浅谈STEAM教育在小学科学课中的应用

季月萍

【摘 要】如今，STEAM教育逐渐进入教师与学生的视野，也越来越受重视，尤其是对科学课而言，STEAM教育尤为重要，然而科学课课时有限，这就要求科学教师在科学课中渗透STEAM教育。“光”是一个应用性很强的单元，在学习科学知识的同时，还可融合了技术、数学、艺术、工程等学习。本文以构建真实课堂、激发学生原动力、培养学生多方面能力为宗旨，具体来阐述在“光”单元教学中的STEAM学习。

【关键词】光；融合；STEAM教育

“光”是教科版小学五年级上册第二单元的内容，共8课时，主要学习的是光的有关知识以及人类对光的利用。STEAM教育并不是泛泛而谈的空中楼阁，而是一种基于理论知识上的创新过程，因此，学生需要一定的科学知识积累。本单元前六课时主要是科学知识的积累，后两课则主要是融合了工程与技术、数学、艺术等内容的STEAM课程。下面，我将从三个方面谈谈“光”单元中的STEAM教育。

一、知识铺垫，远离“空中楼阁”

STEAM教育之所以把S（Science）科学放在最前面，即后面的技术、工程、艺术、数学的学习基于科学知识的积累，若没有科学知识的积累，一切都将变得纸上谈兵，没有可实行性，对学生而言，提高有限。

（一）逻辑思维，层层递进

“光”单元是一个逻辑性很强的单元，从认识光到光的传播，从光的反射到光与热的关系，再到如何得到更多的光和热，最后通过前面的学习，达到“设计制作”太阳能热水器的目的。在STEAM课程中，让学生一步步接触光，认识光，了解光，熟悉光，经历一个对“光”内容的全面而又有逻辑结构的探究过程，从而让学生主动认识到光对我们的生活与生产有着重要作用。让学生经历科学家发明太阳能热水器的过程。

（二）新旧结合，拓展思维

“光“单元的内容与孩子的生活息息相关。在儿童的思维里，遇到问题首先能想到的就是生活带给他们的经验，生活中经验是否丰富将会对孩子在课堂中能否打开思路有着极其重要的作用。比如“光”单元中，第3课《光是怎样传播的》，要求学生首先从生活经验着手，先知晓光是沿直线传播的，然后再通过各种实验方法证明自己的观点。科学知识来源于生活与生产，也必将回归于生产与生活，如：潜水艇上的潜望镜原理，牙医的额镜原理，甚至计算地月之间的距离。

（三）创新思维，课外延伸

儿童的本性便是乐于拓展，敢于尝试的。因此我们科学教师理应给于他们施展本领的机会，巧妙布置一些与课堂有关的小拓展，让学生对科学探究始终保持良好的兴趣与求知欲，以期待学生更多地发现科学知识对生活中某些设计的帮助。如做一个潜望镜，利用镜面反射原理来观察到上方物体，学生还能举一反三，利用更多平面镜来制作“潜望镜”。课外的拓展训练本身就是一个小的STEAM活动，可让学生进一步思考与应用所学知识。

二、材料架构，垒起坚实“框架”

材料是我们小学科学课不可缺少的一部分，“巧妇难为无米之炊”，材料之于科学课堂，如同地基之于房屋，离开了材料，一切的科学实验都将是纸上谈兵。科学课的材料多种多样，在本单元中，用到的材料三十余种。然而，有了材料，并不一定能造出漂亮的房子，对材料的挖掘、利用问题的讨论，实验的组织，每一环节都影响着课堂的效率。STEAM教育蕴含了让孩子动脑、动手的过程，缺少了材料这一环，STEAM教育将无法实现。

（一）原生材料，重在发现

在本单元的第7、8两课中，教材要求学生设计制作一个太阳能热水器。设计是制作的前提，是本课的重中之重。教材要求学生“利用身边的材料，做一个简易的太阳能热水器”，他们将利用已有的知识去选择自己认为合适的原生材料。将书本上的知识与生活中的物品相连接。其次，他們用自己的方式设计了自己的作品，最后才是制作与改进。这里既锻炼了学生的思维能力，又提高了他们的动手能力，在积累中设计，在设计中提高。

