高效STEAM教育课堂构建初探

王秋丽

依据2017版《义务教育小学科学课程标准》，小学科学课程内容应注重学习者体验科学探究的过程。学科讲授式教学的传统课堂已无法满足学生对知识的需求，所以小学科学老师在授课过程中，需要改变教学策略，综合考虑不同年龄阶段学生的认知特点和学习规律，进行课程设计，将重点放到培养学生自主探究能力和组织协作能力上，让学生能够在探索过程中与实际生活相联系，发挥学生的主观能动性，从而促进综合素质的发展。

STEAM教育理念自2007年引入我国以来，经过十几年的探索与研究，STEAM教育的理论与实践研究更加符合我国学生的学习情况，STEAM教育在我国已经进入蓬勃发展阶段。在理论层面上，义务教育阶段STEAM课程是科学、技术、工程、艺术和数学等五门学科跨学科有机融合的实践性综合课程，其教育理论的重点在于培养学生科学素养、技术素养、工程素养、艺术素养以及数学素养，基于这一理念开展教学，可以有效地促使老师引导学生主动探索科学问题，并在探索实践的过程中，与实际生活进行有效联系，使学生拥有更充足的实践机会，以达到促进学生综合素质发展的目的。所以，STEAM课程是落实“立德树人”根本任务、促进学生STEAM素养形成和发展的主要载体。STEAM素养是现代社会公民必备的综合素养，是学生适应智能时代社会生活的关键能力，STEAM课程对经济社会进步和科技创新型人才的培养具有不可代替的作用。在实践层面，在STEAM课程中，学生获得知识的多少取决于学生在头脑中构建知识的能力，而不是取决于学生记忆和背诵老师讲授内容的能力。STEAM课程的课堂需要通过探究学习、支架式教学、情景教学和合作学习等方式，帮助学生从原有知识经验中主动构建新的知识经验。所以说，STEAM教育注重项目式学习、基于问题的学习，强调学科知识的融合和综合素养的培养。

由此可知，STEAM教育与小学科学存在互相契合的学理基础，同时，小学科学强调自主探究式学习，这与STEAM教育在实践方面不谋而合。因此，小学科学课可以作为STEAM理念实施的一种方式、理念。本文以教科版科学二年级上册第二单元第六课《做一顶帽子》为例，进行基于STEAM教育理念的教学初次探究，以下为教学设计与过程。

