浅谈如何打造STEAM科学课堂

卢素梅

摘要： STEAM教学理念在教育界越来越流行，STEAM教学在初中科学教学中的成效更为显著，可以拓宽学生的知识获得渠道，使学生的科学知识构建过程变得更形象、生动、立体，不仅可以加深学生对科学本质的理解，而且更有利于培养学生的自主思考和创新能力，提高学生的科学核心素养。

关键词：STEAM教学  初中科学  核心素养

在初中科学教学中，通过实施STEAM教学理念，不仅可以让学生处于良好的学习情境中，而且还能提高学生的学习兴趣，培养学生的自主思考、创新精神和实践能力，提高学生的科学学科核心素养。

一、STEAM教育的内涵

STEAM是科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、艺术（Arts）和数学（Mathematics）英语首字母的缩写，它们并不是简单的叠加，而是强调多学科的交叉融合：科学为技术提供知识，技术则是对科学的运用且带动科学的发展，科学、技术为工程实施提供有利的硬件支持，艺术是创新的关键，而数学又是学习科学的工具等。STEAM的本质是在多个独立的学科之间建立一座座桥梁，把各学科零碎的知识变成相互联系、完整统一的网状系统。

STEAM教育的出现转变了传统教育教学理念，STEAM教学中教师引导学生借助多种媒介，针对某个特定的知识或任务，整合多个领域的知识，通过合作学习完成任务，有助于学生改变传统教学中的单一学科知识学习模式，可以更好地培养学生的创新精神和实践能力。

二、初中科学教学中的STEAM教育

随着科学技术的发展，对初中科学的教学内容与教学方式都提出了更高的要求，如何在科学教学中渗透技术、工程、艺术和数学的内容，成了现在初中科学教学研究的热点之一。

（一）初中科学教学融入技术教育

《初中科学课程标准》明确指出要让学生初步认识科学推动技术进步、技术又促进科学发展的相互关系，了解科学技术在日常生活和生产、社会中的应用。技术是人们根据一定的工艺知识、技术期望、工具仪器设备、能源和材料去进行的社会实践活动。

信息技术在教学中有着广泛应用，初中科学教学中应有效整合信息技术，实现其与教学内容的有机融合，帮助学生认识科学的本质，加深对知识的理解。除了传统的PPT、视频、白板、希沃等信息技术，现在还可以加入全息投影、VR技术、AR增强现实技术等信息技术。如学习各地形、各种气象灾害、星空、日食和月食、月相、各种生态系统、火灾自救等知识时，利用VR技术，发挥其在空间感和体验感上的优势，让学生身临其境，使课堂更灵活，知识更立体，以此来加深知识的理解。

我们可以在教学中加入一些具体的活动来培养学生的初步的技术设计能力、实践能力。如前面讲的VR技术，就可以让学生结合学过的知识（凸透镜成像、眼睛结构等知识）在科学拓展课上设计并制作一副简易的VR眼镜，培养学生的动手及创造能力。

在科学课堂教学中也可以一步步引导学生学会设计一些简单的技术，如滑动变阻器、气压计、弹簧测力计、呼吸系统模型等，通过设计使学生更能理解其中蕴含的科学原理，同时也培养了学生的思考、实践能力。

（二）初中科学教学融入工程教育

科学来源于生活又服务于生活，所以在科学教学中应加强科学知识在实际应用方面的教学。开展“科学建模”教学，倡导学生学以致用、主动探究、勤于动手，培养学生分析和解决实际问题的能力，这不仅符合社会发展的需要，且有利于学生的终身发展。

如在学习了八上第一章第6节“物质的分离”后，我指导学生进行了《如何制作一个净水器》的科学建模研究，将一杯浑浊的泥水变成一杯清澈的水。学生开动脑筋积极参与，小组分工合作，大胆设计，给大家呈现出了许多风格迥异的水的净化装置，在这个过程中，不仅让学生的创造力得到了很好的表现，而且对过滤的实质、活性炭的吸附作用等知识有了更深层次的认识。在学了光的相关知识后，可以让学生思考：我们教室由于位置原因常年接收不到光照，你们能不能结合科学及数学知识设计一个装置，使阳光照到我们教室？并且随着太阳的移动可以控制装置，使阳光一直进入教室等等。通过解决简单的工程问题，学生不仅加深了对所学科学知识的理解，也了解了科学研究的一般步骤，有利于培养学生发现和解决问题的科学素养。

（三）初中科学教学融入数学教育

科学与数学的关系极为密切。有人说数学是科学的工具，没有数学，科学就难以长足发展。在初中科学教材中很少呈现数学知识，若在教学中将数学知识有效地呈现出来，就可以很好地帮助学生学习科学。

在很多科学知识教学中，都可以将其与数学联系起来。如在物理的速度、重力、密度等知识的教学中，对于两个量之间的关系描述，文字描述不仅累赘，而且表达不清晰，此时借助数学的正比例函数，就可以帮助学生更好地归纳并理解匀速直线运动中路程与时间的关系、物体所受重力与质量的关系、同种物质的质量与体积的关系等。同样，在建立横轴表示时间、纵轴表示速度的直角坐标系中，某个点表示的意义，以及纵坐标和横坐标构成的阴影部分（如下图）表示的含义，也可以让学生通过数学知识来理解，其为速度和时间的乘积表示路程。

与此类似的还有很多，如学习抛物线运动或钟摆运动时，对于某一时刻的速度的方向的判断，就可以借助数学中的圆的切线的知识；又如化学方程式中的等号的含义，也可以联系数学中的等号来帮助我们理解；计算则更加依赖于数学知识，如方程式解析计算、光学和杠杆中的图示分析计算（如相似三角形法的运用）、各种公式的证明推理、差量法、极值法的运用等。

（四）初中科学教学融入艺术教学

“A”艺术在教学中也不是独立存在的，它体现在教学的各个环节，加入“A”可以让课堂更灵动，使学生的审美得到锻炼和培养，而且更有利于培养学生的创造力和抽象思维。在教学中进行艺术渗透的地方有很多。比如用优美的语言和简洁的线条设计出实验方案，物理、生物教学中绘制相关的图形，制作等高线模型等，需要我们去挖掘。

总之，改变教学观念，使教师在STEAM 教学理念下开展初中科学课堂教学，也使学生真正学会学习，学会知识的灵活运用并学以致用，为真正提高学生的核心科学素养打开了一条全新的道路。当然，初中科学课程如何体现STEAM的教学理念，如何培养学生的创新能力，还需要我们在教学中不断地实践与探索。

参考文献：

[1]李扬.STEM教育视野下的科学课程构建[D].金华：浙江师范大学，2014：64—65.

[2]费志明.STEM视野下的初中科学课堂教学的开发[D].海宁：海宁市教研室，2018.