小學科學項目化學習與STEAM教育理念結合的路徑探究

摘 要：近年來，隨著教育教學改革的不斷深入，教師面臨的教學環(huán)境日益復雜，要落實的教學目標日益多樣，肩負的教學責任也更大。為此，教師需要不斷地進行反思和學習，以引入更科學、更適用的方法，提高教學質量，培養(yǎng)社會發(fā)展所需要的人才。而與STEAM教育理念結合有助于提高項目化學習活動的質量，這為廣大教師的教學工作提供了新的方向。基于此，探究了小學科學項目化學習與STEAM教育理念結合的路徑。

關鍵詞：小學科學；項目化學習；STEAM教育理念

作者簡介：郭榮（1979—），女，江蘇省徐州市沛縣張寨鎮(zhèn)中心小學。

?STEAM教育理念是一種由科學、技術、工程、藝術和數(shù)學多領域融合的綜合教育理念，強調多個學科的交叉與融合［1］。因此，將其引入學科教學中，有助于構建綜合性的教學內容，促進各學科知識、技能的融合，助力學生綜合能力發(fā)展。同時，其還強調教學情境、教學問題等元素的重要性，這是項目化學習活動中教師需要重視的內容［2］。因此，教師應基于STEAM教育理念來設計項目式學習活動，以幫助學生提升科學素養(yǎng)。

一、小學科學教學現(xiàn)狀

教學資源匱乏是小學開展科學教學存在的一大問題。教師僅僅依靠教材內容進行理論教學，借助簡單的多媒體課件進行實驗演示，沒有結合班級學生的實際學情來設計多樣化的學習活動，這不利于激發(fā)學生的學習興趣。此外，教師設計的項目化學習活動比較單一，且數(shù)量少，缺乏連貫性和系統(tǒng)性，不利于培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)。

二、小學科學項目化學習與STEAM教育理念結合的路徑

（一）學科知識跨界，設計微項目

STEAM教育理念有別于傳統(tǒng)的單一學科教學、重書本知識的教育方式，是一種重實踐的超學科教育概念。單一技能的發(fā)展已經不符合未來社會對人才的需求，綜合型人才在未來會有更大的競爭優(yōu)勢［3］。因此，在小學科學教學中，教師要設計項目化學習活動來培養(yǎng)學生的自主學習意識和能力，并融合其他學科的內容或者其他領域的知識，以構建綜合性的項目化學習體系，促進學生綜合能力發(fā)展，為其未來的學習和生活奠定良好的基礎。

例如，在教科版科學六年級上冊第二單元“地球的運動”的教學中，制作一個好的地球模型能為本單元所有的實驗活動奠定良好的基礎，便于學生后續(xù)借助地球模型來模擬地球的公轉、自轉等。為此，在第1課時“我們的地球模型”的教學中，教師可以設計以下微項目來引導學生制作一個完整的地球模型，如“制作地球模型的技巧”。在這一項目中，學生需要運用數(shù)學知識去合理計算地球模型中地殼、地幔、地核的比例。此外，學生還需要運用美術技能，將地球模型表面的大致圖案拓印出來，確保地球模型的表面構成與實際情況相符。

又如，在六年級下冊第二單元“生物的多樣性”的教學中，學生需要認識不同的動植物，而為了促使學生在日常生活中也主動地去了解不同的動植物類型，圍繞本單元的教學內容，教師可以設計微項目“我的生物記錄本”。在這個項目中，教師可以課時為單位，如在“校園生物大搜索”的課時教學中，引導學生組隊去觀察和記錄校園中的各種生物，并鼓勵學生通過拍照、畫畫或者制作簡易標本的形式將其記錄下來。在課后，學生也可以繼續(xù)開展這個項目，不斷豐富記錄的種類，并完善各種動植物的信息，如學名、價值（藥用或食用）、表象特征等。在這一項目中，學生需要運用美術知識和技能，盡可能地還原所記錄的生物樣本。同時，學生還需要運用語文的寫作技能，將其變?yōu)榭勺x性強的圖文資料。

可見，在STEAM教育理念的指導下，教師設計的科學項目活動不僅包含科學知識和技能，還融合其他學科的知識和技能，有助于培養(yǎng)學生的綜合能力，使其在分析問題、解決問題的過程中綜合運用各項技能，提高效率。

