探索STEAM教育在小学教育中的实践与应用

于凤林

随着社会经济的不断变革和科学技术发展的日新月异，对青少年教育的要求亦同步提高，传统的基础学科教育已逐渐不能满足青少年素质全面发展的要求。STEAM教育已成为国际教育研究与改革的热点话题，《国家教育事业发展“十三五”规划》中明确提出，鼓励学校探索STEM教育、创客教育等新的教育模式。

我国在STEAM教育的探索过程中，也涌现出科学创新实验室、机器人教育、3D打印培训、少儿编程等大量新型的教学方式与先进的教学内容。而在小学推行STEAM教育，须结合小学生健康成长的实际情况，建立系统完善的教育体系。在相关政策、教师发展、评价体系等方面尚未成熟的今天，逐步探索适合我国小学教育的STEAM教学系统已经成为一项重要任务。

一、STEAM教育在我国小学教育中的发展

在目前的小学教育中，涉及到STEAM教育系统中艺术模块的学科课程包括语文、英语、音乐、美术、体育，涉及数学模块的课程为数学，涉及科学、技术、工程三个模块的课程为科学。2017年版的《义务教育小学科学课程标准》（以下简称科学课程标准）明确指出：小学科学课程是一门综合性课程，小学科学课程针对学生身边的现象，从物质科学、生命科学、地球和宇宙科学、技术与工程四个领域，综合呈现科学知识和科学方法，强调这四个领域知识之间的相互渗透和相互联系，注重自然世界的整体性，发挥不同知识领域的教育功能和思维培养功能;注重学习内容与已有经验的结合、动手与动脑的结合、书本知识学习与社会实践的结合、理解自然与解决问题的结合，着力提高学生的综合能力;强调科学课程与并行开设的语文、数学等课程相互渗透，促进学生的全面发展。

在现行的小学教育体系中，主要是以数学模块培养小学生的逻辑思维能力和数据运用能力，以艺术模块培养小学生的发散思维和语言表达能力。在以上两个模块建立完善的情况下，再让科学、技术、工程三个模块并行，通过科学探究实践活动逐步建立全面、系统的STEAM教育体系。

二、STEAM教育在小学教育中的体系构建

1.STEAM教育的教学内容

基于最新版科学课程标准的指引，小学科学课程主要包含物质科学、生命科学、地球和宇宙科学、技术与工程四个领域的内容。结合小学生的成长情况，可将小学六年的教育划分为三个阶段：一、二年级为第一阶段，三、四年级为第二阶段，五、六年级为第三阶段。同时，将科学知识分版块进行归纳融入，主要包括物理知识（物质的构成、物体的运动等）、生物知识（生物体的主要特征、生命活动及周期等）、地理知识（太阳系及星座认知、地球面貌及运动轨迹等）和技术知识（技术工具、人工智能等）等。

2.STEAM教育的教学步骤

基于科学课程标准，可建立提出问题、作出假设、制订计划、搜集证据、处理信息、得出结论、表达交流和反思评价八个教学步骤，促进小学生的逻辑思维、自主动手和团队协作等能力的发展，为培养全方位、综合性的未来接班人奠定基础。在日常教学中，先让小学生自己发现问题、自主提出问题并探究解决问题的方式方法，教师在必要时加以引导，并让学生进行专项课程的成果展示，以进一步强化学生的动手实践能力和语言表达能力。

3.STEAM教育的评价体系

基于以上培养体系进行科学教学，在科学知识考试评价之余，可定期组织科学实验、科学研究竞赛和科学演讲比赛等活动，激发小学生探究科学知识的兴趣。在活动组织的过程中，以正向激励为主，建立不同于应试教育成绩排名评价的激励方式，设立科学小能手、问题解决小能人等正向评价体系，并组织校区之间的交流学习活动，加强学生之间的互动交流。

三、STEAM教育在小学教育中的探索实践

以下将借助课例“影响秋千摆动速度的因素”，说明如何通过八个步骤逐步引导小学生发现问题直至解决问题，并开展专项研究讨论活动。

第一步，提出问题。组织小学生分组开展荡秋千活动，并要求记录秋千在一分钟内摆动的次数，进而引出问题——秋千摆动的快慢与什么有关？

第二步，作出假设。秋千摆动的快慢与荡秋千的人的体重有关，还是与推动秋千的人的力气有关，或者是与秋千摆线的长短有关？对此提出假设。

第三步，制订计划。针对以上假设，组织一次专项实验研究，将同一班级的学生分组，组名及口号由学生自定，实验前设有团队展示环节，以增强实验的趣味性。实验室提供必要的实验设备，以便完成三种类型的实验：改变摆锤重量（摆幅大小及摆线长度均不改变）的实验、改变摆幅大小（摆锤重量及摆线长度均不改变）的实验和改变摆线长度（摆锤重量及摆幅大小均不改变）的实验。通过三个实验，对影响摆动速度的因素作出判断。

第四步，搜集证据。制订完计划后，教师组织各小组实验，为使数据更准确可靠，每个实验可重复三次。在实验过程中，教师要巡视，适时提供帮助、引导或纠正，使学生能够准确操作。

第五步，处理信息。实验结束之后，先让小组成员在组内进行讨论，并得出结论。随后将所有小组的实验数据进行汇总并集中展示，由小组代表发言陈述，引导学生发现其中的规律。

第六步，得出结论。根据实验得出最终结论，即摆动速度与摆线长短有关（摆线越长，摆动越慢;摆线越短，摆动越快），与摆锤重量及摆幅大小无关。

第七步，表达交流。在教师的引导下，由小组代表发表实验感想，讲述探究过程和实验得失。同时，可采用不同的表述方式，借鉴科学小论文、实验报告等方式，呈现探究的过程与结论，锻炼学生的表达能力和结果呈现能力。

第八步，反思評价。针对各自的实验过程，由小组代表陈述自己在实验中扮演的角色和团队的操作过程，以此锻炼学生的复盘总结能力和团队协作能力。

以上教学案例说明STEAM教育在小学阶段具有充分的可行性。在实施STEAM教育的过程中，应始终贯穿以小学生为学习实践的主体的理念，力求让学生去自主发现问题、设计实验、解决问题，从而促进小学生综合素质的全面发展。

综上所述，我国现阶段的小学教育，须在完成基础教育的前提下，明确STEAM教育的发展方向，从教学内容、教学步骤、评价体系三个层面构建完善的STEAM教育体系，不断探索科学实践案例，以促进STEAM教育持续健康地发展。

（责任编辑   郭向和）