STEAM教育对核心素养背景下语文教学的启示

袁昌仁

摘要：STEAM是科学（science），技术（Technology），工程（Engineering），艺术（Arts），数学（Mathematics）五门学科英文首字母的缩写。语文的STEAM教育，就是引导学生用科学的思维方式和路径去发掘语文教材中蕴含的科学、技术、工程、艺术、数学知识，力求语文实践与思维训练的有机结合以及语文学科与其他相关学科的有机整合，使学生在积极参与的状态中探索学习，最后完成对知识的动态建构。语文的STEAM教育是要把学生学习语文知识的过程转变成一个探究世界相互联系的过程，其宗旨是注重学生新时代核心素养的全面发展。

关键词：整合;科学素养;技术素养;工程素养;艺术素养;数学素养

《义务教育语文课程标准（2011年版》课程基本理念在“努力建设开放而有活力的语文课程”一节中指出：“拓宽语文学习和运用的领域，注重跨学科的学习和现代科技手段的运用，使学生在不同内容和方法的相互交叉、渗透和整合中开阔视野，提高学习效率，初步养成现代社会所需要的语文素养。”因此，教师在考虑如何将STEAM教育引人中小学语文课堂教学时，必须将语文、科学、技术、工程艺术和数学知识看作六种彩线，并将它们交织在一起，融合在一起，这样可以织出语文教学的绚丽画卷。语文的STEAM教育应重点加强对学生进行以下五个方面的培养。

科学（Science）在于认识世界、解释自然界的客观规律。国际经济合作组织（OECD）认为，科学素养（scientific Literacy）是STEAM教育的第一核心要素，是运用科学知识，确定问题和做出具有证据的结论，以便对自然世界和通过人类活动对自然世界的改变进行理解和做出决定的能力。国际上普遍将科学素养概括为三个组成部分，即了解科学知识，了解科学的研究过程和方法，了解科学技术对社会和个人所产生的影响。因此，学生具备的科学素养，即是了解科学知识和运用科学知识（如物理、化学、生物科学和地球空间科学）理解自然界的过程。

比如在教学部编版小学语文（以下简称部编教材）一年级上册《小小的船》一课时，学生在正确流利地朗读和背诵课文时，感受到了晴朗夜空星星在蓝天一闪一闪的美丽，学生在欣赏大自然美景的同时产生了热爱大自然的感情。学生在接受儿童诗熏陶的同时可能会问出一些奇奇怪怪的问题。如学生会对“天空为什么是蓝色的”“星星为什么会眨眼”“坐在小小的船上能够看到蓝蓝的天”等一系列问题进行提问，这时教师可以进行sTEAM教育，整合科学素养。

一是引导学生课外阅读《十万个为什么》，思考一：天空为什么是蓝色的？

谁都知道天空是蓝色的，但是却不一定知道为什么是蓝色的。在我们地球的上空，包着一层厚厚的大气层。空气是没有颜色的，那蓝色是哪里来的呢？太阳光里有七种颜色：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。红光最强，橙、黄、绿也比较强，最弱的是蓝、靛和紫。当太阳光透过厚厚的大气层时，红光跑得最快，一下子就穿过去了;跟着橙、黄、绿光也闯过去了;蓝、靛、紫光的大部分却被大气层扣留住了，它们被大气层里的浮沉、水滴推来搡去，反射来反射去，结果把大气层“染”成了蓝色了。在地面上看天空是蓝色的，要是乘在飞机上往外看天空，天空更蓝了;如果乘坐宇宙飞船到更高的地方去看天空，那么天空不是蓝色的，而是紫色的，因为最最弱的紫光连大气层的头道门都进不来。

思考二：星星为什么总是一闪一闪的？

天上的星星总是一闪一闪的，好像在眨眼睛。这是怎么回事呢？因为地球被一圈大氣层包围着，大气层很厚，不同高度的空气，其温度不一样，密度也不一样。大气在不停地运动着，它既向四周做水平运动，又向上下做垂直运动。星星的光透过大气层时，它首先穿过的是不同密度的大气层，因此要发生多次折射;同时通过密度大的大气层时，透明度就小，透过密度小的大气层时，透明度就大;而这些不同密度的大气层不停的运动，使得通过的光也随着晃忽不定。因此，星光在传播中就会忽左忽右，忽强忽弱，忽明忽暗，传到人的眼睛里也成了一闪一闪的光。好像眨眼睛一样。

