STEAM教育理念引入乡村小学科学课堂的实践探究

韦陶 胡丹 钱庆逸

摘  要：当今科技发展倒逼教育改革，使社会对具备STEAM素质的人才需求旺盛。课题组选取STEAM教育理念为研究方向，应用问卷调查法、文献研究法和实地考察法探究引入乡村课堂的可行性。结果显示，乡村资源匮乏、师资力量薄弱、教学环境落后等问题阻碍了STEAM课程的开展。为响应十四五规划实现乡村振兴的号召，课题组结合乡村实际情况，提出了“乡村STEAM教育模式”，即“CSTEAM教育模式”。两年来，该模式通过在乡村小学的推广试点，已然实现乡村当地科学教学的“生活化”“实践化”“延伸化”“更新化”“精准化”革新。

关键词：CSTEAM教育模式;乡村理念创新;小学科学课堂

中图分类号：G640    文献标识码：A    文章编号：1673-7164（2021）47-0145-03

十三届全国人大四次会议中提出，“把提升国民素质放在突出重要位置，构建高质量的教育体系和全方位全周期的健康体系”[1]，强调了当今时代背景下教育改革的重要性。由此，作为一种新颖的教育模式，来自美国的STEAM教育[2]（Science科学、Technology技术、Engineering工程、Art艺术、Mathematics数学）进入了大众的视线。STEAM教育是以学科交叉融合的方式来促进学生对概念的理解，培养学生自主探究和整理知识的能力[3]。《中华人民共和国乡村振兴促进法》第三章中也提到“国家鼓励和支持社会各方面为乡村提供教育培训、技术支持、创业指导等服务”[4]，为STEAM教育理念引入乡村提供了法律保障。

一、STEAM教育理念引入的必要性

（一）培养学生沟通合作能力

在STEAM教育理念的指引下，乡村课堂中座位排列方式从“传统前后桌”变为“直线形的空间排列”和“小组围坐式排列”相结合的方式，潜移默化地培养了学生的合作意识，加强了学生之间的沟通交流。

（二）培养学生知识运用能力

STEAM教育理念的引入使乡村教师在教授科学基础知识的过程中，能够结合生活实际创设问题情境，有意识地培养学生发现问题、提出问题、分析问题、解决问题的能力，使学生真正学会“活学活用”。

（三）培养学生科技创新能力

在以STEAM为核心的科学教育的影响下，乡村学生更有可能冲破舒适圈，倾向于从多角度思考问题，设计出属于自己的科技作品，缩小他们与城镇学生见识上的差距，增强他们解决实际问题的能力。

二、社会实践调研

（一）调研说明

课后对梅花中心小学的学生和教师进行线下问卷调查。内容的设计大多围绕当地居民对STEAM教育理念引入乡村小学科学课堂的态度展开。此外，课题组成员还对梅花镇当地居民进行了走访调研。

图1  调研说明

（二）调研结果

本次共分发放1500份调查问卷，最终回收1427份。针对本次问卷调查结果，课题组选取以下具有代表性的项目及数据进行分析。

如表1所示，目前STEAM教育理念在偏远落后地区尚未普及，一半以上的师生都对STEAM教育理念不太了解。如表2所示，对于将STEAM教育理念引入小学科学课堂的设想，绝大部分师生都表示不赞同。如表3所示，科学课程排课频率较低，这主要源于当地乡村学校对于科学课程的忽视。受到当地经济、科技条件限制，实验教学在科学教学中的运用也很少。

三、原因分析

结合泗洪当地实际情况，课题组采用实地考察和线下授课两种方式进行探究，最终将STEAM教育理念在乡村实施具有不合理性的原因归结于以下几个方面：

（一）科学教学不被重视

受应试教育理念和教育氛围的影响，科学课往往被教师和学生定义为“副课”，排课少，被其他科目的教师占课挤课的现象严重。因此，部分学生对科学课程不以为意。

（二）科学教育师资匮乏

在大多数情况下，小学科学教师多由语数英教师兼任。兼任教师往往对科学课程教学缺乏理解，教学上易出现随意性和盲目性。久而久之，科学教学便陷入恶性循环，就此形成了一种不利于学生发展的教育模式。

（三）科学教育投资不足

学校没有标准化的科学实验室，学生缺少做实验的机会。调查发现导致以上现象的主要原因是当地经济发展水平低下，政府对教育投资的力度不足，科学文化无法及时与外界交融更新，进而导致学生排斥教育模式改革。

四、CSTEAM教育模式

结合乡村实际情况，课题组提出更加切实可行的、富有乡村当地特色的“乡村STEAM教育模式（Countryside STEAM）”，即“CSTEAM教育模式”。“CSTEAM教育模式”指的是科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、艺术（Art）、数学（Mathematics）这五大领域结合乡村当地实际情况在乡村教学中的创新型应用。这种教育模式强调因地制宜、走进自然，利用乡村当地现有条件和乡村本土文化优势，实行趣味教学、多维教学、动态教学和生活化教学，注重对乡村学生科学思维、沟通合作、知识运用、科技创新等多种能力的综合性培养。

（一）挖掘乡村特色，拓展本土课程

乡村地区有着特色的本土文化和丰厚的自然资源，是最好的“活教材”。CSTEAM教育模式包括调整课程计划，适当增设一些具有当地特色的校本實践活动课程，提倡学生就地取材、自制教具，培养动手能力，以“室内和室外相结合”的方式进行小学科学授课，挖掘乡村自然优势，带领学生走出教室、走进自然。

