STEAM教育理论下小学科学单元主题活动的教学探究

许 佳

（沈阳市浑南区第二小学）

STEAM即科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、艺术（Art）和数学（Mathematics），是一种以项目学习、问题解决为导向的多学科融合教育。随着STEAM教育理论支持下教学活动的深入开展，很多小学科学教师越来越认识到艺术等人文素养在教学活动中的重要作用。他们将艺术等融入其中，形成了STEAM教育理论支持下教学活动潮流。STEAM教育理论支持下教学活动的出现改变了传统的教育理念和思维方式，引导人们探索新型的教学方式。STEAM教育理论支持下的教学活动是以项目学习、问题学习为主的学习方式，注重过程和实践，以真实问题为向导，强调知识与能力并重，倡导“做”中“学”和创新思维及能力的培养。

《义务教育小学科学课程标准（2017年版）》在课程目标中新增了技术与工程领域的内容，强调要使学生养成“动手做”解决问题的科学习惯，提倡跨学科学习的学习方式。而STEAM教育理论是一种以项目学习、问题解决为导向的课程组织方式，它将科学、技术、工程、艺术和数学有机融为一体，有利于学生创新能力的培养。科学教师可以尝试将其用于自己的教学实践，这就要求科学教学要依托先进的技术和理念创设开放式的学习环境，让学生在“做中学”。我尝试着将STEAM教育理念融入到小学科学课程设计与教学实践中，从教、学、评三维度设计STEAM单元主题活动并展开实践。学生开展STEAM单元主题学习时，以研究主题为引领，不断挑战自我，参与整个过程，从而体验成功，获得发展。

一、STEAM单元主题活动的教学设计

进行STEAM单元主题活动的设计时，我以《义务教育小学科学课程标准（2017年版）》为指导，基于苏教版小学科学新版教材，结合教学参考书，分别从科学、技术、工程、艺术、数学学科五个方面对一、二、三年级小学科学教材进行梳理，找出每节课能体现出的STEAM教育理论元素，将每个单元的STEAM教育理论元素进行有机整合，融入STEAM教育理论核心理念，从而确立一个单元STEAM学习主题。（如表1）

表1 STEAM单元主题活动汇总（一、二、三年级）

（一）确立STEAM单元活动学习主题

苏教版《义务教育教科书·科学》二年级下册第四单元“打开工具箱”中的“认识工具”一课的教学目标是了解常见工具的功能和使用方法，第二课“拧螺丝”的教学目标是通过制作小板凳学习螺丝刀的使用，第三课“做个小温室”的教学目标是设计并制作小温室。其中，第一课了解工具的功能和使用是为后两节课打基础，制作小板凳和做个小温室内容相似，考虑到后者在画设计图和制作中还包含数学M元素，因此将本单元整合内容初步确定为“制作小温室”，增加了对温室的装饰内容即添加艺术A元素，最终确立了STEAM单元活动学习主题为“制作小温室”。

苏教版《义务教育教科书·科学》三年级下册第三单元“声音的奥秘”中的第一课“声音的产生”的教学目标是能用多种方法使塑料袋、尺子等物体发出不同声音，第二课“声音的传播”的教学目标是通过制作“土电话”等探究活动，发现声音可以在固体、空气和水中传播，第三课“不同的声音”的教学目标是在观察、制作的活动中描述声音在音量、音调等方面的不同。可以将这三节课的活动整合为“制作土电话”这一探究活动，体现科学和技术的学科理念。增加土电话造型设计和材料选择的内容，体现工程E的学科理念；增加电话线长度的探究，体现数学M的学科理念；增加对土电话的装饰内容，体现艺术A的学科理念。从而形成一个STEAM单元活动学习主题——制作“土电话”。

（二）丰富STEAM主题活动教学过程

STEAM主题活动的教学过程包括三个部分：要做什么，（活动的目的）用什么做，（设备、要素和材料等）以及达到什么效果。（学生发现了什么、收获了什么）如二年级下册STEAM单元主题活动“小温室”的教学过程：要做什么，（制作小温室）用什么做，（材料和工具：木筷、树枝、绳、钉子、锤子等）以及达到什么效果。（利用现有条件设计小温室，并绘出简单设计图；能够选择合适的材料和工具制作小温室；能对小温室作品进行评价）再如三年级下册STEAM单元主题活动“土电话”的教学过程：要做什么，（制作土电话）用什么做，（材料和工具：纸杯、牙签、绳、彩笔、剪刀等）以及达到什么效果。（利用现有条件设计土电话，绘设计图；能够选择合适的材料和工具制作土电话；能对土电话作品进行评价）