二是让学生在网上查询宇航员在太空看到的背景为什么是黑色。

因为太空中基本没有空气，光线不能受到散射折射，因此是黑色的。另外，因为没有空气折射，在太空中看天上的星星也不再闪烁了。就是一个亮点。

学生通过语文的STEAM教育，获得了一定的科学素养。国际学生科学素养测试大纲（PIsA）中提出，科学素养的测试应该有三个方面组成：科学基本观念、科学实践过程、科学场景，在测试范围上由科学知识、科学研究的过程和科学对社会的作用三个方面组成。美国学者米勒认为，公众科学素养由相互关联的三部分组成：科学知识、科学方法和科学对社会的作用。具体说就是，具有足够可以阅读报刊上各种不同科学观点的词汇量和理解科学技术术语的能力，理解科学探究过程的能力，关于科学技术对人类生活和工作所产生影响的认识能力。

语文教学为什么要整合科学素养？鲁迅先生在《给颜黎明的信》中说得再好不过了：“专看文学书，也不好的。先前的文学青年，往往厌恶数学，理化，史地，生物学，以为这些都无足重轻，后来变成连常识也没有，研究文学固然不明白，自己做起文章来也糊涂，所以我希望你们不要放开科学，一味钻在文学里。譬如说罢，古人看见月缺花残，黯然泪下，是可恕的，他那时自然科学还不发达，当然不明白这是自然现象。但如果现在的人还要下泪，那他就是糊涂虫。”可见，一个人科学素养的高低，决不是无关紧要的，已经开始影响到一个人的生活质量，同时也在不断影响一个人对问题的看法。随着科学技术的发展，今后需要有效借鉴科学技术知识解决的问题越来越多。因此，学生的科学素养应不断提高。

科学素养是信息时代最基本的生存能力。比如通过科技教育提升学生科技信息素养，将成为学校培养未来社会人才的重要支点。在十三届全国人大一次会议新闻中心举办的记者会上，教育部部长陈宝生说道：“人工智能等异军突起，引起各方面的高度关注。这都要求我们对人才培养的模式进行改革、进行创新。这样我们才能培养起承担民族复兴大任一代新人的历史任务。”

教师在教学部编教材二年级上册《曹冲称象》一课时，可以融人STEAM教育，以培养学生的技术素养。技术素养是STEAM教育的重要组成部分，是对科学和技术进行评价和做出相应决定所必需的基本知识和能力，它是一种对科学方法评价的强有力的认知方式，是区分科学和技术并察觉它们之间联系的能力。

首先，教师应引导学生熟读曹冲称象的过程：曹冲叫人把象牵到船上，等船身稳定了，在船舷上齐7kN的地方，刻了一条线。再叫人把象牵到岸上来，把大大小小的石头，一块一块地往船上装，船身就一点儿一点儿往下沉。等船身沉到刚才刻的那条线和水面一样齐了，曹冲就叫人停止装石头。

其次，认知曹冲称象的科学方法。为什么大臣们看到这里不由得连声称赞：“好办法！好办法！”这个办法好在哪里？只要把船里的石头都称一下，把重量加起来，就知道象有多重了。

再次，评价曹冲称象的科学思维。“这么大个家伙，可怎么称呢！”大臣们一个说：“只有造一杆顶大的秤来称”;另一个说：“把它宰了，切成块儿称。”大臣们想了许多办法，一个个都行不通。为什么曹冲称大象的方法就行得通呢？年仅七岁的曹冲就会利用漂浮在水面上物体的重力等于水对物体的浮力这一物理原理，解决了一个令许多有学问的大臣都一筹莫展的大难题，这不得不说是一个奇迹。可是，在那个年代（公元200年），虽然阿基米德原理已经发现了500年，但这一原理直到1627年才传入中国，小曹冲不可能知道这个原理，更不用说浮沉条件了。实际上，聪明的曹冲所用的方法是“等量替换法”，用许多石头代替大象，在船舷上刻画记号，让大象与石头产生等量的效果，再一次一次称出石头的重量，使“大”转化为“小”，分而治之，这一难题就得到圆满的解决。等量替换法是一种常用的科学思维方法。

