STEAM教育融入小学科学的路径探索
孟海玲
【摘 要】STEAM教育理念将科学、工程、技术、艺术和数学五大教育板块融入教学活动中，依靠对多层次教育资源的整合来提高学生的综合素质。小学科学课程表现出了多元化、层次化的基本授课特点，借助STEAM理念重新策划小学科学教学，将为学生带来不一样的学习体验。本文对STEAM教育融入小学科学的路径进行探索。
【关键词】STEAM;小学科学;融合策略
中图分类号：G623 文献标识码：A 文章编号：1006-7485（2021）17-0070-03
Exploration on the Path of Integrating Steam Education into Primary School Science
（HuangJue Primary School， Hanjiang District， Yangzhou City， Jiangsu Province，China）MENG Hailing
【Abstract】STEAM education concept integrates science， engineering， technology， art and mathematics into teaching activities， and relies on the integration of multi-level education resources to improve students" comprehensive quality. Primary school science curriculum shows the basic teaching characteristics of diversification and hierarchy. With the help of STEAM concept， replanning primary school science teaching will bring students different learning experience. This paper explores the path of integrating STEAM education into primary school science.
【Keywords】 STEAM; Primary school science;Integration strategy
美国国家科学委员会（National Science Board）代表NSF发布主题为《改善所有美国学生的科学、技术、工程和数学》的公开信，在公开信中，将科学、技术等五大素养视为学生必须掌握的内在素質，从而揭开了STEAM教育的序幕。
一、Science（科学）：培养科学兴趣
小学科学课程承担着培养学生科学探究能力与科学思维的重要任务。在教学指导活动中，一切与科学有关的理论知识、现实活动构成了科学课程的教育基石。STEAM理念将“科学（Science）”视为该理念中的第一执行要素，强调学生科学素养、科学思维在教学中的体现，这一教学观念与小学科学课程相互呼应，进一步帮助学生掌握了基本的学习思路。在融合STEAM开展小学科学教学活动的过程中，教师可尝试对“科学”的核心概念进行应用，以此来为学生创造学习、互动和交流的机会。
以苏教版小学科学三年级上册“空气占据空间吗”的教学为例，结合科学知识，教师可带领学生设计科学实验，引导学生了解空气的神奇之处。在开始教学之前，先引导学生对教学对象形成初步的了解：教师给出思维导图，要求学生配合关键词“空气”，对空气的性质、功能进行总结。在结合现实生活经验思考后，学生给出如下答案：呼吸需要空气，空气能够流动……这是基于基本功能的认知，是生活经验的积累。为了培养学生的科学意识，教师可通过多媒体视频向学生展示空气存在的不同环境，并向学生提出问题：“作为看不见的材料，空气是否会占据空间？”引导学生利用塑料包装袋进行实验：用包装袋“捕捉”空气，发现包装袋鼓起，按压包装袋，有明显的“弹性”，证明空气是会占据空间的。在条件允许的情况下，可带领学生进行深度科学实验，思考如何压缩空气的体积，空气占据的空间大小受到哪些因素的影响。教师引导学习空气的有关知识，探究物质形态的变化特点，将能为学生掌握科学知识创造新的条件。
