STEAM视域下的小学科学课堂实验教学——以“自制小杆秤”一课为例

⦿钱星球

小学科学是一门涉及多方学科、多种内涵的综合性课程。STEAM理念是一种有机融合了多方导向的课程组织理念。当今时代学科分支不断细化，学科之间壁垒逐渐消磨，跨学科研究或综合性研究是科学发展的趋势，以STEAM理念对小学科学课堂实验教学进行改革，对学生未来的发展具有重要意义。

一、浅析STEAM理念的内涵

STEAM理念中每一大写英文字母分别对应科学、技术、工程、人文、数学五方面内容的英文首字母，STEAM理念要求下的课程需要学生自主的建立项目进行不分学科的综合性实验探究，不仅仅是科学、技术、工程等内容的探究，更多的是人文精神的融合和数学思维的锻炼。

当今时代我国对STEAM理念的研究主要在于教育理念、课程模式以及实践案例等方面。不同地区对STEAM理念的研究程度不同，课堂应用程度也不同。随着STEAM理念在全球范围内的普及和发展，人们发现该理念并非适用所有教育模式。教育研究者需要对理念内涵分析规划，结合我国发展现状，实现教育水平的提升。

二、实验课堂与STEAM理念的融合

(一)教材修改 “自制杠杆”是小学六年级杠杆类工具研究教学版会的教学课程，在进行该课程的开展之前，学生已对杠杆的基础原理有基本认识，教研组希望通过该课程的开展，继续推动加深学生对杠杆的理解和探究。为实现实验课堂与STEAM理念的融合，老师在上课之前对教材进行修改，调整上课内容，把握上课时间，有利于实现杠杆内容的深入研究。根据现有教材安排，教学重点更多侧重于实验操作而非实验思维的锻炼和探究，通过现有教材内容难以实现实验课堂与STEAM理念的融合。

(二)准备教学活动材料 现有的教学活动材料将纸片作为称盘，然而纸片的承载力有限，其轻质结构决定了纸片难以承载重物。同时，纸片质量过轻导致纸片质量无法通过天平称量，在实验操作中易产生实验误差，干扰实验结果。另外，课本中将竹棒作为杆秤的原材料，然而竹棒长度较短，不仅限制了杆秤量程，而且影响杆秤精确度，造成较大的实验误差，容易使实验结果数据失真。

因此，基于课本教材活动材料的优劣比较，为提高实验的准确度，降低实验误差，促进实验课堂与STEAM理念的融合，本文提议用30cm—50cm的木棒代替竹棒，不锈钢盆、陶瓷盆或者铁盆代替纸片，以此提高实验准确度。

三、课堂理念与STEAM理念的融合

(一)围绕生活 科学技术脱离生活如无源之水，失去了科学技术最根本的含义。科学技术发展终极目的是改变人们的生产生活方式，将科学技术的成果投入社会运转应用，产生社会价值，新的社会价值又反作用于科技生产，形成循环，推动社会大车不断向前推进，促使人类发展进步。纵观世界的科技发展进程，以我国古代四大发明为例，指南针、造纸术、印刷术、火药，无一不作用于社会生产力的提高。因此，在进行科学实验教学时应始终奉行“围绕生活”的教学理念。科学原理的应用在生活中随处可见，锤子、镊子、轮滑、吊车等都体现了杠杆原理，学生除了需要明白杠杆原理的内容，更要理解人们应用杠杆原理的目的，了解其在生活中的意义。

(二)学科渗透 现代教育学科之间的壁垒越发模糊，随着人们对教育的研究，人们发现人文精神是每一门学科最重要的价值追求之一。如果生物学家研究人类疾病却不具备伦理道德的基本规范，可能会滥用活人实验突破伦理，对人类发展无益；如果物理学家研究物质构造和自然规律却不具备持之以恒的专注态度，则难以在漫长的研究历程中获得渺茫的实验结果。教育学生基础知识内容的同时，更多地要教育学生学会尊敬自然，敬畏自然，保护自然。人文精神的养成并非一日之功，需要老师长期潜移默化对学生进行理念的改变和渗透。以自制杠杆一课为例，除了讲述杠杆相关知识，还可以对杠杆应用历史等文化内涵进行拓展讲解，比如古代人们认为将秤砣去心、换砣等手段是小人所为，通过探究文化内涵带领学生领悟古代人民无上的智慧。

除了人文精神，还需要数学内容的渗透融合。数学思维是建立项目工程意识的重要条件，以“设计制作0—30g杆秤”为例，学生需要具备工程设计的意识进行课程实践，标注刻度的间距、刻度等内容都是课程探究过程中的重要部分。

四、结束语

综上所述，随着社会的发展，单一技能的人才难以满足社会发展的需要，相反，全能型人才能够在多个学科领域实现知识融合。以高科技电子技术的研发为例，在科学研究领域涉及工程学、物理学、化学仪器等多种学科，更重要的是随着人们审美需求的提高，产品还需要兼备设计美感，这是艺术范畴的能力。通过研究STEAM技术和实验教学的融合之道，培养高水平的人才，能够为社会发展提供源源不绝的动力。