最后，进行课外科学小实验，让量一量自己手中钢笔的体积。（提示：1.将钢笔没人量杯的水中，记录量杯的总刻度;2.取出钢笔，记录量杯水的刻度;3.总刻度减去水的刻度等于钢笔的体积。）

技术（Technology）是在尊重自然规律的基础上改造世界，实现对自然界的利用，解决社会发展过程中遇到的难题。为适应培养未来人才的需要，在语文教学方面适当融入STEAM教育，可以通过多种形式探讨语文课堂教学，进行课程设置方面的变革与创新，这既注重STEAM教育在课堂教学层面的实践操作与应用，也重视STEAM教育经验的分享。

工程素养（Engineering literacy）是STEAM教育的重要部分，是对技术的工程设计与开发过程的理解。教师在教学部编教材二年级上册《大禹治水》一课时，可以融入STEAM教育，整合工程素养，引导学生展开研读。

一读课文，理解大禹治水是一项伟大工程：很久很久以前，洪水淹没了村庄和田野，房屋倒塌了，牲畜被冲走了，庄稼也被冲毁了，人们只好四处逃荒。

二读课文，感知大禹的科学方法：禹改变了父亲的做法，带领人们开凿了龙门，挖通了九条河，垒起堤坝，把洪水引到东边的大海里。

学生认识到大禹具有敏捷的思維、正确的判断和善于发现问题的能力，他能把理论知识和实践融会贯通，把构思变为现实。工程学则源于需要解决的某个难题，当教学围绕这个本质展开时，就有了一条隐形的线索，即将科学和工程问题有效地结合在一起。

三读课文，领悟大禹治水的奉献精神：晚上，他常常睡在草丘山冈，天蒙蒙亮就又出发了。他的脚长年泡在泥水中，脚跟都烂了，他只好拄着棍子走路。为了治水，禹三十岁才结婚，在家仅仅住了四天，就告别了妻子。禹治水十年，曾经三次路过家门，却顾不得进去看一看。“大禹三过家门而不入，一心一意治理洪水”的工程素养深深地打动了学生的幼小心灵。

四读课文，了解大禹治水的丰功伟绩：洪水终于退了，大地又恢复了欣欣向荣的景象。禹因此成为人们世世代代敬仰和爱戴的英雄。

学生认识到大禹治水具有综合运用资源、优化资源配置的能力，具有保护生态环境意识，实现了社会的可持续发展。

语文教学开展体现STEAM教育思想的研究型学习，教师可以根据自己的实际情况，有选择性的进行实践，因地制宜地开展STEAM教育。STEAM教育理念落地生根关键在教师，教师应该如何做呢？第一，教师的教学中心应放在如何设计有质量的问题，把学习权利交给学生，适时调整课程进度，小组讨论问题;第二，创设STEAM学习情境，要在教会学生上下功夫，即驱动问题、学习目标、情景探究、促进协作、成果作品，缺一不可。

国际社会对于将艺术（Am）纳入STEAM教育的呼声愈加强烈，科学教育领域这场STEAM教育的运动发展势头不断增强。2011年，韩国教育部发布《整合型人才教育（sTEAM）方案》，提出融人人文艺术知识，发展学生综合运用能力;2014年，全美艺术教育学会（NAEA）制定了四项STEAM标准，其中强调了对艺术的重视;2017年，我国教育部教育管理信息中心等机构联合发布《中国STEAM教育发展报告》，就STEAM教育的本土化进程进行了深入阐述。语文学科整合艺术（Am）素养不仅可能，而且可行，特级教师于永正教学《燕子》一文时，把语文和艺术素养融合得天衣无缝，提高了学生的艺术素养，教学片断如下：