二、Technology（技术）：丰富学习经历
“技术（Technology）”是帮助学生掌握科学技能、训练学生的科学技术应用能力的重要手段。在现代教学指导活动中，合理应用技术能够帮助学生掌握教学与实践的一般特点，在实践操作的过程中掌握核心教学知识。在小学科学教学活动中，“技术”的缺失是教学环节所面临的首要难题。首先，实验技术缺失。实验教学活动不受重视，学生缺乏开展实验、分析科学知识的必要条件;其次，教学技术缺失。以“教”为核心的教学模式依旧占据主导位置，在科学教学活动中，多种科学素材频繁出现在课堂上，但学生只能听、看，其并不能获得主动学习相关科学知识的机会。只有教师重视“技术”，解决硬件配置的矛盾问题，才能加快小学科学课程的进化速度。在小学科学教学活动中，教师可借助教学技术、实验技术落实小学科学教学指导工作，开发学生的科学技能与科学思维，依靠实操重新规划科学教学模式。
以苏教版小学科学四年级上册“鱼类”的教学为例，学生需要在学习这一课程的过程中结合实验了解鱼类生物的特点。在以往的教学活动中，这一过程被教师给出的图片、教学视频所取代，整体的教学效率得不到保障。而在小学科学教学环节，教师可配合“技术”引导学生开展实验：要求学生准备不同的鱼，观察鱼在空气中、水中的活动状。教师应鼓励学生配合生物材料进行自主实验，并根据实验结果给出结论：在空气中，鱼出现了明显的挣扎，看起来很痛苦;但在水下，鱼看起来很自由。根据物理现象，学生提出不同的结论：部分学生认为空气中的一些物质导致鱼痛苦，所以鱼会挣扎;部分学生认为鱼适应不了岸上的环境，所以会不断挣扎。此时，教师可引导学生探究鱼的生理构造，对鱼的生长特点进行分析。当学生理解到“腮”与“肺”的区别后，新的问题又会出现：是否所有的“鱼”都有腮？有没有用肺呼吸的“鱼”？教师可利用网络搜集资料。借助技术，教师能够提高实验教学活动的安全性、规范性，完成实验指导任务。对于一些较为危险的实验材料，如汽油等，可在信息技术的支持下完成实验指导。
三、Engineering（工程）：学生独立探究
从小学科学课程的教学要求来看，STEAM理念中的“工程（Engineering）”与现实的教育活动之间似乎并不存在着任何联系。但在现实教学活动中，小学科学课程已经受到教师、教学资源的同步影响，形成了系统化、专业化的教学模式。教师在开展教学环节时遵循着从探究到实验、从实验到总结的一般教学结构，在一定程度上构建了程序化的教学模式。此外，教师对教学活动中的“工程（Engineering）”要素投入足够的重视，也能够调动学生参与科学教学活动的积极性。
以苏教版小学科学四年级上册科学“导体和绝缘体”的教学为例。学生对“电”已经很熟悉了，因为我们时刻生活在有电的环境下;但回到现实，“电”又是陌生的，因为我们无法说明“电”的概念。教师可要求学生独立设计实验，结合自己的所见所闻尝试分析“电的传输特点”。部分学生认为，电能够在任何环境下传输是因为铁丝、钢铁、人体都能够导电，“电”是万能的;部分学生则给出否定意见：电工在维修电路的时候会佩戴绝缘手套，是为了隔绝与电的接触，证明电并非在任何环境下都能够流动。此时，教师可利用小灯泡、导线等材料设计实验，引导学生观察在以导线、橡皮筋分别为连接材料时，灯泡的闪亮状态。实验结果1表明，橡皮筋并不具备“通电”的功能。学生根据实验现象提出问题：电在什么条件下能够传播？能够导电、不能导电的材料分别叫什么？“工程”将小学科学课程改造成了系统化的教学课程。因此，教师在尝试落实教学工作的过程中，可构建从提问到探究，再到推导的全新教学模式，提出问题，反驳观点，让学生的思维变得更活跃。
四、Art（艺术）：感受科学之美
小学科学课程中所包含的“美”是一种建立在理性思维之下的“美”。在教学活动中，其只能为学生带来获取知识的满足感，而不能使小学生获得视觉上、情感上的享受。对于小学科学教学课程来说，教学活动是否能够激发个人的兴趣、是否能够调动个人的学习欲望这两个问题直接影响到学生的学习态度是否是好的。当教师直接将枯燥的科学知识传递给学生时，学生的求知欲虽然在逐步发展，但其掌握科学知识的能力却在不断下降，对于科学教学活动的兴趣愈发薄弱。教师结合STEAM理念中的“艺术（Art）”元素重新补充小学科学课程的教学内容，则能够在开发学生智慧的同时激发学生的学习欲望，促使学生在学习的过程中获得能力、取得进步。