基于教材开发单元活动主题，融入STEAM理念丰富主题，可以激发学生探究的兴趣，提高他们的课堂主体地位。以研究主题为主线，使学生参与到整个探究过程，实现了“深度学习”。

二、STEAM单元主题活动的学习方式

STEAM主题活动的学习过程包括以下三个部分：要做什么（活动的目的），用什么做（设备、要素和材料等），以及达到什么效果（学生发现了什么、收获了什么）。在教学中充分体现了学生在课堂中的主体地位，教师在课堂上则起到引领、协助的作用。这种学习方式下，要明确主题活动的目的，要准备相关的设备和材料，要判断预期达到的效果并以此促进学生的自主探究。

（一）分组进行团队协作

在STEAM主题活动的实施阶段，首先要对学生进行分组，形成团队。团队合作的力量是无穷尽的，一旦被开发，这个团队将创造出不可思议的奇迹。团队协作能力是教学取得成功的基础，只有依靠团结的力量，才能把个人的愿望和团队的目标结合起来，超越个体的局限，发挥集体的协同作用，产生“1+1＞2”的效果。

教师在划分小组时，需要全面了解学生，根据班级学生的实际情况，有意识地将不同学习基础、不同学习类型的学生进行分组，使得班级小组间基本上是学习能力均衡的、可以完成学习任务的。根据学生的各自特点，每组要选出组长、指导员、管理员和记录员。具体分工如下：

1.组长：领导其他学生担任好他们的角色。

2.指导员：指导团队所开展的每一步工作，关注任务完成的进度，鼓励队员们去重新尝试。

3.管理员：收集、组织材料，并指导材料的使用。

4.记录员：记录队员们的想法，负责填写STEAM主题活动学习卡。

这样设计的目的是为了让每个学生在合作中都有展示自我的机会，让潜能生在互相帮助中不断进步，体验成功的喜悦。让学优生也能找到提高自我学习能力的方法，鼓励他们在学习上形成你追我赶的竞争氛围，从而提高整个班级的学习气氛。让不同层次的学生都参与到主题活动中来，实现全体学生的“深度学习”。

（二）制定团队规则

教师要让每一个学生知道：你们是一个团队，你们需要遵守下面的团队规则。

1.相互平等，相互尊重。

2.相互欣赏，相互包容。

3.敢于沟通、勤于沟通、善于沟通。

4.信任是成功协作的基石。

5.勇于负责，对团队忠诚。

要让每一个学生都参与规则的制定，增强他们的责任感和规则意识，促使其更深入地思考并顾全大局。通过制定团队规则，可以促进主题探究活动的顺利进行，排除干扰，提高“深度学习”的质量。

（三）设计主题活动学习卡

STEAM主题学习活动一般在对应的单元内容学习结束之后开展，通过主题学习，达到对单元的内容进行复习、巩固、拓展和提升的目的。为了帮助学生更好地自主探究，提高探究的效率和质量，我设计了主题活动学习卡，包括“学习任务”“设计并完成‘我的作品’”及“展示、交流、评价、反思”三个部分。

1.明确学习任务

在进行STEAM主题活动学习时，学生先要根据STEAM学习卡明确本次学习的任务是什么，需要创作完成的作品是什么，需要什么材料和工具，制作流程是什么。小组学生在一起协商，共同探讨，使不同层次的学生都实现了“深度学习”。

2.设计和制作

在这一环节，学生根据上一环节确定的材料、工具和制作流程进行设计和制作。首先，对作品的外观形态进行设计。其次，小组共同探讨，进行修改和完善。最后，定稿。接下来，学生根据设计图选择材料和工具进行制作，制作时按照分工进行合作。

3.展示—交流—评价—反思

这一环节，学生进行作品的展示和交流。从个人汇报展示到全组集体汇报展示，逐步对学生进行培养和训练。针对有些学生表达能力不强，语言缺乏逻辑性的弱点，我设计了展示汇报语言模板。学生可以按照模板进行汇报：

我们制作的作品是________，我们选择的材料和工具是________，我们在制作时遇到的困难是____，我们解决的办法是________，作品的优点是______。

学生汇报结束后，其他小组进行评价，从优点和需要改进点两个方面入手，在评价过程中学生可以交流互动，充分发表自己的意见，也可以提出质疑和反对意见。在这一过程中，学生的思维能力和语言能力得以提升。

在整个学习过程中，我坚持以学生为中心，引导他们体验解决实际问题的过程，在探索中锻炼了其创造力。我鼓励学生去质疑和反思，引导他们去创新。学生在我的引导下发挥主体作用，选择需要的材料与工具，参与策划、组织、实践、反思与改进等，实现了“深度学习”。

