基于STEAM教育理念的小学科学课堂实验教学研究

赵婄 李帅军

摘 要：随着教育信息化进程的不断推进，我国的教育界面临着全新的机遇和挑战，STEAM教育凭借着独特的人才方式和教育理念，受到了全世界的关注，也成为了教育工作者所应用的热点教学方式。基于此，文章分析了如何在该理念背景下加强小学科学课堂实验教学的效果，并地提出了几点方法，旨在对小学生教育工作人员提供一定的参考。

关键词：STEAM教育;小学教育;科学教育

引言

STEAM教育源自STEM教育，它是一种当今世界培养STEAM教育的重要举措，由美国率先开展，并且美国将这种教育方式已经提升到了国家战略高度，该教育模式主要培养科学、技术、工程、数学等技术和应用类型的人才，利用领先的科技优势来保持美国的国际竞争力和国际领导力。目前，国内外众多的学者都针对该教育模式进行了理论和实证研究。美国学者MichelleH.Land分析了当前美国教育领域中所采用的该模式所存在的不足及其改进策略，认为ARTS教育理念可以弥补STEM教育理念的不足，也可以是小学生对于人文知识的掌握更加深刻。

一、注重激发学生的学习兴趣

爱因斯坦曾经说过，兴趣是最好的老师。尤其是对于广大小学生来说，要想使学生们充分的投入到课堂活动中，必须调动学生的主观能动性，提高学生的学习兴趣。教师在运用STEAM教育理念进行教学时，可以构建出边玩边学的教学模式，使学生寓教于乐，充分调动起学生的热情。所谓的边玩边学，主要是以教育为主，并不是真正意义上的单纯做游戏，而是通过游戏的区别性来调动起学生的思维，使学生能够在游戏项目当中获得相应的科学知识。

上述过程可以使学生在玩耍中获得相应的知识，使学生一边在公园中欣赏靓丽的景色，同时也获得了愉快的学习体验。然后教师在正式教学时，可以使学生观察每一片叶子的实际特点，并用语言描绘出来，通过对比不同树叶和花朵，学生可以发现，几乎所有的树叶都有自身的叶脉、颜色和形状他们之间各不相同，但又存在一些相似的地方。教师这时可以为学生们讲明本节课程的重点——植物的多样性，然后将实验所涉及到的植物图谱相关知识通过实物讲解的方式渗透给学生。上述实验对比可以起到事半功倍的效果，同时也可以使学生体会到科学课堂和知识的魅力所在。

二、充分把握教学时机

STEAM教育理念所倡导的教学是一种开放式的轻松教学理念，教师在这种情况下，为了充分地把握住每一个教学时机，实现良好的教学效果，必须首先摒弃传统落后的教学观念，根据学生的兴趣爱好、学习能力和知识储备，将学生划分为不同的学习小组，然后再针对不同小组内学生的实际情况制定出差异化的教学方法，避免学生出现掉队的情况，最终使全体学生都能够紧跟教学的步伐。基于STEAM教育理念小学科学课堂在新课标的实验过程中，主要是通过联系生活、贴近实际，使科学课程和生活之间联系得更加紧密。任何一种脱离了实践的教育活动都会成为无根之木，使得学生在学习过程中注意力难以集中，学习质量下降，更无法提高学生的科学素养。

三、结合实验需求创设教学情境

在STEAM教育理念下，小学科学教师要不断地引导学生为学生营造一个与实验内容相匹配的真实情景，这种情况应该具备一定的探索功能，使学生在自主的实验过程中能够独立思考，积极探究，不断活跃大脑思维，激发学习兴趣，体验到科学的乐趣。在STEAM教育理念下，教师还应该为学生在科学教学中融入一定的人文素养，尤其是提高学生对人文知识的理解和掌握。所以教师在带领学生实验过程中，要倡导学生尊重自然、热爱自然，感恩自然，对自然界中的生命具备足够的尊重。

