòng)計(jì)劃體現(xiàn)了在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中應(yīng)用STEAM教育模式的目標(biāo)。最后，教師可以根據(jù)活動(dòng)計(jì)劃明確目標(biāo)，為后續(xù)的STEAM科學(xué)活動(dòng)提供導(dǎo)航。具體目標(biāo)包括通過研究土壤了解土壤的主要成分，學(xué)會(huì)區(qū)分不同的土壤類型，了解肥沃的土壤，同時(shí)培養(yǎng)保護(hù)土壤的意識(shí)，并掌握有效的土壤保護(hù)方法。

二、頭腦風(fēng)暴階段：以教師指導(dǎo)為輔，共享活動(dòng)思路

頭腦風(fēng)暴是美國(guó)廣告公司亞歷克斯·奧斯本首創(chuàng)的一種問題討論法，指的是讓小組成員在融洽的、不受任何限制的氛圍中，以會(huì)議的形式討論問題。頭腦風(fēng)暴在問題討論過程中的運(yùn)用，能夠使討論者打破常規(guī)，充分發(fā)表看法，對(duì)解決問題起著關(guān)鍵的促進(jìn)作用。STEAM教育模式在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用，主張讓學(xué)生在科學(xué)背景下，同時(shí)運(yùn)用技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)等技能解決科學(xué)問題。教師可以在確定目標(biāo)后，借鑒頭腦風(fēng)暴思路指導(dǎo)學(xué)生。頭腦風(fēng)暴過程中，教師可以作為“會(huì)議”組織者，使學(xué)生暢所欲言，積極分享活動(dòng)思路。

例如，教學(xué)蘇教版科學(xué)三年級(jí)下冊(cè)第三單元時(shí)，教師可基于STEAM教育模式在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用，挖掘“聲音的奧秘”學(xué)習(xí)專題，然后根據(jù)學(xué)生研究聲音奧秘的現(xiàn)實(shí)需求，設(shè)計(jì)問題鏈：聲音是怎么產(chǎn)生的？聲音是怎么傳播的？聲音為什么有大有小？聲音為什么有高有低？聲音都有哪些奧秘？

問題由“個(gè)”成“鏈”，頭腦風(fēng)暴準(zhǔn)備工作基本完成。接著，教師可以通過提問組織“會(huì)議”，促進(jìn)學(xué)生頭腦風(fēng)暴。教師可以直接圍繞學(xué)習(xí)專題（也稱STEAM科學(xué)活動(dòng)主題）提問，要求學(xué)生以“開會(huì)”的形式展開頭腦風(fēng)暴，分享自己關(guān)于研究聲音奧秘的活動(dòng)思路。學(xué)生可以自由發(fā)言，無論針對(duì)問題提出答案猜想，還是舉例論證自己對(duì)問題的想法，學(xué)生都能實(shí)現(xiàn)科學(xué)思維和科學(xué)探究能力的進(jìn)步，實(shí)現(xiàn)STEAM教育模式“S”方面的發(fā)展。另外，為深入討論，學(xué)生可以通過信息技術(shù)等途徑收集資料，以此提高信息化學(xué)習(xí)能力，在STEAM教育模式的“T”方面取得一定進(jìn)步。教師還可以在學(xué)生結(jié)束頭腦風(fēng)暴后，通過板書或現(xiàn)場(chǎng)課件總結(jié)學(xué)生思路，使學(xué)生觀點(diǎn)具象化，助力其后續(xù)實(shí)踐。

三、問題解決階段：以小組合作為核心，推動(dòng)活動(dòng)實(shí)施

頭腦風(fēng)暴階段性教學(xué)活動(dòng)結(jié)束后，STEAM教育模式在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用，應(yīng)向問題解決階段過渡。問題解決，是指在學(xué)生分享活動(dòng)思路后，鼓勵(lì)學(xué)生以實(shí)踐的形式參與STEAM科學(xué)活動(dòng)，解決學(xué)習(xí)專題下的關(guān)鍵問題。在這個(gè)過程中，教師應(yīng)正視合作價(jià)值。教師可以引導(dǎo)學(xué)生以小組合作為核心實(shí)踐策略，讓學(xué)生分組展開STEAM科學(xué)活動(dòng)。合作是思維交互的平臺(tái)，學(xué)生在合作中集思廣益，能夠提出更多科學(xué)實(shí)踐方案，對(duì)其解決問題意義重大。教師可以幫助學(xué)生組建合作學(xué)習(xí)小組，進(jìn)而推動(dòng)STEAM科學(xué)活動(dòng)的具體實(shí)施。

