依托STEAM教育理念进行实验教学

◇韩晟杰（江苏：苏州市枫桥中心小学）

在新课程标准颁布与实施的背景下，小学阶段的科学教师正致力于打造新型的课堂教学模式，推动了科学教学的质量与效果不断优化。需要注意的是，由于科学知识覆盖面较为广泛，为高效开展科学实验教学工作，教师应关注STEAM 教育理念，基于学生对科学知识的理解，促进学生不断提高自主探究能力。

一、STEAM教育理念的应用特征

（一）覆盖知识点众多

STEAM 教育理念的重要特征是跨学科、综合性、实践性，涉及多门学科的多类知识点。STEAM 教育是集科学、技术、工程、艺术及数学知识于一体的综合教育，以上五类知识点相互融合，最终形成了STEAM 教育理念。应用STEAM 教育理念，能为学生展开综合性教学，帮助学生吸收更多先进的教育资源，不断增强学生的知识应用能力。

（二）实用性特征显著

在传统的教学模式下，学生所能接受的科学知识点十分单一，无法在现实生活中进行应用。为了引导学生结合现实生活开展科学学习，教师可将STEAM 教育理念引入教学课堂，根据学科知识点所具有的实用性特征，引导学生解决现实问题，激发学生的参与学习活动的兴趣。

二、在实验教学中渗透STEAM 教育理念的价值

（一）提高学生实验活动参与度

在促进STEAM 教育理念与小学科学实验教学融合的过程中，对学生实验探究能力的培养，是教学改革的重要方向。通过渗透STEAM教育理念，学生的课堂主体地位更加凸显，学生在实验活动中的参与度也会不断提高，在对于问题进行分析和论证的过程中，学生可以发现解决现实问题的方法。

（二）创新实验活动设计形式

依托STEAM 教育理念创新教学模式，教师可以结合学生的实际学习状况与学情特征，合理设定科学课堂实验活动，丰富实验活动设计形式。如此，既能充分激发学生参与科学实验活动的兴趣与求知欲望，又能让学生在动手操作的过程中获得成就感，增强自信心。此外，通过对实验现象的观察，学生可以了解事物内在特征与发展规律，还可以为他人提供帮助，进而加深对于所学知识的认知程度。

（三）增强学生实践能力

小学科学实验教学活动具有较强的实践性特征，在教学过程中融入STEAM 教育理念，学生既可以掌握基础性的科学知识，又可以将所学知识灵活运用到现实生活中，不断提高实践能力。这就要求教师应合理安排好课堂教学时间，精心设计课程方案，并对实验方案进行深入研究，依托信息技术设备，促进教学改革与实践探究活动取得最优化的整体效果。

三、依托STEAM教育理念推进科学实验教学

（一）组织趣味性实验活动

在组织开展实验教学工作以前，教师应深入解读教材内容，立足教材为学生设计合理的实验活动，帮助学生加深对教材所涉知识的理解程度，实现自主探究能力以及创新性思维能力的提高。在对实验活动进行具体设计时，教师应从学生年龄特征、性格特征与兴趣爱好出发，引领学生积极参与实验活动，凸显实验教学的指导性作用。此外，教师应着力打造趣味性实验活动，激发学生的参与兴趣，引导学生逐渐形成科学思维，学会运用所学知识解决现实问题。在参与实验教学活动的过程中，学生的多项能力均能得到锻炼和提升，这正是将STEAM 教育理念应用到实验教学中所具有的独特优势。

例如，在《点亮小灯泡》一课教学时，教师可以组织学生参与“制作简单开关”这一实验活动，依照预设实验目标—确定实验方案—确定实验开展方案—进行成果展示—交流与优化等流程完成实验。其一，教师应明确实验目标，即制作一个简单开关，并对于小灯泡的照明情况进行控制；其二，教师应对方案进行设计，预先了解学生对于家用灯泡照明控制开关的印象与兴趣，之后引导学生结合个人兴趣展开思考：要设计一个照明开关需要应用哪些材料？应如何设计与制作？在此过程中，学生的独立思考能力以及创新创造能力都能有所增强；其三，教师可指导学生绘制开关装置草图，在激发学生动手兴趣的同时，帮助他们顺利地将所学知识应用到实验过程中；其四，教师指导学生依照草图展开制作，由于制作过程与最初的想象出入较大，学生在动手制作的过程中会面临一些问题，在此过程中，学生会不断克服困难，从而增强自主探究能力；其五，待学生制作完成后，教师可邀请班内学生逐一上台演示个人的制作结果；其六，结合演示过程中发现的问题，组织学生相互交流，协商改进策略，促进生生间思维碰撞，从而不断提高他们的独立思考能力及解决问题能力。

（二）融合分组教学法

在教学过程中，分组教学法是教师常用的教学方法。在参与组内协作的过程中，学生可以与同伴进行互动交流，不断增强实践操作能力，并向同伴传递新的思路。需要注意的是，教师应当为学生设计一些趣味性的实验任务，帮助学生建立起良好的互动交流关系。

