基于STEAM教育的科学拓展课程开发研究

杨丽虹

摘 要：科学拓展课程教学是通过发掘教材的拓展点，引导学生积极探寻理论知识在实际生活中的应用。而基于STEAM教育的科学拓展课程可以有效培养学生解决问题的创新能力。文章介绍STEAM教育理念，分析当前科学拓展课程的发展现状，以“做个小温室”为研究课题，探究基于STEAM教育的科学拓展课程开发策略。

关键词：科学拓展课程;STEAM教育;创新能力;开发策略

中图分类号：G623.6 文献标志码：A文章编号：1008-3561（2021）02-0083-02

科学拓展课程教学是通过发掘教材内容，并将其与实际生活相联系，从而引发学生思考，让学生学会利用课本中的知识解决实际生活中的问题。但科学拓展课程的发展现状并不理想，教师需要更新教学理念，运用全新的教育思想指导教学。因此，将STEAM教育理念运用于科学拓展课程研发具有重要意义。

一、STEAM教育理念

STEAM是科学、技术、工程、艺术和数学五门学科英文字母的缩写。STEAM教育理念诞生于美国，基于项目的学习、问题的学习为主要教学（学习）方式，引导学生通过合作与实践，完成主题项目和解决生活中遇到的難题。STEAM教育的重点不在某个学科上，而是引导学生采用学科融合的方式学习，运用跨学科的思维解决现实问题，重在培养学生解决问题的创新能力。

二、科学拓展课程发展现状

（1）重视程度不足。虽然各级各类学校一直在积极推行素质教育理念，但“应试教育”的影响仍存在。在教学实践中，科学拓展课程的重要性没有得到充分重视，所占教学时间较少，而且这有限的教学时间还经常被其他科目挤占。所以，学生亲自动手操作的时间极为有限，这直接影响到科学拓展课程的开发与实践。

（2）探索工具匮乏。科学拓展课程中的一部分课程需要引导学生对物理知识和化学知识进行初步探究，因此需要学生亲自动手进行实验操作，这就需要借助相应的实验设备辅助教学。但是，一些学校在教学设施上投入不足，导致实验操作无法进行，教学与拓展研究工作也无法顺利开展。

三、基于STEAM教育的科学拓展课程开发研究

STEAM教育强调让学生以学科整合的方式认识世界，以综合创新的形式改造世界，培养学生解决问题的创新能力。基于STEAM教育的科学拓展课程不是对学生进行简单的科学技能训练，而是要引导学生将科学课程转化为与文化、科学、生活等相联系的综合性课程，并让学生在学习中达到拓展科学知识的效果。因此，本文以“做个小温室”为研究课题，探究基于STEAM教育的科学拓展课程开发策略。

（1）研发思路。STEAM教育理念在实际应用中，需要将科学、工程、数学、技术和艺术等多学科知识联系起来，重点强调知识叠加的科学性，并将全新的知识构建成一个整体。

（2）研发流程。1）前期准备。材料准备工作：教师将学生分成若干学习小组，每个小组4人至5人，准备剪刀、胶水、透明胶带、格尺、白纸、透明塑料袋和吸管等材料。教师准备工作：教师在教学工作开始前，要做好心理准备，即明确科学拓展课程的教学目的是让学生发现生活中的科学，并体会科学的魅力，在学习中收获快乐。2）课堂教学。教师首先向学生展示日常生活中常见的蔬菜和水果的图片，然后抽出火龙果的图片，问学生是否了解这种水果。这种方法能激发学生的参与感，当学生回答“吃过”或“见过”之后，教师进一步启发学生：“大家想不想自己亲自动手种植火龙果？”通过讨论交流的方式，教师可引出火龙果生长的温度与学校所在地区温度的差异，提出“温室种植”的必要性。在STEAM教育理念的指导下，教师可带领学生一起进行实验设计，了解温室的结构与功能，并找寻适合的材料搭建“温室”。学生可以在小组内自由分工，并运用教师提供的工具，按照设计图完成“温室”的搭建。然后，教师可指导学生在“温室”内外分别种下火龙果种子，并保证植物都能接受到充足的阳光，让学生观察种子的生长状况，并分析其原因。

（3）结果反思。1）深入发掘教学内容。在科学拓展课程的研发、探究阶段，教师要合理地运用STEAM教学理念，深度挖掘科学课程内容，以实现科学教学内容的创生。科学课程中的许多科学原理都可以拓展成为STEAM课程项目，例如，“沉与浮”课程内容就可进一步开发出“气球潜水”“潜水艇定位”“彩虹饮料”等项目。教师可以根据单元教学主题以及教学工作的需求，对科学科目的教学内容进行拓展、延伸，同时，还要善于归纳整理教学主题，例如可以将总结出的“模型”“重力”“玩具”“建筑”等多种不同的主题归纳到一起形成相应的STEAM课程体系。2）发挥教师特长。在教学中，教师要充分发挥自己的教学优势和特长。部分科学课程教师有自己独特的兴趣爱好和个人特长，若在科学拓展课程中充分发挥，则可以为教学提供丰富的资源。例如，对航空模型有收集和研究爱好的教师，可以在教学中研发与之相关的课程;乐于研究机械设备的教师，可以在教学中带领学生解密机械设备。教师在工作中发挥自己的优势可以为学生设计出独特的拓展课程，从而引导学生发现科学拓展课程的魅力，进一步感知科学技术带来的独一无二的体验。3）融入办学特色。科学拓展课程的开发在不同地区、不同学校可进行相应的调整。例如，浙江省某地实验小学的科学拓展课程是围绕当地非物质文化遗产开展的“非遗课程”，重在引导学生探索传统玩具的新玩法，并提出非物质文化遗产的创造性保护与开发的理念。教师选择12种当地传统玩具作为课程教学工具，在引导学生重温历史的过程中，逐步探究并揭示玩具的制作过程，以此提升学生的科学文化素养。4）促进合作共赢。STEAM教学理念中的合作是一种动态合作模式，其合作基础与前提是学生可以独立进行活动，即要求学生具备独立思考的能力。例如，在“设计与制作”科学探究活动中，教师可以从衣食住行等多个方面对学生感兴趣的项目进行调查，为学生提供感兴趣的课题，然后组织学生进行合作探究。为提高合作探究的效率，教师可增加课题项目的难度，增加不同的变量，以引导学生在设计制作中寻求合作，最终实现共赢。

四、结语

综上所述，在研发科学拓展课程过程中，教师可根据学生的实际情况不断优化、调整课程开发方法。基于STEAM教育的科学拓展课程开发可通过深入发掘教学内容、发挥教师特长、融入办学特色、促进学生合作共赢，培养学生运用跨学科思维解决现实问题的能力，以促进学生全面发展。

参考文献：

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[2]马亚红.基于STEM教育理念的小学科学教学策略[J].内蒙古教育，2019（33）.

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