小學(xué)科學(xué)課堂跨學(xué)科教學(xué)

【摘

要】STEAM教育理念對當(dāng)前小學(xué)科學(xué)教學(xué)提供了新視角。在當(dāng)前新課標(biāo)背景下，小學(xué)科學(xué)教學(xué)不斷探索多學(xué)科融合方式。文章介紹STEAM教育理念內(nèi)涵，分析STEAM視野下小學(xué)科學(xué)課堂跨學(xué)科教學(xué)策略，以具體的實(shí)驗(yàn)為例進(jìn)行探討與分析，對當(dāng)前我國小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)提供了一定的參考?！娟P(guān)鍵詞】STEAM視野；小學(xué)科學(xué)課堂；跨學(xué)科教學(xué)新冠疫情加快了小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)方式的構(gòu)建與運(yùn)用，在線上教學(xué)方式不斷推廣的背景下，當(dāng)前小學(xué)教學(xué)中STEAM教育理念不斷得到滲透，在多個小學(xué)學(xué)科教學(xué)中均被廣泛應(yīng)用。STEAM教育指的是以科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)為主要課程的教學(xué)方式，在具體教學(xué)活動中注重不同學(xué)科之間的融合與滲透，對當(dāng)前小學(xué)科學(xué)教學(xué)活動具有一定啟發(fā)。在STEAM視野之下，小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)活動中有利于實(shí)現(xiàn)多種學(xué)科的整合與創(chuàng)新，在課程教學(xué)中構(gòu)建多種思維模式，激發(fā)學(xué)生探索世界的好奇心與興趣，引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建批判性思維，實(shí)現(xiàn)小學(xué)科學(xué)教學(xué)目標(biāo)。一、STEAM教育理念STEAM教育理念是一個具有綜合性的教育理念，注重學(xué)生知識的學(xué)習(xí)，注重學(xué)生動手實(shí)踐能力的發(fā)展以及學(xué)生人文與藝術(shù)素養(yǎng)的提升?！癊”在STEAM教育理念中代表“工程”，“A”代表“藝術(shù)與人文”，是STEAM教育中最容易被忽視的兩個部分，注重培養(yǎng)學(xué)生動手實(shí)踐能力與團(tuán)隊合作能力。STEAM教育理念在小學(xué)科學(xué)課堂運(yùn)用中能夠?qū)崿F(xiàn)跨學(xué)科融合，促進(jìn)學(xué)生對相關(guān)課程知識內(nèi)容的融合，從具體應(yīng)用的角度對課程知識內(nèi)容形成更為深入的理解與體會，培養(yǎng)學(xué)生探究意識與探究意愿，增強(qiáng)科學(xué)課堂的趣味性，使學(xué)生更加愿意參與到課堂的活動中。當(dāng)前很多學(xué)生對STEAM教育理念下的科學(xué)課程接受度與期待程度也很高，因此，STEAM教育理念在小學(xué)科學(xué)課堂中具有廣泛的應(yīng)用空間。二、STEAM視野下小學(xué)科學(xué)課堂跨學(xué)科教學(xué)策略（一）加強(qiáng)科學(xué)課程相關(guān)理論跨學(xué)科融合在STEAM教育理念下，小學(xué)科學(xué)課堂跨學(xué)科知識融合中應(yīng)當(dāng)按照學(xué)生認(rèn)知發(fā)展順序開展，設(shè)計小學(xué)科學(xué)研究活動，STEAM教育理念在小學(xué)科學(xué)課堂運(yùn)用中強(qiáng)調(diào)教學(xué)要關(guān)注學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展，與小學(xué)生認(rèn)知發(fā)展特點(diǎn)一致。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行課程知識整合，促進(jìn)跨學(xué)科知識融合。理論知識的學(xué)習(xí)是實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科融合的基礎(chǔ)與前提，STEAM理念教學(xué)模式是一種探究式學(xué)習(xí)方式，符合學(xué)生認(rèn)知發(fā)展順序。當(dāng)前小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)中，STEAM理念教學(xué)模式在小學(xué)科學(xué)課程中具有較高的應(yīng)用價值，在跨學(xué)科教學(xué)中要求強(qiáng)化多個學(xué)科理論知識的學(xué)習(xí)，促進(jìn)理論知識內(nèi)化，并運(yùn)用于實(shí)踐中，將理論與實(shí)踐相結(jié)合。