三、STEAM单元主题活动的评价方式

为了确保主题活动顺利开展，我们制定了自评、互评和师评三维评价体系，以评促学。评价表由教师和学生共同设计完成，主要为星级评价，每个评价项目满分为三颗星。学生自评、互评和教师评价贯穿STEAM主题活动学习的整个过程。（如表2）

表2 STEAM单元主题活动学习评价

评价对学生的行为具有导向作用，我们评价学生学习的目的是使他们形成的品质在评价项目中都有所体现。评价不是最终目的，最终目的是培养学生的团队精神与合作能力，促进其“深度学习”。

（一）评价内容具体化

在制定评价内容时要具有全面性、及时性、激励性、指导性和可操作性。通过具体、全面的评价方法，对教学目标的落实情况进行调查反馈，以此不断修正、改进教学。教师和学生共同设计完成的星级评价表包括创新、合作等六个项目。

1.合作。评价各小组组内是否团结，组间是否友好。

设计意图：主要评价学生的“科学行为习惯”的科学素养。

2.创新。评价学生的创新意识、批判性思维。

设计意图：主要评价学生的“科学精神、态度与价值观”的科学素养。

3.成果。评价学生在课上自主探究时获得的成绩。

设计意图：主要评价学生的“科学方法与能力”的科学素养。

4.汇报。评价学生汇报是否完整、清晰。

设计意图：主要评价学生“科学知识与技能”和“科学精神、态度与价值观”的科学素养。

5.纪律。评价学生上课是否准时、守纪。

设计意图：评价学生“科学行为习惯及科学态度”的科学素养。

6.卫生。评价学生在教室上课或离开实验室后的卫生情况，如教室地面是否有纸屑，实验台是否整洁等。

设计意图：评价学生“科学行为习惯及科学态度”的科学素养。

（二）评价主体多元化

STEAM主题活动的设计包括师评、学生自评和互评三维评价体系，旨在充分发挥评价的激励作用，教师不再充当裁判员的角色，而是学生学习的伙伴和激励者。评价不是以学生掌握知识、技能的情况为主，而是要全面评价学生的科学素养。评价表由教师和学生共同设计完成，主要为星级评价，每个评价项目满分三颗星。由于用小组评价取代了个人评价，而且小组之间要进行竞赛，因此每个小组的内部都很快形成了积极的互相依赖关系，他们彼此监督、互相帮助，实现了全体的“深度学习”。

（三）评价语言有激励性

1.教师语言激励

（1）适度表扬让课堂充满激情

教师对学生的评价语言必须是发自内心的，对学生的赞美也一定要真诚。评价语言应避免单一、重复，如“你真棒”。教师应准确地指出学生的长处和短处，比如“观察得很仔细”。要在课堂中的适当时间运用恰当的语言给予学生激励，这样学生才能不断获得前进的动力，在自信中走向成功。

（2）委婉批评让课堂洋溢温情

要用一些充满爱心、智慧的话语化解学生在课堂中的尴尬，小心翼翼地保护学生的心灵。这样可以较好地帮助学生纠正学习中的错误，让他们没有压力，轻松地投入到学习中，在这种氛围下，他们自然会争先恐后地发言。批评的智慧在于让学生成为自我的批评者。教师要根据学生的回答及时反馈信息，准确客观地指出学生的长处及存在的缺点，使学生对自己能够提出更高的要求，并在一次次的练习中努力达到要求。

2.学生互相鼓励

教师要引导学生自评和小组互评，促进合作，共同发展。在引导学生进行互评时，先要帮助他们学会用欣赏的眼光看待伙伴，从伙伴的优点中找到自己的不足，从而激励他们共同发展。同时，还应该引导他们能正视自己的优缺点、正视伙伴的优缺点。

运用多元化的评价方式，能够帮助我们多角度地了解学生，进而能准确地对学生的反应和需求做出判断，从而有针对性地改进教学，在一定程度上促进学生的“深度学习”。

通过开展STEAM主题活动学习，学生发生了很大的转变。他们的学习兴趣得到了提升，学习态度变得积极主动，课堂注意力也变得集中。通过利用STEAM学习卡，学生进行自主合作探究学习，其动手操作能力、同伴之间沟通合作能力、实践创新能力都有了显著的提高，在课堂上实现了“深度学习”，学习效率显著提升。

从教学设计、学习方式和评价方式三个维度开展小学科学STEAM单元主题活动，成功优化了课堂结构，使不同层次的学生都参与到探究学习活动中。在教师的引领下，学生围绕具有挑战性的STEAM主题学习活动，全身心地参与整个过程，最后体验到了成功的喜悦，实现了“深度学习”。