（二）延长课堂时间，延伸实验范围

对于科学实验课来讲，普通课堂的40分钟只够教师讲解书本知识，需要长时间观察的实验无法在规定的课堂时间内完成。因此，CSTEAM教育模式提出可以让师生在课堂上共同完成实验操作，讨论实验要求，在课后让实验贯穿整个学期。学生定期观察实验现象，记录实验数据，完成实验报告。

（三）依据学生水平，编写科学教材

当地所使用的《科学》课本与其他地区所使用的教材一致，但乡村学生接触科学案例和素材的机会较少。教材一般都由高校专家编写，接触范围大多属于城镇，容易忽视乡村地区的特殊性。故CSTEAM教育模式指出教师教学时可以结合乡村案例，以实践探究为主，知识点讲解为辅，深入浅出，突出学科重难点，减轻学生负担。

（四）高年级带动低年级，实行帮扶教学

CSTEAM教育模式还倡导高年级学生辅导低年级学生功课、纠正低年级学生不良的学习习惯、传授低年级学生有效的学习方法等新型教学方式，有效弥补了乡村地区师资力量薄弱的缺陷。

五、实践探究CSTEAM的可行性

依据CSTEAM教育模式，课题组在梅花中心小学实施了各项创新举措，得到了良好的反馈，具体表现在：

（一）注重科学“生活化”教学

结合梅花镇的自然资源，课题组在小学开设了一堂关于认识土壤农作物的户内外合作课程。课题组先向学生介绍了当地辨识度较低的几种草本植物，如田七、吊兰。后半节课，教师带领学生实地考察。学生们饶有兴致，仔细观察，并积极地向课题组展示他们的发现。教师注重科学“生活化”教学增加了小学科学课程的趣味性，有效利用了乡村与大自然紧密相连的天然优势，带领学生到大自然中探索实践、创新发展。

（二）注重科学“实践化”发展

课题组依托专业优势，给学生讲解大气压强，带领他们自制教具。课前课题组要求学生收集家中的废旧纸张;课上组织他们用收集的材料制作风车，观察风速与风车转动频率之间的关系;课后布置一项学生为家长制作风车的任务。学生在实验过程中的积极性很高，主动探究实验背后的原理，得到了众多家长的赞扬。注重科学“实践化”教育能够较好地规避乡村地区小学教学经费、办学条件等方面的不足，减轻乡村的教育支出，改善了教学效果，是培养学生自主思考和动手制作能力的强大支撑。

（三）注重课堂“延伸化”教学

依据教材内容，课题组给学生上了一堂关于物态变化的课程。课题组教师联系生活实际解释专业名词，比如樟脑丸的消失对应“升华”。为了让学生更好地理解升华的含义，课题组将观察家中樟脑丸的消失作为一项长期实践任务，规定学生定期测量樟脑丸大小并绘制实验报告。一年后，根据校长的反馈，课题组了解到学生都能够认真记录数据，深入理解了“升华是指固体转化为气体”这一概念的实际意义。注重课堂“延伸化”教学激发了学生对于科学知识的探求欲望，保障了课堂效率。实际教学内容和实验相结合的方式成为培养学生动手操作能力的助燃剂，使得教师可以在教学过程中充分挖掘学生潜能，达到了科学实验教学的终极目标。

（四）注重教材“更新化”編写

在编写教材时应加入适合青少年获取知识的“乐高4C教学法”[5]，即联系、建构、反思和延续四个过程组成的教学模式。其中，联系是指将学生已有的知识、兴趣与课标、知识点进行联系;建构是指在真实世界中构建事物，在头脑中组合知识;反思是指让孩子对他们看到或建构的内容进行思考，对方案进行讨论、调整;延续则是建立在学生想了解更多内容的基础上。“乐高4C教学法”对当前乡村小学科学教育模式的改革具有良好的引导性和指向性，被列入了当地教材编写的参考范围。注重教材“更新化”编写一方面能够最大限度地提高学生综合素质，打造特色示范效果;另一方面，能够提升学生的科学认同感和使命感，引领学生树立科技自信，立足创新超越的价值理念，扎实践行习近平总书记提出的科技强国梦。

（五）注重学科“精准化”帮扶

课题组在江苏第二师范学院实施了大学生线上一对一帮扶梅花中心小学学生的活动。根据各个学生的学科需求，帮助小学生寻找到对应学科的在校大学生进行对接，利用电子设备相互了解，及时交流，有针对性地为当地小学生解决在学习中所遇到的问题。注重学科“精准化”辅导能够有针对地解决小学生的学习问题，丰富乡村的教育资源，有助于教师实现因材施教的教学目标。

参考文献：

[1] 中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要[J]. 中国水利，2021（06）：1-38.

[2] 宿庆. STEAM视角下中小学机器人教师胜任力研究——一项基于行为事件访谈的研究[J].中国教育信息化，2021（10）：22-26+65.

[3] 夏小俊，董宇，柏毅. 美国STEM对我国中小学科学教育的借鉴意义[J]. 东南大学学报，2016（18）：169-171.

[4] 中华人民共和国乡村振兴促进法[J]. 中国农业综合开发，2021（05）：4-11.

[5] 孙静. 小学乐高机器人校本课程的开发与实践研究[D]. 曲阜：曲阜师范大学，2019：43-81.

（荐稿人：葛传楠，江苏第二师范学院物理与电子工程学院副教授）

（责任编辑：淳洁）