STEAM 理念下的小学科学探究性实验教学

福建省福鼎市实验小学 吴桂胜

STEAM 教学是一种将数学、科学、工程以及技术进行高度集合的全新教学理念。与传统的教学理念相比，STEAM 理念具有明显的综合性，在这种模式下培养出来的人才具备多种不同的技能，属于复合型人才，具有很强的竞争力。

一、STEAM 理念运用现状

目前，国内的部分小学已经开始在小学科学实验性实验教学活动中运用STEAM 教学模式。虽然取得了一定的成果，但是也暴露出了一些问题。其中比较具有代表性的问题就是没有实现各个学科之间深层次融合，每个学科的知识在运用的过程中都是相互独立的，彼此之间缺乏必要的牵引。特别是在思维模式层面，还无法做到将多个学科知识点纳入到统一的思维模型当中。小学生们的注意力很容易被各种实验技巧以及实验现象所吸引，忽略了知识之间的关联性，虽然看上去懂得了很多新知识，但是在运用知识的时候会回归到传统的思维方式中，无法真正发挥出STEAM 教学模式的优势。

二、小学科学实验教学与STEAM理念的具体融合方式

（一）利用STEAM 进行学科间融合

在STEAM 教育理论中，要善于利用各个不同学科知识点之间的交叉，这种知识点的交叉一方面可以帮助学生们在头脑中构建起跨学科的知识体系，另一方面也可以锻炼小学生们知识迁移的能力。在进行跨学科知识融合的过程中，教师需要以“学科融合”的指导思想来布置教学计划，在实际教学工作中，教师可以通过介绍某一个知识点在不同学科之间的应用进行跨学科的知识串联，同时通过综合性的实验让小学生们更为直观地理解各学科之间的共性。特别是在多媒体技术的帮助之下，教师在进行教学设计的时候可以利用视频、音频等多媒体素材全方位调动小学生们的感官，充分利用小学生们反应灵敏、想象力丰富的特点，让其可以在教室中感受到不同的教学情境，一方面激发了小学生们的学习积极性，另一方面也有助于其注意力的集中，一举两得。小学科学学科实验教学对于学生来说有着非常重要的作用，老师需要合理地将实验应用到课堂之中，这样才能有效地提高科学课堂教学，为学生的科学学习打好坚实的基础，学生的学习效率提高，整个课堂教学效率也能够得到提高，学生的学习也能够得到提高。

这里以小学科学二年级上册中的《观察月相》一课作为例子。本节课的主要任务是让学生们了解月相每个月的变化规律，通过对月相的观察来培养小学生们观察事物的基本方法。为了更好地让小学生们了解月相发生的原因以及规律，需要采用课堂实验来加以说明。在实验正式开始之前，教师要将自然科学方面的知识与其他学科，比如语文、音乐等进行高效结合。可以通过播放一些宁静、祥和的音乐，比如《小夜曲》《多瑙河》等来营造出一种夜晚的静谧感，也可以播放一些歌颂月亮的古代诗词。将各个学习中有关“月亮”这一主题的相关知识融合到一个完整的实验中，可以让小学生们快速联想起自己所熟知的夜晚，对于接下来要进行的实验充满期待。此时教师要走下讲台，在讲台上放置一个地球模型与月球模型，然后用手电筒作为光源将月球的图像投射到黑板上，小学生们此时就可以在黑板上看到一个月相，教师缓缓移动月球模型的位置，并且让学生们观察并记录下月相的变化情况。通过这样的实验让小学生们以最为直观的方式了解到了月相的变化情况，同时在观察实验的过程中，学生们也会注意到模型距离黑板的位置对于月相的大小产生了影响，在学习月相知识的同时也普及了数学方面、语文方面以及音乐方面的知识，与STEAM 理念的要求相吻合。

（二）通过STEAM 锻炼学生们批判性思维

批判性思维对于小学生来说是非常珍贵的，一方面可以帮助小学生们逐渐形成独立的人格，让其可以进行独立学习，另一方面可以防止学生们陷入机械性思维模式，对于接收到的知识进行甄别，提高思维能力。从实验教学的角度来说，就是要以问题作为实验的根本驱动力，让学生们带着对问题的思考来进行各种实验，并且在实验的过程中尝试通过自己的思索来解决问题，在这个过程中，小学生们要始终保持清醒的头脑，在遇到自己不确定的信息的时候，要主动尝试与其他学生进行深度合作，而在探讨的过程中，旧的问题被解决，新的问题又随之出现，不断出现的新问题就成为了学生们主动探索知识的原动力。对于教师来说，训练小学生们批判性思维要遵循几个基本原则。第一，可以在适当的时候故意提出一些错误的观点或者是提出一些错误数据，并且以引导的方式让小学生自己发现问题。第二，教师所抛出的问题要具有一定的科学性，其答案不能是纯主观的，需要以客观的知识内容以及科学方法作为依托。第三，提出的问题要具有迷惑性，通过多层逻辑问题让小学生们尝试进行复杂思考，锻炼其逻辑思维能力。

这里以小学科学二年级下册中《磁铁怎样吸引物体》一课作为例子。这节课的知识点与上一节课的《磁铁能吸引什么》之间存在很强的关联性，是对上一节课所学习的知识的一种延展。在进行实验之前，教师可以提出这样一个问题：同学们，我们上一课学习了磁铁能吸引什么，那么大家说一说能够被磁铁吸引的物体有什么共同的特征？这是一个导入性的问题，经过简单的讨论学生们就可以总结出结论：磁铁能吸引金属物体。此时教师可以抛出第二个问题：如果是其他形状的磁铁可以让小车移动吗？在进行第三步实验的过程中，教师可以故意做出一些错误的动作，比如说用磁铁快速接近小车，或者是在磁铁外部包裹其他材料，这些错误的方式会对实验结果产生影响，小学生们会发现实验现象与课本的记录不相符，进而形成思考，最终判断出是教师的操作出现了问题，通过这种方式锻炼其批判思维能力。

（三）利用STEAM 促进学生合作、端正学习态度

在STEAM 理念框架中，实验教学的一项重要工作就是通过各种大型实验以及合作研究活动来促进学生们之间的沟通与交流，教师要减少自己在实验中所发挥的作用，让小学生们自己组织实验。一方面由于某些实验的过程过于繁琐，小学生们为了确保实验能够正常进行，就会自觉进行合作；另一方面为了保证实验结果的正确性，需要以严谨的态度来应对每一个实验步骤。通过这种高自由度的实验课程锻炼小学生的合作能力，帮助其养成严谨的学习态度。

这里以小学科学二年级上册中《神奇的纸》一课作为例子。在进行实验之前，教师只公布该实验的目的：通过实验来了解材料经过加工、处理之后可能会发生变化。至于实验的其他环节，比如实验材料、实验步骤、实验方式等让学生们自由准备。根据教材的提示以及同学之间的讨论，学生们会准备普通纸、热水、食用油等材料。通过将纸分别浸泡在热水与食用油中来观察纸的变化。学生们通过这种独立的实验，一方面可以更为深入地了解本课的知识点，另一方面也能培养学生们强大的自信心与满足感。

三、结语

将STEAM 理念与小学科学实验教学工作进行融合，可以很好地提升小学生们的综合能力，通过活动设计、抛出问题以及重构教学情境等方式提升小学科学实验教学效率，具有良好的应用前景。