运用STEAM理念重构科学课堂探究

孙飞

摘 要：STEAM教育强调技术教育手段应用，提倡跨学科拓展教学范围，有利于培养具有综合素质的复合型人才。运用STEAM理念重构科学课堂，能打破学科壁垒，让学生将不同学科的知识联系起来，做到融会贯通，更好地实现提高学生科学素养这一根本目标。文章结合教学实践，对运用STEAM理念重构科学课堂进行探究。

关键词：科学教学;STEAM理念;重构;科学课堂;科学素养

中图分类号：G623.6 文献标志码：A文章编号：1008-3561（2021）12-0090-02

《教育信息化“十三五”规划》提出，有条件地区要积极探索信息技术在“众创空间”跨学科学习（STEAM教育）、创客教育等新的教育模式中的应用，鼓励发展STEAM教育。在科学教学中，教师运用STEAM理念重构科学课堂，能打破学科壁垒，让学生将不同学科的知识联系起来，并做到融会贯通，更好地实现提高学生科学素养这一根本目标。本文结合教学实践，对运用STEAM理念重构科学课堂进行探究。

一、用心选题

科学课程涉及物质世界领域、生命世界领域和地球空间领域等三大领域的内容，这些内容不可能完全融入STEAM理念。因此，在科学教学中融入STEAM理念会涉及选题的问题。要选择适合的内容融入STEAM理念，就要做到两个“切合”。

（1）切合教材。所谓切合教材，即选取教材中适合融入STEAM理念的内容，主要是工程技术方面的内容。人类为了生存，为了探究自然界的变化规律，制造了工具，改进了工具，出现了大量的发明创造。教师带领学生了解祖先的发明创造，体验发明创造的过程，不仅能让学生产生敬意，还能启蒙学生工程技术思想。例如，在“太阳钟”一课的教学中，教师可融入STEAM理念。明确太阳钟制作的原理是科学的内容，如何设计太阳钟是从技术的角度考虑问题，怎样分工完成是从工程的角度考虑问题，做出精确的刻度要运用数学知识，怎样使做成的太阳钟方便、美观要从艺术的角度来考虑。因此，融入STEAM理念，制作简易的太阳钟就不再是单纯的制作。学生在学习原理后，要进行设计，画图纸，选择材料，完成制作，并进行改进。STEAM理念的融入，使原本枯燥的制作变得生动有趣，能激发学生的探究热情和求知欲。

（2）切合学生。儿童是天生的工程师，技术与工程领域的学习可以使学生有机会综合所学的各方面知识，体验科学技术对生活和社会发展的影响。因此，教师在选择融入STEAM理念的教学内容时，必须以学生为中心。科学教学应考虑到不同年级学生的心理特点、认知特点，让学生在学习中动手动脑，学会关注生活，综合运用所学知识，真正着眼于科学素养的提升。例如，在“空气的性质”一课的教学中，教师可把探究压缩空气力量的实验改为制作空气动力小车，再通过组织比赛，引导学生运用所学知识设计制作。这能将STEAM理念、工程技术思想与教学内容有效整合在一起，有利于激发学生学习兴趣，调动学生学习的积极性和主动性，切合学生的心理特点和认识特点。

二、匠心选材

在科学课上，选择好的材料是成功的一半。因此，教师独具匠心的选材，能收到事半功倍的教学效果。

（1）提供选择。提供选择是指教师应尽可能为学生多提供不一样的材料，或不同规格的材料供学生在实验时使用。选择不同的材料，实验效果会有很大的差别。在选材的过程中，学生会经历探索和发现的过程，这与STEAM理念相切合。例如，在“声音的产生”一课的教学中，教师可给学生提供一些材料，让学生制作一个能证明声音的产生是由于振动引起的实验装置。教师在提供材料时，不能局限于教材，要给学生提供不同的材料，让学生体会不同材料对实验的影响，以提高学生创造性解决问题的能力。

（2）创新改进。创造性地运用材料，能提高实验效果。例如，在“冷空气和热空气”一课的教学中，在引导学生做小纸蛇时，教师可给学生提供锡箔纸。这样，学生做出来的小蛇的重量会比较轻，并且结实有光泽，旋转起来特别炫目，更容易激发学生的探究热情。又如，在“热的传递”一课的教学中，教师可使用变色油墨进行实验，这能非常明显地看到物体表面的颜色变化，实验效果会更好。

三、精心授法

技术与工程领域教学提倡“做中学”。所谓“做中学”，就是边学边做，边做边学，“做”是做产品，“学”是学方法。STEAM理念下的科学教学，更关注的是设计之法和改进之法。

（1）设计之法。设计是工程技术的关键，而在传统科学教学中，设计常常会被忽视。很多教师在刚接触STEAM理念时，总觉得这是成人做的事，跟孩子讲设计是拔苗助长，而事实并非如此。马克思说过，最蹩脚的建筑师一开始就比最灵巧的蜜蜂高明的地方，是他在用蜂蜡建筑蜂房以前，已经在自己的头脑中把它建成了。学生参与设计，能通过图纸、文字、语言等，表达自己的想法。在这个过程中，学生真正思考了，真正把自己学到的知识以及生活经验表达出来了，接下来的制作，无论成功与失败，做出来的都是自己的东西，凝聚着自己的智慧和创造。例如，在“降落伞”一课的教学中，教师可让学生进行设计，并要求学生精心选择材料，精心设计。用什么材料制作伞面，做多大的伞面，用多长的线，都要有详细的计划。要画出简单的设计图，并在图上标明。这个过程看似浪费时间，实际上却能节省时间，因为画好设计图后，制作的过程相当快，少走了许多弯路。因此，在科学教学中，教师更应该注重教给学生设计之法，一个会设计的学生必定是一个会思考的学生，一个会思考的学生必定能学好科学课程。

（2）改进之法。STEAM理念下的科学教学，除了要关注设计之法以外，还应关注改进之法。有科学家预测，材料科学有望成为未来十年最重要的技术。实际上有许多领域设计水平已经达到了一定的高度，而材料却成为了改进的阻碍。材料的改进仅仅是一个方面，而设计的改进更为重要。许多好的产品都是在最初的设计之上慢慢改进而来的，没有谁能一次性设计出完美的产品。因此，让学生从小就学会改进自己的设计至关重要，这也是STEAM理念给我们的一个重要启示。例如，在“各种各样的能量”一课的教学中，教师设计了一个制作水火箭这一工程技术活动。在课堂上，教师让学生欣赏了一个简易的水火箭模型，并介绍了制作原理，之后，将学生分成若干小组进行设计。在接下来的一个月的时间里，教师定时与学生交流，从材料节约、外形美观、结构合理等方面启发学生对自己的设计进行改进。一个月的时间虽然比较漫长，但能让学生有足够的时间改进自己的设计，从而使自己制作出来的水火箭更加完美。在最后的发布会上，学生们展示出许多精美的水火箭。教师在教学中成功地融入STEAM理念，能让学生在改进中思考，在改进中探究，在改进中提高，有效提升了学生的科學素养。

总之，运用STEAM理念重构科学课堂，能打破学科壁垒，让学生将不同学科的知识联系起来，做到融会贯通，更好地实现提高学生科学素养这一教学目标。虽然STEAM理念对许多教师来说还是新鲜事物，并且STEAM强调的跨学科学习包含许多内容，但只要我们有一颗探索的心，用心选题，匠心选材，精心授法，科学教学就一定能尽快地融入STEAM理念，一定能大放异彩。

参考文献：

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