STEAM视角下的科学教学思考

李 丹

（西安欧亚学院 人文教育学院 陕西西安 710062）

一、STEAM和科学学科的渊源

人学习的本质是为了认识世界和改造世界。科学学习的意义如此，STEAM诞生的意义也是如此。科学教育与STEAM 教育的整合已成为全球教育改革的趋势。2007年，奥巴马等首次提出将STEAM教育理念拓展延伸到中小学教育。2015年，美国政府批准了将《STEAM教育法》拓展到全学段教育体系[1]。芬兰等欧洲国家、日韩等亚洲国家都在积极探索，以便让STEAM教育助力本国基础教育改革。

中国在2010年，由谢作如老师提出将STEAM和创客教育整合起来“柔软地改变教育”，尤其是科学教育[2]。2017年，教育部公布新课程标准，明确提出“建议采用探究学习方式来进行教学，鼓励师生尝试采用STEAM教育理念来推进学科课程整合的教育形式，尝试有效解决现实问题”[3]。

STEAM融入科学教学是必要的。作为STEAM首字母S的科学是一门综合性最高的，联结知识、技术、方法、技能、思维、精神的学科；也是最容易和其他学科发生碰撞的学科。它能让孩子像科学家一样思考问题，像工程师一样用综合知识解决问题，已成为科学教育者的共识。

二、STEAM在科学教学中的应用形式

STEAM理念指导下的课程是目前最主流、特色的科学课程形式。笔者学习、观摩了众多案例课和示范课，发现了很多课程都是属于拼接结构的。虽然课程围绕主题、涉及学科丰富、表述清晰流利、课堂气氛活跃，但逻辑结构很混乱，重难点模糊。究其根本，教学者并没有从根本上了解STEAM的真正内涵。笔者总结了众多文献和案例，将STEAM在科学教学中的应用形式分为两类。

（一）融合STEAM各个学科

学科融合是STEAM理念在科学教学中最常见的存在形式，且目前大多数的参考文献都是基于这种应用形式。这类融合课程一般是围绕主题/现象进行设计的。它是围绕既定的主题或现象，聚焦主题对教学目标、重难点及教学结构进行设计。在逻辑主线上，各学科的内容有着不同的材料或活动支撑。这种支撑可以是对于概念的迁移，对于知识的延展，对于技能的拓展，对于任务的统合，对呈现形式的丰富等。在这里，特别说明一点，对具有支撑作用的多学科内容的选择是非常重要的，并不是和主题相关的内容都可以安排到融合课程，而是应当高度聚焦主题，仅选择可以使用的、适合使用的、应当使用的内容。在内容设计程序上，袁磊等人在《基于学科课程重构的STEAM课程设计》中提到了具体的方法[4]。有些著名的模型可以作为设计指导，如ADDIE模型[5]、广域课程学习模式等[6]。另一些学者也会提出一些对具体环节的思考，如苏乐在毕业论文里面提到如何在分析问题环节融入各个学科理念[7]。

（二）角色分工STEAM化

这是笔者在课程实践中获得的另一种STEAM的应用形式，即将STEAM角色化。每个人都是独一无二的个体。这是不争的事实。每个人的禀赋、才能、爱好和特长各不相同，都能成长为社会所需要的人才。科学教师可以让学生围绕科学主题进行探究，以S、T、E、A、M分配角色，有助于学生发挥优势，合作完成探究，形成成果。笔者在课程中对学生的角色分配如下，S-科学家：担任科学家角色的同学负责科学原理、科学课程结构及逻辑主线；T-技术员，负责各个版本的电子稿件及电子过程材料，还有各类电子图纸及可视化、信息化；E-工程师：负责技术图纸的设计、工程模型设计和搭建等；A-艺术家角色：承担完善艺术设计及设计表达美化的任务；M-数据专家：负责数据处理事务，即运用数学语言来描述和分析资料，通过计算、测量、制图等方式获得数据并通过分析推理得到数据背后的启示。

三、STEAM视角下科学教学的设计建议

对于STEAM视角下科学教学的设计，笔者总结了16字经验：跨而不散、跨的合理、跨得有理、跨的创新。跨而不散是指虽然STEAM强调多学科、综合，但是并不是无理的堆砌，而是必须有内在逻辑结构的呈现，即围绕主题，教师要设计合理的知识/技能的教学结构，以完整的逻辑结构呈现，此时不应特意考虑跨学科，更重要的是结构和逻辑的合理性；跨的合理是指教师的教学设计需符合教学的基本原理，这也是STEAM视角下的教学设计要遵循的基本教育原则；跨得有理是指教师的教学设计须符合教学目标达成，不能被扑面而来的各学科所谓的“相关知识”模糊原有的教学目标和教学的重难点。因为都是重点等于没有重点。跨的创新是指这类课程一定要打破传统教学壁垒，产生新的教学碰撞，让学生学有所得。