例如，教學(xué)蘇教版科學(xué)四年級(jí)下冊(cè)第四單元時(shí)，教師可挖掘單元“繁殖”學(xué)習(xí)專題，提煉“植物的繁殖”關(guān)鍵問題。植物的繁殖方式包括用種子繁殖和用營(yíng)養(yǎng)器官繁殖。教師可在此背景下，幫助學(xué)生組建不同的合作學(xué)習(xí)小組。如小組1著重研究植物的種子繁殖過程，命名為“植物的種子繁殖研究小組”，小組2重點(diǎn)研究植物通過“根”這一營(yíng)養(yǎng)器官進(jìn)行繁殖的過程，命名為“植物的根繁殖研究小組”。小組成員可根據(jù)本組任務(wù)，合作完善實(shí)踐方案，展開積極的科學(xué)研究，逐步實(shí)現(xiàn)STEAM科學(xué)活動(dòng)目標(biāo)。

活動(dòng)準(zhǔn)備過程中，學(xué)生運(yùn)用技術(shù)手段收集植物繁殖資料，實(shí)現(xiàn)技術(shù)層面STEAM實(shí)踐目標(biāo)。活動(dòng)實(shí)施前，為提供適宜的植物繁殖環(huán)境，學(xué)生根據(jù)本組植物繁殖研究特征搭建大棚、植物生長(zhǎng)架等，發(fā)展工程思維。活動(dòng)過程中，為準(zhǔn)確記錄植物在不同繁殖階段的生長(zhǎng)狀態(tài)，學(xué)生通過測(cè)量、畫圖等方式填寫實(shí)踐觀察報(bào)告，實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)、藝術(shù)層面的STEAM科學(xué)活動(dòng)目標(biāo)。活動(dòng)實(shí)施后，學(xué)生充分感受植物的繁殖過程，掌握植物繁殖的秘密，實(shí)現(xiàn)科學(xué)探究的最終目的。

四、成果改進(jìn)階段：以多元評(píng)價(jià)為重，反思活動(dòng)過程

STEAM教育模式在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用，應(yīng)避免停留在活動(dòng)實(shí)施層面，還需要設(shè)置成果改進(jìn)階段。小學(xué)階段，學(xué)生應(yīng)該已經(jīng)具有科學(xué)思維、技術(shù)素養(yǎng)、工程思維、藝術(shù)素養(yǎng)、數(shù)學(xué)能力等有益于科學(xué)探究和終身發(fā)展的各項(xiàng)品質(zhì)，但是往往還不能最大限度地運(yùn)用這些品質(zhì)去解決問題，因而難以在STEAM科學(xué)活動(dòng)中取得滿意的活動(dòng)成果。對(duì)此，教師應(yīng)及時(shí)指導(dǎo)學(xué)生改進(jìn)成果，以便讓學(xué)生補(bǔ)足短板，全面獲益。至于指導(dǎo)方法，教師可以首選評(píng)價(jià)。教師可以通過多元評(píng)價(jià)激活學(xué)生的反思意識(shí)，帶領(lǐng)學(xué)生反思STEAM科學(xué)活動(dòng)全程，從而使學(xué)生全面回顧科學(xué)探究方法、過程、結(jié)果等，吸取必要的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，進(jìn)一步提升基于STEAM教育模式的科學(xué)活動(dòng)能力。

例如，上述“植物的繁殖”STEAM科學(xué)活動(dòng)，教師可在學(xué)生完成小組合作實(shí)踐任務(wù)后，要求各小組分別展示實(shí)踐成果，提交“植物的繁殖實(shí)踐觀察報(bào)告”。在此基礎(chǔ)上，教師檢查學(xué)生成果和報(bào)告，分析其創(chuàng)意點(diǎn)、成就點(diǎn)、問題點(diǎn)，作出客觀評(píng)價(jià)。接著，教師邀請(qǐng)學(xué)生進(jìn)行自我評(píng)價(jià)與相互評(píng)價(jià)，讓學(xué)生先“自己評(píng)價(jià)自己”，再以合作學(xué)習(xí)小組為單位，評(píng)價(jià)其他實(shí)踐參與者的科學(xué)思維、技術(shù)素養(yǎng)、工程思維、藝術(shù)素養(yǎng)、數(shù)學(xué)能力等。評(píng)價(jià)越多元化，師生越能實(shí)現(xiàn)對(duì)STEAM科學(xué)活動(dòng)的全面反思，從而最大限度地發(fā)現(xiàn)STEAM教育模式在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用問題，讓STEAM與小學(xué)科學(xué)深度融合。

總之，STEAM教育模式在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用，可以設(shè)計(jì)為明確目標(biāo)、頭腦風(fēng)暴、問題解決、成果改進(jìn)四個(gè)階段。而在不同階段，應(yīng)采取不同的指導(dǎo)策略。教師可以在實(shí)際教學(xué)工作中，根據(jù)STEAM教育模式的優(yōu)勢(shì)，改進(jìn)教學(xué)過程，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。同時(shí)，在此基礎(chǔ)上，教師需要進(jìn)一步加強(qiáng)STEAM教育模式在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用研究，力求與時(shí)俱進(jìn)、常教常新。

（作者單位：江蘇省如皋市外國(guó)語學(xué)校）

（責(zé)任編輯 劉源）