STEAM教育理念融入小学科学教学的实践

周志伟

摘要：STEAM有别于传统单学科、重书本知识的教育方式，它是一种重实践、重创新的超学科教育理念，对培养创新型人才有着十分重要的意义。STEAM理念融入小学科学教学有其先天优势，因此基于STEAM教育理念进行小学科学教学实践就显得尤为重要。

关键词：小学科学 STEAM教育理念 科学实践 超学科

一、新课程标准对于小学科学课程性质和目标的顶层设计

2017年教育部印发了《义务教育小学科学课程标准》（以下简称《标准》），修订完善后的新标准对原本具有活动性、实践性的小学课程性质，进行了修改增加，即变成了基础性、实践性和综合性。新标准确立小学科学课程基础性课程的地位，并强调了本课程具有跨领域甚至跨课程的新性质。《标准》强调，学生学习科学的最重要方式应该是活动探究，通过创设目标过程让学生亲身经历动脑又动手等实践活动，达到培养学生运用科学知识和技能来认识世界，进行科学探究，与自然和谐共生的科学素养的课程目标。《标准》从物质科学、生命科学、地球和宇宙科学、技术与工程这四个领域，对科学知识和科学方法进行综合呈现。其中技术与工程领域与STEAM教育中的T代表的Technology——技术，E代表的Engineering——工程，不谋而合。该项课程领域的增加，凸显了小学科学和STEAM教育一样对技术和工程领域的重视。

二、STEAM教育的特点

STEAM教育发源于美国，是一种十分重视实践的超越学科的教育理念，它与传统的重书本知识、学科划分明晰的教育方式有着很大的区别。它经历了从STS到STEM再到STEAM的发展过程，是科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、艺术（Arts）与数学（Mathematics）多学科融合的综合教育。新加入的A其实是人文素养、艺术视角和设计思维的结合，这使得多学科的综合教育变得更加全面。STEAM教育打破了仅停留在思辨和想象上的知识学习，更多地要求孩子们注重实践，注重动手来完成与他们生活密切相关的、感兴趣的项目，从这个完成的过程中学习各科以及跨学科的知识，唤醒他们的创造潜能。

三、依托STEAM教育理念的科学教学改革需求

教育部在《关于“十三五”期间全面深入推进教育信息化工作的指导意见》中明确指出，未来五年要“探索STEAM教育、创客教育等新教育模式”。STEAM教育这种重实践、超学科的教育理念与新课标指出的小学科学课程新的性质——基础性、实践性、综合性不谋而合;与重视探究、重视实践的教育方式不谋而合;与强化学生各方面的认知能力，塑造学生良好的科学素养的目标不谋而合。在小学科学教和学的活动中引入STEAM教育理念，在这一教育理念下采取相对应的措施来构建优质的小学科学教学课堂，无论对实现小学科学课程的教学目标还是对培养拥有科学素养的综合性人才，都有着重要的作用。

四、STEAM教育理念融入小学科学教学的具体实践

苏教版五年级上册《科学》第19-21页“照镜子”，要求学生利用熟悉的日用品——镜子，来探究光的反射现象。通过学习和探究，学生认识了平面镜能成像及其概念，发现了平面镜的反射现象及平面镜成像的特点。这部分课程最后的内容是“在老师的指导下做万花筒”，这正好可以作为STEAM教育理念融合科学教学的切入口。

1.以项目为驱动的STEAM PBL

与传统的课堂不同，以项目为驱动的STEAM教学过程往往是由教师依据学段和阶段学习目标发布一个“模糊”的项目任务，学生依据所掌握的科学知识，调用不同学科的已有认知，加以整合后进行探索实践，输出一个“优化”的结果。

依据教材中本章节内容，以及学校即将进行的“爱心义卖跳蚤市场”活动，制定项目目标：用尽量少的成本，制作出集功能性、艺术性、创意性为一体的“万花筒”，获得尽可能大的利润，成为“公益天使”。