（二）多种材料，重在选择

制作太阳能热水器一课中，笔者在这里给每个小组准备了看似毫无联系甚至有干扰性的材料，如玻璃瓶、塑料瓶、各色卡纸，镜子、泡沫、棉絮、温度计、塑料软管、漏斗等。各小组积极准备制作方案，选择了几种材料来设计制作，尝试过程中失败了会重新回过头再挑选材料，多次尝试。在选择材料的过程中，蕴含了STEAM各科的内容，如数学中的计算成本，艺术中的美观，科学中得功效等。能做到如此多方位考虑，对学生来说，收获颇多。

（三）选好材料，重在组合

在科学课中，材料的组合顺序与方位也很重要，如《设计制作太阳能热水器》中，选择镜子数量以及如何摆放能更最大程度的吸收光与热，对于本次设计就起了很关键的作用。又如热水器的摆放，应与太阳光垂直，设计时应安装可以活动的支架，以随时调整太阳能热水器的角度，达到最佳效果。

又如黑色卡纸与锡箔纸放在什么部位效果更好，黑色卡纸放在盒子内部，锡箔纸放在盒子四周，若放反了，效果必然会下降。

三、整合内容，渗透各科知识

STEAM教育是融合了科学、技术、工程、艺术、数学的综合性学科其中科学在于认识世界、解释自然界的客观规律；技术和工程则是在尊重自然规律的基础上改造世界、实现对自然界的控制和利用、解决社会发展过程中遇到的难题；数学则作为技术与工程学科的基础工具。由此可见，生活中发生的大多数问题需要应用多种学科的知识来共同解决。本单元教学中，笔者以科学知识为基点，融合了技术、艺术与数学的观念。

（一）学科融合，环环相扣

科学是一门综合性很强的学科，在STEAM教育中，除了用到科学之外，它还会涉及到很多技术层面的内容，通过工程解决问题的方法，运用数学进行计算等。如设计制作一个太阳能热水器，除了需要科学知识的铺垫以外，还需要考虑使用效果，学生需要计算成本，增强艺术美观性，考虑技术制作的可行性与便利性，多方面综合考虑，最后设计制作出自己满意的、可实施的，甚至是具有推广价值的太阳能热水器。

（二）设计过程，不断修正

STEAM教育中，我们让学生用一些材料，通过设计，达到一定的目标。在这样一个过程中，学生经历了探究、设计、实施、改进、再实施的过程，最终得到自己满意的成果。如第7课中设计制作一个太阳能热水器，学生经历了选择材料、设计图纸、实施计划、尝试效果、改进设计的过程，其中实施与改进可多次循环。

（三）多元评价，促进发展

多方位有效的评价，在STEAM课程也起着至关重要的作用。以往实验结果才是最重要的，结合了STEAM教育之后，评价也加上了艺术、数学、工程和技术的内容。如在太阳能热水器一课中，专门利用一堂课时间来评价学生制作的太阳能热水器。首先学生要求加热300毫升水，时间为30分钟，看谁的太阳能热水器更有效。在此过程中，进行了学生互评与教师点评，将评分细则精确到这几个方面：功效（温度上升幅度）、美观、经济、操作是否方便等。多元评价，对培养学生自信心与思考能力有着极其重要的作用。

科学新课标指出，增加新的学习目标，即“科学、技术、社会与环境”，这也体现了小学科学更加倾向于应用方面，与STEAM教育有着越来越紧密的联系。当然，STEAM教育在科学课中的体现不仅仅止于这一单元，如用纸造一座桥，体现了工程学的知识；设计制作小赛车体现了设计与数学、艺术等方面的知识等。小学科学新课标改革后，一年级的科学更加倾向STEAM教育，即各科融合的目标，而我们一线科学教师，也将不忘初心，砥砺前行，为培养出具有全面能力的学生而不断努力。

【参考文献】

[1]《义务教育小学科学课程标准》

[2]《科学教师教学用书》，教育科学出版社