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STEAM理念下的小学科学课堂实验教学

发表时间：2021/3/3 来源：《创新人才教育》2021年5月作者：王曙东

[导读] 科学作为一门综合性学科，在当代教育学科的发展中占有重要地位，而小学科学课程在新课程理念中更是占据重要地位。

杭州市西湖第一实验学校王曙东

【摘要】科学作为一门综合性学科，在当代教育学科的发展中占有重要地位，而小学科学课程在新课程理念中更是占据重要地位。对于课程来说，科学本身就具有综合性，而美国STEAM教育理念的提出，更是为小学科学教育提供了帮助。在STEAM教育理念下，进行小学科学课堂实验教学，是对小学科学课程不断进步和发展的一大帮助在综合教育理念下对小学生进行科学实验教学，能有效地帮助学生学习科学知识，激发学生对科学的兴趣，对于教学质量的提高也有很大帮助。
【关键词】STEAM教育理念；小学科学；实验教学；特点；现状；策略
        在新课程的理念下，教师对于小学生的科学教学也在持续进步和改善，科学并不像语文、数学那样是单单的一门课程，只涉及单方面的知识，它作为一门更加全面性的学科，对孩子初级教育阶段的发展，无疑是很好的教育资源。对小学生进行科学实验教学是必要的，小学生应该了解基础的科学知识，尝试一些简单的科学实验。以STEAM教育理念为背景，对小学生进行科学课堂实验教育，帮助学生更好地学到科学的精髓，探究科学的秘密。
        一、STEAM教育理念的特点
        STEAM是科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、艺术（Arts）、数学（Mathematics）这五大领域的总和。STEAM教育理念主张开展跨学科教育，不论是教学内容还是教学形式都具有较强的融合性、延展性和探究性，使原本枯燥无味的教学过程变得更加丰富有趣，更有助于学生学习兴趣、学习成效以及学习能力的全面提升。它主要具有下列特点：
        （一）包含多方面知识
        涉及多学科知识是STEAM教育最明显的一个特征，在对STEAM教育的定义中，明确指出它是包含科学、技术、工程、艺术、数学这几类知识，进而将这五类知识进行综合且彼此关联的一种教育理念。将多方面知识融合在一起，对学生进行综合教学，这样学生就能使用到更多的教育资源，具有综合运用的能力。
        （二）实际应用性强
        在传统的教育下，学生接受的学科知识往往单一，难以在生活中直接运用，要想学生能够与生活实际相联系那么教师可以在STEAM教育背景下进行教学，根据其实际应用性较强的学科特性，进行指导教学，让学生在解决实际问题时学会运用学过的知识，让学生感悟到学科知识与生活实际密切联系，这样学生对学习的兴趣也会更强。
        二、STEAM教育现状
        STEAM是一种有别于传统、重教学的超学科教育理念，是20世纪80年代以来，美国为了保持经济上的领导地位而首次提出的集科学、技术、工程和数学于一身的教育理念，即STEAM学科集成战略。从它的含义来看，STEAM融合了好几门学科，深深地影响着美国的教育，其他国家也根据本国的国情纷纷进行效仿、改进教育。当今世界，人才战略比拼的是综合型人才，比如一名服装设计师，不仅仅要学习设计，还必须了解当下人们的审美潮流和需求。
        STEAM教育是一项有待开发和研究的教学模式。自进入中国以来，中国教育界的学者纷纷进行研究，近几年来，不仅在理论上取得了一定的研究成果，而且实践上也在逐步深入。学者想逐步把STEAM教育与各学科相融合特别是信息技术、科学等一类的课程，重视培养学生动手解决问题的能力。但是，通过一系列的课程案例可以发现，学科之间还是相互独立的，并没有融合起来，只重视编程、拼装技术、三维能力的训练等，而缺乏与数学、物理、化学等知识相联系，出现系统性较差、连续性不好、跨学科融合性不强等问题，亟待解决。STEAM教学重在项目教学，让学生动手做一个项目，培养学生自己思考、自己动手解决问题的能力。但这是一个长期发展的阶段性过程，应该逐步培养学生将STEAM教育体系的趣味性、系统性、连续性、学科融合性等特点结合到一起。
        三、当前小学科学实验教学的不足
        （一）对科学实验教学的关注度不够
        目前在小学教育中，大多数教师还是对语、数、外这些考试课较为重视，教学重心也大都放在用分数记录成绩的学科上，这样让原本就受关注度不高的科学更是变得可有可无，这样会直接影响学生对科学知识的了解，不利于培养学生的科学精神。
        （二）教学设备不足
        一些学校虽有心对学生开展科学实验教学，但由于学校进行科学实验教学的设施不足，往往令教学局限于只向学生传授理论知识，没有实际动手的机会。在进行实际的科学实验教学中，需要用到多种多样的教学实验操作器材，如果器材质量得不到保证，其使用时长也是有限的。学生的动手能力得不到锻炼，很难对科学有极大的兴趣。
        四、在STEAM理念下进行小学科学课堂实验教学的策略
        （一）为小学科学课堂指明教学方向
        现阶段小学科学课堂更加重视的是理论知识的学习，三维目标的达成，但是科学是一个很宽泛的东西，有时候往往因为只注重其中的一个知识点，而忽略了整个学科的重难点与教学目标的达成，学生动手实践与解决问题的时间几乎为零。