这样的项目情境能调动学生积极主动地去进行理性思维、科学探究、动手实践，让他们爱上造物，在造物中学习，在造物中研究。

2.以跨学科的整合为依托

在科学、技术、工程、数学、艺术之间，存在着一种相互支撑、相互补充、共同发展的关系。

教学中，我将学生分成八个“创意工作坊”，对每个坊内的成员构成进行合理分配。依据学生的特长方向进行角色划分：小科学家、小工程师、小高级技工、小会计师、小设计师……每个工作坊基本配齐所需角色。不同的角色重点解决与自身特长相关的问题，如万花筒制作材料的选择，万花筒的结构构成可以依靠3D建模打印，进行成本核算以最小的投入获得最大的效益，怎样设计出吸引人的图案和色彩元素等。这样的方式，让学生自己动脑思考、动手完成他们感兴趣的，并且和他们的生活或特长相关的项目细分，从过程中学习各种跨学科的知识。

3.以实践为基础创新创造

STEAM教育不仅注重通过对问题的探究，完成科学知识的构建，更关注学生科学素养的养成。不能仅停留在思辨和想象上，而应要求孩子们注重实践，注重动手，注重过程，将动手实践和思考探索有机结合，真正唤醒其与生俱来的创造力潜能。

在各工作坊的万花筒设计制作过程中，各种想法、方案、设计不断刷新，创新、创意层出不穷。有的孩子提出，用塑料镜片取代玻璃镜片，结实且安全;有的孩子提出，结构可以分成两个圆筒，一个观察筒和一个成像筒;有的孩子提出，可以在筒的中间加个透明隔断装置;有的孩子提出，给万花筒增加多色LED照明装置，增强可玩性;有的孩子提出，能不能将筒内的美丽世界给投影出来;有的孩子提出，能不能将万花筒也设计成互动性游戏……

4.将艺术融入科学教育

李政道说过，科学和艺术是不可分割的，就像一枚硬币的两面，它们的共同基础是人类的创造力，它们追求的目标都是真理的普遍性。时至今日，人类社会的发展，需要科学与艺术的融通，需要用科技创新来提供文化发展的动力，需要用文化来增强科技产业的核心竞争力。在创意万花筒的制作中，当工程师与设计师，当科学家与画家在一起时，他们碰撞出的是“科技”与“艺术”的火花。各种“设计性思维”应运而生，对于外观图案就有了许多大胆设计：有“光与影”主题，有“天空”主题，有“戏剧”主题……

5.以产品化成果来实施评价

以项目驱动为开端，产品化成果的实现为最终评价，是STEAM教育的另一大特色。评价的内容既有过程性评价，也有形成性评价。评价的标准涵盖科学知识、工程技术、人文积淀、审美情趣、效能产出等多个方面。鼓励学生对成果进行自我评价和相互评价，鼓励学生利用科学的、现代的、艺术性的方式对自己的成果进行展示义卖。

创意“万花筒”项目取得了很大的成功，孩子们收获了科学探索的过程，收获了创新的能量，收获了艺术的软实力，收获了“公益天使”的稱号。这次STEAM理念融入科学教学的实践，提升了学生的高阶思维能力、解决问题的创新能力、伙伴之间的合作能力，并在引导学生进行跨学科的整合、实现自我激励上取得了有效的成果。

科学学科的目标是发展学生的核心素养，而STEAM教育与科学教学的融合，则给学生创设了一个跨学科的学习背景，在学习过程中鼓励学生多思考多探索，不怕犯错误，充分发挥他们的创造力，鼓励他们动手实践，最大限度地开发他们的潜能。STEAM教育与科学教学的融合让跨学科视野、科学家思维、合作精神、艺术软实力助力孩子们登上梦想的舞台，为培养未来世界创造者打下坚实的科学核心素养基础。

参考文献：

[1]刘景福，钟志贤.基于项目学习（PBL）模式研究[J].外国教育研究，2002（11）.