基于STEAM教育理念的小学科学课堂在上述基础上，还要做到以实际的科学项目作为基础单元来驱动学生不断成长。项目驱动教学方法是该教育理念的初衷之一，这一理念要求在实验过程中明确实验结果，但模糊实验的任务，注重学生探索思维和实验能力的培养。所以在具体的教学过程中，教师应该使学生在课堂上自主讨论，在有限的时间内完成基本的实验操作，但并不要求学生们能够完全的了解实验的每一个细节，对所有的步骤完全烂熟于心，或者学生在教师的带领下机械地操作，而是需要以最终的任务目标作为驱动，使学生能够真正地成为课堂教学的主体，展开自主思考。

四、在科学实验中培养学生的探究能力

在STEAM教育理念的小学科学实验教学过程中，往往涉及到多门学科的综合性应用，这一方面要求学生能够具备一定的理论知识，尤其是科学方面的知识，同时还需要具备一定的探索精神，在探索精神的驱动下，利用自身的知识来不断地向未知领域出发。所以在教学过程中，教师首先要结合学生的实际情况和教学大纲的要求，为学生设置一些具备难度的实验任务，从而使学生在完成任务过程中，思维、能力和见解都得到明显的提高。学生在完成老师布置的任务过程中，很可能课堂上所学到的知识难以解决任务，使得学生不得不自主学习一些知识，逐步地探索未知的领域。上述过程可以使学生的能力得到极大地锻炼。除此之外，由于在STEAM教育理念教学下展开了实验内容涉猎十分庞杂，为了集思广益，可以采用合作探究的方式来共同完成实验任务，必要时可以将学生划分为不同的小组，每个小组负责一项子课题。

在交流过程中笔者发现一些小组由于组内成员彼此之间默契协调，在正式实验之前就制定了详细的实验计划，使得过程中变得十分顺利高效，小组成员都体会到了成功的喜悦，而那些小组成员可能由于各种各样的原因实验以失败告终。面对这种情况，教师要不断地引导学生摆正心态，积极的总结实验失败的教训，为后续的学习和生活积累经验，同时为学生灌输失败同样是有价值的思想。这样就可以使学生养成正确的学习态度，从而不断的刻苦钻研，形成核心素养，这也是学生养成坚韧不拔的品质所必不可少的一部分。

学生在设计实验和操作过程中，难免会遇到很多问题，学生在这个时候会产生知难而退的心态，而另一些学生会由于自身的好奇心展现出越挫越勇的强大心态。教师要为学生树立正确的思想意识，教导学生一定要有足够的勇气和信心来面对困难，同时要正确地认识到自身的不足之处，针对性地弥补自身的薄弱环节，在掌握科学知识的同时提高心理素质和综合能力。除此之外，教师在STEAM教育理念的教学背景下，也有义务对教学内容作出一定的扩展，使学生在分析问题和解决问题过程中形成系統的科学思维获得开阔的视野，最终能够彻底解决实际生活和学习中出现的问题，这是素质教育改革的核心目的。但值得注意的是，教师在日常教学过程中，要与学生进行积极的沟通交流，了解学生的短板和兴趣，及时跟踪学生的学习感受和学习状态，鼓励学生对实验教学中所出现的问题提出一些合理建议，只有这样才能为教学的目标提供坚实的保障。

五、设计项目式课程

在践行STEAM教育理念下的小学科学课堂实验教学过程中，教师要教导学生积极与他人合作，积极探究问题，激发学生的好奇心。如果学生的好奇心得到良好的激发，那么他们的求知欲也会展现出来。所以广大小学科学教师要为学生提供创造和探索的机会，使学生亲自参加各种科学实验的设计和制作，针对实验所得到的数据来提出自己的猜想和假设，并重复实验验证猜想，这对于培养学生们积极探索的精神有着重要的帮助，也是核心素养下小学科学教学的必然选择。

科学教师在具体的实施过程中，可以将该理念融入到具体的教学中，使学生们树立数学、艺术、工程、设计等全方位、立体化的思维。例如，在制作灭火器的教学过程中，教师可以根据学生喜欢玩耍的天性进行具体的分析判断：与中年级学生相比，高年级段的学生具备了一定的动手能力和独立思考能力，所以可以彼此合作，共同完成项目，同时高年级的学生对于燃烧和火焰的熄灭都有一定的认识，但往往不知道其中的本质，所以可以将这节课程的教学目标设计成如下几部分。