（二）利用信息技術，構建多元場景

在STEAM教育理念下，教學強調實踐性、情境性，旨在幫助學生形成直觀的認識，加深對所學知識的理解和記憶，使其能夠從生活場景中發(fā)現(xiàn)科學知識，進而將知識反作用于生活實踐［4］。然而，小學生的學習和生活經驗有限，生活環(huán)境也比較單一，這不利于他們學習和探索豐富的科學知識。因此，在新的教學環(huán)境下，教師在創(chuàng)設項目化學習活動時，需要充分利用信息技術手段來構建多元化的項目情境。這不僅是信息技術與科學教學高效融合的關鍵，也是培養(yǎng)學生信息素養(yǎng)和科學素養(yǎng)的重要途徑。

以“晝夜交替”的實驗教學為例，雖然學生可以通過自己制作的地球模型和手電筒來模擬地球晝夜交替的現(xiàn)象，但往往不夠精確。此外，由于學生制作的地球模型不夠準確，實驗效果也可能會大打折扣。因此，在學生利用自己制作的道具進行實驗操作后，教師還需要借助信息技術手段來進行模擬實驗的演示。這樣一方面可以引導學生規(guī)范實驗操作，幫助他們掌握實驗技能；另一方面，通過展現(xiàn)立體、真實的實驗場景，學生可以感受到科學實驗的魅力，進而激發(fā)對科學學科的學習興趣。比如，教師可以借助信息技術來演示地球的自轉和公轉，讓學生清晰地看到地球在自轉和公轉過程中的各種變化，如晝夜交替、四季更迭等。這種直觀的展示方式不僅可以幫助學生更好地理解地球的運動規(guī)律，還可以激發(fā)他們的好奇心和探索欲。

又如，在“多種多樣的動物”的教學中，由于學生生活的環(huán)境具有一定的地域性，他們所能觀察到的動物種類是有限的，遠遠達不到預期的教學目標，也不利于學生感受生物的多樣性。因此，除了要求學生分享其在不同環(huán)境中觀察到的動物類型，教師還需要借助信息技術手段來展示更為復雜的場景。例如，可以展示海底世界、火山爆發(fā)、原始森林等場景。這些場景中出現(xiàn)的動物是學生在日常生活中難以見到的，因此可以激發(fā)他們的好奇心和探索欲，培養(yǎng)他們的科學學習興趣。

此外，教師還可以利用信息技術手段來創(chuàng)建虛擬實驗室或在線學習平臺，讓學生可以隨時隨地進行科學實驗和探究學習。這不僅可以打破時間和空間的限制，還可以為學生提供更多的學習資源和機會。

可見，利用信息技術手段來構建多元場景是設計高質量項目化學習活動的關鍵。因此，教師應該積極探索信息技術在科學教學中的應用策略，為學生的學習和發(fā)展創(chuàng)造更好的條件。

（三）設計問題鏈，促進學生思維發(fā)展

STEAM教育理念不僅強調教學的實踐性、情境性，還十分重視問題的有效生成［5］。通過分析問題、驗證問題，可以培養(yǎng)學生的批判性思維，提升其思維能力，這對于增強學生的學習能力，并促使其養(yǎng)成良好的學習習慣具有重要意義［6］。在項目化學習中，教師在確定了項目主題和內容后，還需要精心設計一系列驅動性問題，引導學生進行深入探索，以確保學生在項目化學習中能夠有序參與活動。特別是對于學習能力較弱的學生來說，問題鏈的設計能夠幫助他們始終將精力集中在學習活動上，明確自己要完成的任務，從而制訂科學的學習計劃，進行合理的分工，提高任務完成效率。

以項目“制作地球模型的技巧”為例，為了確保學生設計的地球模型能夠還原真實的地球，教師可以設計以下問題鏈：

1.地球是什么形狀的？是圓形、橢圓形，還是其他形狀？

2.地球上的陸地和海洋是怎樣分布的？

3.在地球模型制作中，人們常常以什么顏色來指代不同的部分？

4.地球的剖析圖是怎樣的？包括地殼、地幔、外核和內核等部分。

這些問題不僅能引導學生去探究真實的地球是什么樣的，還能鼓勵他們結合所學內容來完善自己的作品。通過思考和回答這些問題，學生可以更深入地了解地球的結構和特征，從而在制作地球模型時更加得心應手。