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而有了STEAM教育理念的支撑，我们可以发现，小学科学课堂除了传统的方法，还可以把科学技术、工程、艺术、数学五个方面结合起来进行教学，既符合了学科融合性的特点，又能够培养学生的综合性能力与动手解决问题能力。
如，学习“放大镜下的昆虫世界”，传统课程教学可能就是教师找一些在放大镜下的昆虫的照片与没有在放大镜下的昆虫的照片进行一个对比，让学生找出它们之间的不同之处。但是从STEAM教育理念出发，学习放大镜就是一个科学知识的学习过程，而要认识放大镜下的昆虫，则要进行实验，这是技术与工程方面的内容；在观察过程中注意记录，我们用肉眼看不到的方面有哪几点，这便集合了数学知识；最后，在观察放大镜下的昆虫时，学生更加细致地认识昆虫，这也达到了艺术方面的要求。这样一来，STEAM教育在小学科学中一步步指导着前进的道路，将五个方面的发展有机结合起来，达到更显著的教学效果。
        （二）渗入STEAM理念，多方面整理科学知识
        科学本身就是一个综合性较强的学科，它本身整合了多方面多学科的基础知识，也就是说在STEAM教育理念下，可以结合多学科内容与科学课程进行融合，对学生进行科学实验教学。教师在进行科学实验教学时，不要局限于教材内容，而要带领学生发掘与科学相联系的多方面知识，开放学生的思维，给予学生更多发挥想象的空间
        （三）设计生活情景，帮助学生理解记忆
        STEAM教育具有实际应用性，教师应结合STEAM教育理念对学生进行科学实验教学，把学生引入相应的生活情景中，使学生在生活中学习科学知识，而后能在生活中运用科学知识。学生在进行科学实验时，教师可引用生活中的实际事物作为实验材料，帮助学生更好地理解、记忆他们需要掌握的科学知识，这样也能提高学生对生活学习的热情。
        比如，教师在教学生认识磁铁时，可让学生把生活中常见的便于携带的铁质物品作为实验材料，比如有些学生的文具盒、学生的钢笔、女孩子的发卡、书夹、回形针等，也可给学生观看一些生活中能用到磁极间相互作用的物体的图片，讲述生活中运用磁铁的原理。再比如说，学生在分辨生活中的方位东、西、南、北时，教师可结合学生在教室里的座位分布，锻炼学生判断方位的能力；也可通过学校附近的建筑物，让学生在校外时多多注意它们的位置。这样让学生明白科学知识与生活相联系，生活是每个人都离不开的，用科学知识、科学实验去解释生活现象，会让学生有更大的兴趣去探究未知，学生在未来的学习中也能不断探究。
        （四）注重培养学生间、师生间的互助精神
        社会进步如此迅速，合作是当代社会不可缺少的一种精神，教师与学生之间、学生与学生之间的合作在教学的顺利开展中也是必不可少的。STEAM教育体现着合作性，在科学实验教学中，合作精神更显得尤为珍贵。教师可以设计一些实验活动，由学生之间协作完成，让学生在互助中学习科学知识，完成科学实验，探究科学真谛，培养科学精神。
        比如，在学习完磁铁的相关知识后，教师可让同学分小组进行合作，设计制作一个简易的指南针，之后再让小组之间互相分享交流。在制作之前，教师可先通过多媒体向学生播放视频教程，让学生大致了解具体步骤。在制作过程中，同一小组内的学生会有不同的思想，不同的材料用具，不同的组装方式，最后通过沟通能得出一致的结果，最终共同完成一个指南针。小组间进行互相展示介绍，进行点评，能让学生对自己的认知更清晰，也增强了学生间的沟通。再如，教师向学生进行信息网络知识的讲解时，可通过多媒体向学生展示信息技术的发展，向学生展示一些他们较为感兴趣的动画制作。小学生还不具备熟练的操作技能，进行教学时，教师可让学生两两组合，合作完成课堂任务，遇到困难时，学生能相互讨论，或向教师寻求帮助。
        （五）从STEAM角度加强学生科学素养的培养
        自课程标准改革以来，培养学科素养是值得每一个教师重视的问题，也是教师在教学过程中应该考虑的问题而科学素养正是其他学科素养养成的推动剂。基于实际课堂的调研研究发现，STEAM教育有效提高小学科学学科素养。科学素养是人们在未来面临问题时的观察能力与判断能力。小学正是培养学生科学素养的最好时机，这个时候的学生还处于知识体系不完善的阶段，可塑性很强。小学科学学科的教学及科学素养的培养，关系着学生有怎样的科学观以及他们科学素养的形成方向。而STEAM教育理念结合了科学、技术、工程、艺术、数学五个方面的知识，是一个检验科学素养的好方法。
        五、结语
        虽然现在小学科学实验教学的开展并不完善，但在教育工作者不断的努力和各方人士的逐渐重视下，结合当代社会发展所需要的人才，小学科学课程的开展将会持续进行，不断进行改进优化，结合STEAM教育，让科学实验教学在小学教育中有一个良好的发展。相比较于传统教学，基于STEAM教育理念下的小学科学教学，更有助于学生技术能力的培养。STEAM教育理念不仅对于小学科学课堂的教学有着指导性作用，而且在学生的培养方面也有着很大的推进作用，在今后的小学科学教学中，应当重视STEAM教育理念的运用。
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