第一个目标：理解火焰燃烧和熄灭的基本条件;第二个目标：培养学生们安全用火的防范意识;第三个目标：学会制作简单的灭火器并合理的应用。为了顺利地实现上述教学任务，教师可以在科学实验中融入STEAM教育理念，引导学生积极的探索，笔者首先为学生展示了一个玻璃瓶将燃烧的火柴扣住的场景，学生们发现火柴在短时间内就迅速熄灭，远远小于火柴正常燃烧所熄灭的时间，这说明空气当中存在某种成分可以帮助火柴燃烧，然后在此基础上为学生讲述灭火器的基本原理，引导学生思考灭火器如何工作才能使火焰熄灭。再弄清楚灭火器的工作原理以后，让学生利用工具来制作一个简单地灭火器。在制作过程中可以将学生分成几个不同的小组，每个小组独立制作，最后对各小组的制作成果进行评价。

六、对学生展开积极引导

根据笔者的调查来看，目前一些教师在教授小学科学课程是非常重视理论知识的传递，而对于学生的科学思维和学科素养，尤其是核心素养的重视程度远远不足，使得小学生的探索能力和科学精神没有被发掘和培养起来。这就需要教师能够将STEAM教育理念充分地融入到教学过程中，以学生作为教学的主体，从课堂实际出发，使学生们充分地感受到科学课程所蕴含的独特魅力，并在学习过程中学会合作、学会思考、学会探索。

在具体的教学过程中，教师要将课堂的主动权完全交还给学生，自身起到引导和鼓励的作用，通过引导学生们参与更多的实践活动，使学生们的大脑和双手都动起来。教师在上述过程中所起到的作用是点拨和指导，帮助学生们仔细地寻找到科学的真相。例如，在学习《小猴子掉下来》这一课程时，学生们在最初很可能仅仅感觉这一课程很好玩，很有意思，而教师应该在此基础上引导学生们发现斜面的不同高度，使得小猴子掉下来的速度也有着明显的差别，然后再通过滑块等模型给学生们做对比实验，最后使学生们能够意识到斜面在生活中的应用，进而提高自身的科学素养。

在讲述迷你手电筒过程中，教师可以从生活中的家用电器出发为学生引导，引导学生如何制造一只小型的迷你手电筒，在外出的时候方便使用。这种贴近日常生活中的教学，可以使学生们能够感受到知识的魅力，更好地理解学以致用的含义。为了使学生们能够顺利的制作完成手电筒，教师在教学过程中要尽可能地将复杂的理论简单化，从实际出发，带领学生们了解电流和电路的基本构成，并不要求学生们对此掌握过深，而是要求学生们在应用的层面能够有一个感性的认识即可。这样，将学生们的知识和能力培养融入到具体的问题情境中，来让新的思路和产品能够解决他们生活中的实际问题，提高其知识的运用能力。

七、结束语

小学科学教学内容在核心素养的背景下涵盖了科学、技术、数学和艺术、工程等各个专业领域的知识，要求小学生能够在实验过程中锻炼一定的实验操作能力，并形成一定的科学素养，这就需要学生们能够综合运用不同学科的知识。所以广大小学科学教师首先要正确的树立起STEAM教育理念，在日常教學过程中树立学生的主体地位理念，充分地发挥出自身的引导作用，精心设计实验的各个环节，并在学生具体操作过程中不断引导，激发出学生的参与热情和学习兴趣，能够因材施教，展开差异化教学，使学生能够在动手操作中提高自身的实践能力，获取科学知识，形成核心素养。

参考文献：

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作者简介：赵婄（1995- ），女，汉族，陕西延安人，硕士生，研究方向：信息技术教育应用;李帅军（1996-），男，汉族，山西运城人，硕士生，研究方向：信息技术教育应用