以苏教版小学科学四年级下册“用种子繁殖”的教学为例，教师可利用种子引导学生开展探究实验：准备不同植物的种子，要求学生利用种子种植植物，观察植物的生长状态。在初步进行探究的过程中，学生认为只要有土壤和水，种子就一定会萌发，从而将种子随意丢弃在土里。在一段时间的试验后，学生发现土中的种子已经腐烂。这时，教师可导入第二环节的教学工作，引導学生分析种子腐烂的原因，配合植物种子、自来水、泥土等材料继续进行实验。这一过程中，学生开始对水的用量、植物的光照环境等要素进行控制，保障植物生长的科学条件。教师可要求学生配合Excel记录植物种子的成长速度，对实验结果进行总结;在探究了种子萌发的条件后，将植物做成标本，对自己的科学探究历程进行保存。
五、Mathematics（数学）：形成理性思维
数学以锻炼学生的理性思维为第一目标。教师在科学课程中融入STEAM理念中的“数学（Mathematics）”思想，能够使学生站在逻辑、客观规律的角度思考问题，从而看透科学的本质。在以往的小学科学教学活动中，教学工作极为单调：教师给出某一科学原理与科学知识，然后要求学生对科学现象背后所包含的哲理进行总结、分析，一旦学生遇到瓶颈，教师会直接给出答案，这种教学模式削弱了问题的价值，不利于学生理性思维的发展。要将STEAM理念融入小学科学教学中，教师可将数学带入到教学活动当中，借助数学中的理性知识引导学生感悟科学的核心魅力。
以苏教版小学科学“太阳”的教学为例，教师可要求学生利用数学课程中所掌握的统计图、表格等材料完成科学探究任务。教师可要求学生准备温度计，以每个小时为时间点，带领学生利用统计图对最高温度、最低温度进行统计，利用基本的数学方法掌握科学知识。在统计的过程中，学生可能会主动提出不同的问题：中午太阳高照，但为何下午两点左右的气温普遍最高？夜晚没有太阳，但在太阳升起前一小时，气温明显降低，气温的变化与时间存在着哪些关系？教师引导学生在实验的过程中借助统计图对温度进行记录，然后思考太阳的功能，能够为后续的总结活动提供可视化材料。
六、总结：感悟科学之法
总结活动在小学科学教学活动中并不受重视，由于各个板块没有建立相应的联系关系，学生参与教学活动的积极性并不高。要将理念融入小学科学课程中，教师应从STEAM理念的多元化特点中寻找经验，构建多模块、多元素的教学模式，及时总结学习经验，提高学生的学习效率。
以苏教版小学科学四年级下册“热胀冷缩”的教学为例，教师可要求学生在以往的教学活动中吸取经验，以此来帮助学生掌握科学学习经验。在以往的科学教学活动中，学生依靠对比、试验和总结等方式对科学原理进行分析，对比实验、讨论活动等要素在科学教学活动中较为常见。在科学教学环节，教师可结合“物质体积的变化”这一话题开展总结活动，引导学生思考如何学、怎么学。在这一环节中，教师可要求学生必须将STEAM理念中所包含的教学方法与教学元素带入课堂，如借助信息技术搜集热胀冷缩的有关例子，依靠数学技术统计不同物质热胀冷缩的程度等。在STEAM理念下，教学活动完成了从学到用的自然过渡，学生对于科学知识的理解更加透彻。但在此过程中，教师也要重视学生的整体差异性，立足全局开展教学活动。
总的来说，要将STEAM理念融入小学科学教学活动，教师必须清楚地认识STEAM理念中所包含的专业版块、学生的科学素质;在教学环节中应用STEAM理念，围绕STEAM理念规划教学工作;从科学、技术、数学等要素入手，感受小学科学课程的魅力，进一步提升教学质量。
参考文献：
[1]周雯晨，杜萍.STEAM教育融入小学科学的路径探析[J].基础教育研究，2020（21）.
[2]刘韬容，肖化.STEM教育融入小学科学课程的改革路径与实践探索[J].基础教育参考，2019（17）.
（责编 林 娟）
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