一、创设情境，聚焦项目

师：出示戴着各种帽子的不同人的图片，如，游泳的、工地上工作的、外出旅游的、冬季室外的等。提出问题：这些帽子都有什么作用？

生：联系图片中展示的各种情境下的帽子，说出各自的用途，如，遮阳、防水、保护、保暖、装饰……

师：这些帽子為什么会有不同的用处？

生：根据图片分析出不同用途的帽子，其制作材料不一样。

师：制作这些帽子的材料分别有什么特点？

生：泳帽的制作材料需要防水，安全帽制作材料需要坚固，遮阳帽的制作材料需要能够抗紫外线，冬天帽子的制作材料应该能够保存热量……

师：根据学生的交流进行板书，将“帽子”“用途”“材料”依次呈现，目的是将“物体”“功能”进行联系，为后续活动的开展做准备。

师：呈现课前准备的废旧物品，开启本课项目——做一顶帽子。

【设计意图】STEAM项目式学习采用工程的学习模型，为学生创设意义情境，并设立目标：制作一顶符合需求的帽子。同时引导学生关注材料的特性。

二、 帽子设计，意义联结

（一）帽子设计，选择材料

1.小组讨论确定将要制作的帽子类型及其功能

师：为了做出既实用又美观的高质量帽子，每个小组只能选择做一种帽子，最终成果以“帽子展示会”方式呈现。

生：小组商讨确定目标帽子及功能。

师：在黑板上将不同小组列在不同的“帽子工程师团队”里。

防水帽工程师团队——1，3，4

保暖帽工程师团队——2，5，6

……

2.根据目标帽子功能，选择合适材料

师：

问题1：说一说各小组要制作的帽子都需要什么材料？

问题2：要做一顶好的帽子，除了主体材料，还需考虑什么？

提示学生可以选择多种材料做辅助，使我们的帽子更完善，满足更多需求。最后，提醒学生将所选材料记录到活动手册上。

（二）确定帽子的尺寸

师：帽子的尺寸是否合适很重要，怎么确定帽子的尺寸呢？

生：可能想到用软尺或直尺测量。

师：为了更加方便和快捷，老师可以提示学生使用扭扭棒测量小组内某位小伙伴的头围，制作时也可以将扭扭棒扣在帽子里面。

（三）画简易设计图

师：如何使你的设计让其他人看懂呢？

生：画设计图。

师：对学生的想法进行补充和整理，提示学生可以图文结合，并要求学生将设计图标明尺寸。

注意：在设计过程中，学生可能会存在忘记测量帽子深度的情况，老师需要进行提醒与指导。

【设计意图】以“开一个帽子展示会”的形式，让学生进行工程师的职业体验，根据实际需求对产品进行设计、选材、制作，可以看出将工程实践作为学习的情境，能调动学生关于产品和材料的生活经验，达到有效的意义联结。同时通过几个简单的问题，引导学生关注帽子功能的需求，比如，美观、舒适，指向对多种材料的综合运用。

（四）测量和制作

生：学生完成设计后，选用软尺进行实际测量，并根据实际测量数据修正设计的帽子尺寸，明确数据后，根据目标帽子功能选取所需要的材料，小组合作进行帽子制作。

师：老师巡视指导，针对不同小组出现的问题进行指导，并根据各小组实际情况分发技巧提示卡。（老师可在课前准备好提示卡，也可根据学生制作过程中遇到的问题，现场临时制作。）

【设计意图】二年级学生动手能力相对薄弱，有的工具使用方法掌握得不够好，可以课前进行培训，也可以现场指导。总之，老师应根据学生的生活经验和动手能力，提供适当的指导，如技巧提示卡等，以降低操作难度，让更多的学生获得成功的体验。

三、“帽子展示会”，自评与他评

角色扮演：小组成员上台扮演帽子讲解员，向其他组学生介绍自己小组帽子的设计过程、遇到的问题与解决方案以及帽子用途。

自评与他评：自评方面，可针对小组成员在小组合作、创新能力、对材料的认识、STEAM理念认识与提升方面设计自评量表。他评方面，即其他小组针对产品、设计、目标等等多个方面进行评价。他评的评价维度可以包括所选材料是否合适、设计图是否明确、是否按照设计图进行制作、制作的帽子能否滿足需求、有哪些需要改进和完善之处等。

【设计意图】项目式学习的核心是将科学知识和工程实践有效进行双螺旋状连接，在学习的过程中利用迭代的方法，探索各种可能性以及优化设计方案，以达到解决问题的目的。所以本环节是本课核心，发布设计方案就是厘清设计思路的过程，同时还收到了很多反馈，也是在培养学生分析整理筛选信息的能力，而后逐步形成批判性思维以及产品迭代的意识。采用“帽子展示会”的形式，可以将小组合作的成果可视化，是一种鼓励与嘉奖，同时也是对本节课甚至是本单元理论学习成果的一种可视化转变。

四、项目总结，意义巩固

不同功能的帽子可以有许多不同的款式、尺寸，所需制作材料也可能不同。

总结归纳常见帽子制作材料的性能对帽子功能的影响。

总结学生表现，进行评价。

【设计意图】总结提升，培养学生利用标准合理评价的能力，帮助学生建立所学知识与生活的联系，培养学生辩证看待事物的意识。

本节课是教科版科学二年级上册材料单元的应用课，进行教学设计时，基于STEAM教育理念进行探究式项目学习活动，以“帽子展示会”为切入点，使学生亲身经历选材、设计、制作、产品展示、评价等5个环节，从科学观察到工程设计、技术制造，涉及了科学、技术、工程、艺术、数学5个学科，从理论学习到动手实践再到产品评价，让学生运用所学知识完成多元化活动。在整个学习过程中，学生与情境持续互动，不断发现问题、解决问题，学生的学科知识、思维模式和探究能力均得到较大提升。

由此可见，在小学科学常规课堂教学中，以教材中的科学概念为基础，将工程、技术、数学等学科加以整合，基于STEAM教育理念进行项目式学习，强调学生在动手实践中学习多领域知识，及时将理论有效转化为可视化成果。所以小学科学老师应意识到STEAM教育理念应用的重要性，在进行教学设计的时候充分考虑学情，不被单一学科的知识体系和固定的教材所束缚，制定适宜的教学方法，以达到优化教学模式的目的，让学生能够从多角度、多途径掌握科学知识，使学生将所学知识及时有效地转化成多元化任务或者活动。如此，在实现教学目标的同时，便可构建高效课堂，提升学生的综合素质和实践能力，从而实现全体学生的全面发展与个性发展，实现培养适应未来社会发展的综合型人才这一教学目标。