（生读第4段）

生：这节写的是燕子落在电线上休息的样子。

师：读懂了。哪些语句给你留下了深刻的印象？大家读读、画画。

生：“这多么像一首正待演奏的曲谱啊！”这句话给我留下了深刻的印象。

师：这句话什么意思？读读想想，“这”指的什么？看看书上的插图。

生：“这”指的是落在电线上的燕子。

生：还包括电线。

师：同意吗？这是什么曲谱？

生：这里指的是五线谱。

师：对，大家看，我这里有一段五线谱。

（出示五线谱）

师：请想象一下，并对照一下插图，远远地看去，落在电线上的燕子连同电线，像不像五线谱？

生：像！

师：这是一个多么贴切而又生动的比喻！我们不得不佩服作者惊人的联想能力！尤其是“正待演奏”这四个字，更富有启发性。请同学们认真想一想，这会是一首什么样的、正等着我们去演奏的曲谱呢？

生：这一定是赞美燕子的曲谱，是那首《小燕子》！

师：我想是的。同学们，教室里有架钢琴，谁能把这首美妙动听的曲子演奏一下？（生哗然）我来演奏，同学们唱，好吗？要唱得甜甜的，美美的。

（师弹奏《小燕子》，生和唱。教室里回荡着“小燕子，穿花衣，年年春天来这里……”）

师：同学们唱得很好听，从歌词中我们进一步领略了燕子的美。

于永正老师的这段教学实录证实了艺术在STEAM教育中的价值，对“A”元素的教育特点及价值认识极其深透，艺术素养融合十分高效，为我们积极探索和深入研究STEAM教育提供了实践参考。STEAM教育中的“A”集中了精致艺术、人文艺术等诸多内容，教师要注重学生艺术素养的培养，强调从艺术的角度理解和诠释课文。

数学素养是STEAM教育的五根支柱之一，也就是学生发现、表达、解释和解决多种情境下数学问题的能力。数学素养属于认识论和方法论的综合性思维形式，它具有概念化、抽象化、模式化的特征。具有数学素养的入善于把数学中的概念结论和处理方法推广应用于认识客观事物，具有哲学高度和认识特征。教师在教学《南辕北辙》一课时，可以开展课外拓展性阅读，融入STEAM教育，整合数学素养。

一是融入地理知識：地球是圆形的，赤道周长是4076千米。

二是融入数学知识：那个人说自己的“马跑得快”“车夫是个好把式”“不怕时间久，我带的盘缠多”。假如他每天行走100千米，他绕行赤道一周到楚国去，大约需要多少天？（400天）约合（1）年（1）个月（5）日。通过数学运算，学生.瞳得楚国在南边，他硬要往北边走，他的马越好，赶车的本领越大，盘缠带得越多，走得越远，就越到不了楚国。虽然条条大路通楚国，但还是最好选择最近的道路走。

三是融人词汇知识：思考“南辕北辙”的感情色彩（贬义）？它的近义词有哪些？（背道而驰、缘木求鱼、适得其反、事与愿违、升山采珠）它的反义词有哪些？（如出一辙、亦步亦趋）

四是融入社会生活：现实生活中有“南辕北辙”这样的故事吗？比如安徽省芜湖市交警在高速路上拦住一个骑自行车的男子，他自称是骑车回家过年。该男子从山东日照出发，目的地黑龙江齐齐哈尔，结果被人指错了路，骑了一个多月来到了芜湖市。交警和收费站的工作人员一起为他买了票，帮他坐上了回家的车。

语文学科是各门课程的基础，数学（Mathe-matics）是作为技术与工程学科的基础工具。由此可见，生活中发生的大多数问题需要应用多种学科的知识来共同解决。

探讨当前国际教育界热点前沿话题一STEAM教育在小学语文教学中的推广应用，是因为语文学科本身就涵盖科学、技术、工程、艺术、数学知识，这些知识之间存在着一种相互支撑、相互补充、共同发展的关系。如果要了解它们，尤其是它们之间的关系，就不能独立其中任何一个部分，只有在交互中、在相互的碰撞中，学生才能实现深层次学习、理解性学习，也才能真正培养学生各个方面的技能，提高核心素养。