开启培养未来创新人才的新探索

吴逢高　滕海川

摘要：STEAM教育的引入让小学科学课堂更接近生活，更注重实践，更强调跨学科融合。科学课程有很强的包容性，STEAM教育从学科有机融合人手，将引发小学科学课堂教学的又一次变革，因此，跨学科的教学设计自然就成了改革的排头兵。进行课堂教学改革首先是教学设计理念需要更新，本文给出了在STEAM视野下小学科学跨学科教学设计应遵循的几条原则。

关键词：目标设定 知识整合 活动设计 跨多学科 实践研究

探究是获取知识的重要手段，实践是检验真理的唯一标准。我国著名教育家陶行知说过：“生活教育中，行动是主导，做的最高境界是创造。”当今小学科学教学倡导的“做中学、学中思”就是强调在做中培养学生的创新能力，这一理念与美国的STEAM教育模式十分契合。STEAM是一种集科学、技术、工程、艺术（人文）、数学多学科融合的一种综合教育模式，他的最终目标还是“创造”——培养创新人才、培养创意人才。它的大范围跨学科更接近生活教育，更符合“生活即教育，社会即学校”^[1]的教育理念。它强调关注现实问题，注重在情境中学习，以学生为中心的主动实践，团队合作和参与、结果开放，允许多个正确答案。

在STEAM视野下，对小学科学课堂教学进行审视与反思发现：原有的小学科学课堂教学太注重通过探究活动对知识进行建构，而忽略了实践，特别是基于真实情境的实践;在学习方法与活动方式上，原有的课堂教学方式较为单一，只是以探究为中心，对生成主义学习观有所缺失;在学习的侧重点上，原来的课堂由于缺乏项目作品，所以在展示与评价的方式方法上有很多不足，甚至指向不明;在学科知识融合和各学科能力发展上，缺乏各学科知识的整合，忽略了学生其他学科能力的发展及审美取向的引导。STEAM教育作为一种成熟的学习方法，它的融入会引发小学科学课堂教学的又一次变革，因为科学这门学科有很强的包容性，所以从学科有机融合开始人手，跨学科的教学设计自然就成了这次改革的排头兵。

一、跨学科的教学设计，要求教学目标设定既要保证探究的有效性，还要兼顾学生实践能力的发展

小学科学课堂教学原有的探究，經过多年的发展与课堂实践的检验对学生的科学素养发展、科学揉究能力提升是可靠的、有效的，我们应该保留、坚持。STEAM教育作为一种新的学习方法，是以培养学生实践能力和创新能力为主，在这方面原有的小学科学课堂教学有所欠缺，特别是在让学生基于真实情境解决问题方面还有待加强。因此对小学科学课堂教学提出了更高的要求：既要让学生像科学家一样探究未知，还要求学生像工程师一样运用各学科知识在创设的真实情境中解决问题。教育家约翰·杜威曾说过：“如果学生能投入到真实的、有意义的任务和问题，即模拟专家在真实世界的情境中做的事情时，学生才能对学习材料产生自己的理解。”因此，我们的教学设计也应有相应的变化，在教学目标的设定上既要保证探究的有效性，还要兼顾学生实践能力的发展。

小学《科学》（教科版）3年级上册第4单元第6课“空气占据空间吗”一课，在STEAM视角下进行跨学科教学设计，在教学目标设定上做了改动（如表1）。

教学目标的设定改变了，教学策略自然有相应的变化。教材设计由“乌鸦喝水”引入，再由学生自主探究：在瓶子里装一些水，用几根吸管和一块橡皮泥，在不倾斜瓶子的情况下，我们能不能利用空气把水从瓶子中挤出来？探究得出结果后再做实验进行验证：把一团纸巾放在杯子的杯底，然后把杯子竖直倒扣入水中，纸巾会被水浸湿吗？为什么？整个流程的设计为引入探究—验证。

在STEAM教育理念下，我们增加了实践环节，教学策略作如下调整。由乌鸦喝水引入，在故事中强化学生对3个关键词“空间”“有限”和“占据”的理解。概念确立后在教师引异下完成“纸不湿”的实验探究（这里把原来的验证实验改成了探究实验），探究流程为猜测找证据支持自己的猜测实验验证，并用绘本的方式完成思维外显。然后再对这个实验进行延伸，如果杯子底有个孔又会发生什么现象？让学生再经历一次上述流程。这样的过程为学生积累了更多的知识与成功经验，为解决后面的实践问题打下了基础。通过探究获取知识，知识内化完成后再提出“空气挤水”实验的设想，进行项目驱动。要求学生通过讨论与设计，以团队协作、分担负责的方式，完成在最短的时间内用空气把水挤出来这一任务。学生对这个实践活动的完成率在85%以上。

关注现实问题，注重在情境中学习，以学生为中心的主动实践等特点，符合STEAM教育的项目导向。教学目标的改动引起策略变化，既让科学探究的有效性得到保证，又让学生的实践能力得到发展，这就是融合与深度融合的效果。

二、跨学科的教学设计，要求基于建构主义学习理论，通过PBL学习策略，运用“点渗透”“面拓展”方式将STEAM等多学科知识进行有机整合

建构主义学习理论主张世界是客观存在的，但对事物的理解却是由每个人自己决定的。其学习观认为，学习是学生自己建构知识的过程，在探究学习中就是基于问题解决活动建构知识的过程，在情境教学中知识、学习是与情境化的活动联系在一起的^[2]。PBL学习策略的原理是以学生为中心，采用小组合作解决真实间题，最终作品要以项目作品为导向^[3]。由此可见，基于建构主义学习理论，通过PBL学习策略能将STEAM等多学科知识整合起来，达到学科有机融合的目的。

零碎的知识变成一个互相联系的统一整体并不是一个简单的混合，我们要建立不同学科知识与技能的千丝万缕的联系，要在思维和认识上达到有机融合的目的。这个过程是漫长的，是需要通过活动逐步渗透的，也是学生在成长发展过程中必须要经历的。STEAM教育最好的推进方式是以课程方式进行系统学习，要求在项目学习中将多学科融为一体。如何在小学科学课的有限时间里完成STEAM多方面整体融合呢？

1.根据教材及教学内容对STEAM理念进行“点渗透”，即根据实际情况进行局部的学科渗透，积点成面