例如，在进行《矿物与我们的生活》一课教学时，教师可以运用STEAM 教育理念展开课程教学。其一，预先设定实验任务，即探索矿物和人类生活之间的关系。其二，将学生分成小组，引导学生结合个人兴趣进行组内投票，选择对何种类型的矿物进行探究。其三，制订实验方案，指导学生制订观察方案，自主选择观察工具及信息搜集渠道，明确组内成员的职责，在实验方案中写明搜集内容涉及哪些方面，明确上述问题后，再制作一份具有小组特征的观察记录单。信息搜集这项工作需要班内学生利用课余时间进行，之后小组成员彼此进行交流，整理与汇总相关数据内容，并将获取的数据填写在观察单上。在这一过程中，学生可以充分发挥个人优势，并学习他人的长处，增强集体合作意识。其四，组织班内讨论，要求各组选派代表上台展示本组的搜集结果，表达观点、提供证据、进行论证，帮助学生形成实事求是的态度。学生在对组内成果进行分享时，应尽可能详尽地进行描述，教师应分析各组的任务完成情况。在此过程中，学生可以收获快乐，内化知识。

上述活动顺利结束以后，各学习小组可参考其他小组的实践结果，对于本组完成过程中的不足之处做出总结，并将相关信息补充填入记录单，进而继续改进。此外，教师应正确且及时地为学生提供引导，帮助学生积极展开思考与讨论，共同提升归纳总结能力及协作探究能力。

（三）引入现代信息技术

在组织开展实验教学时，教师应持续融入新颖的内容，持续激发学生的好奇心，助力学生始终拥有参与实验活动的积极性。在实际组织开展实验教学时，教师应促进实验活动与互联网技术的融合，将原本抽象的内容用小视频形式直观地呈现给学生。除此之外，教师还可以运用多媒体技术对科学知识点做出补充，让学生获得更多的学习途径，帮助学生吸收更多科学知识。应用多媒体技术组织开展实验教学工作，可以丰富学生的个人想象力，提升学生的逻辑思维能力。

例如，在进行《地球、月亮与太阳》一课教学时，教师应着重锻炼学生的科学思维能力。具体而言，教师可以运用STEAM 教育理念设计授课步骤：先明确课堂教学目标，即引导学生在参与实验的过程中理解三者间关系。之后，教师可设计实验方案，应用现代教学设备辅助开展教学工作，为学生打造生动的课堂学习环境，让学生在教室内就能了解昼夜变化的现象。教师可以借助网络精选相关教学资源，在课堂上播放预先准备好的相关内容。教师在选择教学素材时，可以将学生所处城市的风光设定为背景图片，在课堂上向学生展示，指导学生观察白天的不同景象，增强学生的内心感触。此后，教师可以与学生共同进行模拟实验，对地球、月亮与太阳三者的运动规律进行模拟，进而组织学生交流与讨论，让学生领会其中的规律，并对于生活中的常见现象做出解释。然后，教师要为学生提供动手演示操作的机会，让学生借助模拟仪器自行操作，领悟太阳与月亮的位移规律。在此过程中，教师应对学生进行问题引导，如为何我们所在的城市会产生白天与黑夜交替？当我们的城市夜幕降临之际，其他所有的城市也都是如此吗？众所周知，地球会围绕太阳旋转，那么太阳会围绕谁旋转呢？最后，教师可以进行成果展示，引导学生在参与科学学习活动的过程中，对现实生活中存在的一些现象进行思考，从而让学生深刻理解其背后蕴藏的科学规律，形成良好的创造性思维。

（四）将生活事例充当素材

科学知识来源于现实生活。教师在为学生授课时，不仅要向学生传授知识，还要运用STEAM 教育理念，结合现实生活为学生提供引导，将科学知识和生活实际紧密结合，并应用于生活。学生在对科学知识进行探索的过程中，会出现大量的疑问、思考、研究与实践。为此，教师在开展科学教学时，应着力培养学生自主思考意识，并在教材的基础上，拓展教学内容。由于小学生年龄尚小，对于事物充满着好奇心，教师可以将生活事例与科学知识结合起来，帮助学生扩大认知范围，吸收所学知识，增强综合能力。

在科学教学中，教师要合理设置探究和实践环节。例如，在《生活中的电》一课教学时，教师可以联系生活实际，组织学生开展讨论，启发学生积极思考，让学生在实践与思考中，加深对科学知识的理解。教师可以为学生设置以下问题：你所理解的电是什么？在日常生活中，电是以什么样的形态存在的？用电可以做些什么，可以举例说明吗？教师可以在课堂上引导学生进行思考，并以小组为单位进行合作，引导组内成员开展讨论，鼓励学生表达自己的观点，并用一些简易实验佐证。完成讨论后，以小组为单位进行汇总，用书面形式对组内开展实验的具体过程、相关依据与最终结论进行阐述。这样的实验活动，可以帮助学生理解电在日常生活中的重要作用，并形成节约用电的良好美德，获得理想的教学效果。

总而言之，小学科学实验教学的实践与探索，仍有待于进一步优化和完善，需要广大教师积极探索、彼此配合、共同努力。我们要将STEAM 教育理念深度融入教学过程，促进科学实验教学的持续优化，只有这样，才能实现科学教学的育人目标。