同樣，在項目“我的生物記錄本”中，教師也應該設計一系列問題來引導學生。例如：

1.從哪些方面來制作生物繪本更科學呢？比如生物的學名、價值、表象特征等。

2.在記錄生物時，應該如何準確地描繪它們的形態(tài)和特征？

3.如何通過繪本展示生物的生活習性和生存環(huán)境？

這些問題可以引導學生在自主探究的過程中，從這些方面來完善自己的作品。通過思考和解答這些問題，學生可以更全面地了解生物的多樣性和復雜性，從而制作出更加科學、準確的生物繪本。

在設計問題鏈時，教師需要注意以下幾點：（1）問題應具有層次性和遞進性，要從簡單到復雜、從表面到深入，符合學生的認知發(fā)展特點，逐步引導其進行深入探究；（2）問題應與項目主題和內容緊密相關，確保學生在解答問題的過程中能夠加深對項目主題的理解；（3）問題應具有啟發(fā)性和挑戰(zhàn)性，要能夠激發(fā)學生的好奇心和求知欲，促使他們主動思考，積極探究，發(fā)展思維能力。

總之，設計問題鏈是項目化學習中不可或缺的一環(huán)，可以幫助學生明確學習目標和任務，提高他們的學習效率和完成任務的質量。

（四）知識回歸生活，設計實踐項目

STEAM教育理念強調了教學回歸生活、回歸社會和回歸自然的重要性［7］。這一理念旨在培養(yǎng)學生的實踐能力，使他們將學習到的知識和技能轉化為真正服務于生產生活的能力。在當前的教學環(huán)境中，理論學習和實踐脫節(jié)的現(xiàn)象較為普遍，這導致學生容易產生學習無用的想法。因此，在小學科學教學中，教師不僅要圍繞理論知識創(chuàng)設項目化學習活動，還要設計實踐活動，以提升學生的實踐技能，并為他們的才能提供展示機會和平臺。

教科版科學六年級上冊第三單元“工具與技術”的知識對于學生的生活具有重要的意義，學生可以利用所學知識和技能設計省力的工具或有趣的玩具等。例如，在“推動社會發(fā)展的印刷術”這一課中，教師可以將其與當下流行的印章等文創(chuàng)作品的設計聯(lián)系起來。在日常教學過程中，為了激發(fā)學生的學習積極性，教師可能會采購各種各樣的印章，并在學生取得進步或有良好表現(xiàn)時為他們蓋章，以資鼓勵。然而，隨著時間的推移，學生對某些印章可能會失去興趣，積極性有所降低，而教師一味地采購新的印章并不現(xiàn)實。因此，教師可以設計“傳統(tǒng)印刷術——印章我來做”的實踐項目，要求學生發(fā)揮想象力，利用本課學到的印刷知識和技能來制作一個有趣的印章。教師可以將受歡迎的幾個印章作為班級的獎勵印章，當學生有良好表現(xiàn)時，為其蓋章。同時，教師也可以組織班級學生舉辦印章展覽活動。學生需要為自己的印章撰寫簡介，陳述自己的設計理念、制作過程以及原材料的獲取等。這樣的實踐活動不僅可以調動學生的積極性，還能強化他們的實踐能力。為了讓學生創(chuàng)作出更多有趣的作品，教師可以對項目內容進行細化，如設計植物類、動漫類、文字類、表情類等不同主題的印章，讓學生選擇自己擅長或感興趣的主題來進行印章的設計和創(chuàng)作。

此外，教師還可以給學生展示各種各樣的印章圖案和模型，為他們提供素材參考和靈感。在學生制作好作品后，教師還需要為學生的作品提供保存渠道和展覽途徑。例如，可以采用線上線下相結合的模式。在線上，教師可以將學生的作品轉化為電子圖片上傳到學校的官網、微信公眾號和家長群等平臺，以獲得更多人的欣賞和點評；在線下，教師可以組織學生在學校的文化走廊和操場等場地進行展示。

通過設計和制作印章，學生可以深入了解印刷術的歷史和文化，培養(yǎng)文化創(chuàng)新力。同時，實踐項目的開展也有助于提升學生的動手能力和團隊協(xié)作能力，使他們在實踐中不斷探索和創(chuàng)新。

三、總結

總的來說，小學科學項目化學習和STEAM教育理念的結合與新課標中的教學目標和要求相契合，在促進學生科學素養(yǎng)提升的同時，還可以促進學生綜合能力的發(fā)展。因此，教師應結合STEAM教育理念，對教學內容進行適當?shù)臄U充，對教學情境進行適當?shù)膬?yōu)化，對問題設計進行適當?shù)恼{整，并在課前、課中和課后等環(huán)節(jié)設計不同的項目化學習活動。

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