注重學(xué)生通過自己的努力發(fā)現(xiàn)知識，強(qiáng)調(diào)突出學(xué)生學(xué)習(xí)的過程，從理論知識層面促進(jìn)跨學(xué)科融合，為學(xué)生對相關(guān)課程知識運(yùn)用創(chuàng)建理論基礎(chǔ)。（二）與實(shí)際情境相結(jié)合促進(jìn)跨學(xué)科融合傳統(tǒng)小學(xué)科學(xué)課程注重理論知識的講解，以此作為課程教學(xué)活動的中心，但是學(xué)生學(xué)習(xí)過程中往往難以實(shí)現(xiàn)對大量科學(xué)課程知識的運(yùn)用，使科學(xué)理論停留在認(rèn)知層面，未能夠得到有效運(yùn)用。基于STEAM理念，教師可以創(chuàng)建相關(guān)教學(xué)情境。在情境中實(shí)現(xiàn)相關(guān)學(xué)科知識的有效融合，提升學(xué)生對知識的感知能力與應(yīng)用能力，激發(fā)學(xué)生探索知識的欲望與興趣，并在實(shí)際探索過程中培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)態(tài)度與情感。通過STEAM理念教學(xué)模式實(shí)現(xiàn)科學(xué)概念的建構(gòu)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，加深學(xué)生對科學(xué)本質(zhì)的理解，提高學(xué)生對科學(xué)知識遷移與應(yīng)用的能力。通過與實(shí)際教學(xué)情境相結(jié)合，促進(jìn)學(xué)科之間的融合與運(yùn)用，例如科學(xué)與物理、科學(xué)與數(shù)學(xué)等，分析某一具體情境下所運(yùn)用的相關(guān)課程知識，通過情境運(yùn)用，能更好地促進(jìn)跨學(xué)科融合。從學(xué)生感知的角度創(chuàng)建教學(xué)情境，并布置探索任務(wù)。例如，教師從學(xué)生感興趣的陀螺、樂高、毛絨玩具入手，引導(dǎo)學(xué)生分享自己日常生活中較為喜歡的玩具。引出陀螺這一話題，教師引導(dǎo)學(xué)生觀察陀螺下面有一個發(fā)條，在發(fā)條被拉動時，陀螺能夠自己轉(zhuǎn)動。教師引導(dǎo)學(xué)生思考這一過程中運(yùn)用了哪些原理，促進(jìn)學(xué)生對相關(guān)課程知識的融合與分析。（三）利用學(xué)生認(rèn)知與生活經(jīng)驗(yàn)學(xué)生在日常生活中對某些事物的開展情況往往形成了自己獨(dú)有的感受與體驗(yàn)。在小學(xué)科學(xué)課堂構(gòu)建中，有效利用學(xué)生的認(rèn)知與生活經(jīng)驗(yàn)，更好地促進(jìn)學(xué)生對相關(guān)課程知識的理解與運(yùn)用。例如，在小陀螺教學(xué)情境中，為學(xué)生提供把玩與擺弄的機(jī)會，改變傳統(tǒng)固定的理論學(xué)習(xí)方式，運(yùn)用實(shí)物激發(fā)學(xué)生的探索欲望。尤其是在此類微型模型制作過程中，學(xué)生的實(shí)際參與有利于更好地培養(yǎng)學(xué)生的探索欲望與探索興趣，符合STEAM理念，將微型模型制作與學(xué)生的認(rèn)知與生活經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，從具體應(yīng)用角度激發(fā)學(xué)生對科學(xué)課堂的了解與參與興趣。將信息技術(shù)運(yùn)用至小學(xué)科學(xué)教學(xué)活動中，利用計算機(jī)技術(shù)不斷拓展小學(xué)科學(xué)教學(xué)資源，為學(xué)生提供分析問題與解決問題的工具，促進(jìn)學(xué)生將更多的精力與興趣投入小學(xué)科學(xué)探索活動中，激發(fā)小學(xué)生對自然與科學(xué)的探索欲望。例如，不斷加強(qiáng)小學(xué)科學(xué)與數(shù)學(xué)的有效融合，促進(jìn)學(xué)生將數(shù)學(xué)與科學(xué)學(xué)科相融合。引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用測量圖畫表達(dá)觀察的實(shí)物，感知生活中的數(shù)學(xué)現(xiàn)象，學(xué)會使用天平、尺、溫度計、測力計、秒表、量筒等定量測量物體，并進(jìn)行簡單記錄，學(xué)會數(shù)據(jù)測量方式。小學(xué)生一般對陀螺有較大的興趣，教師對學(xué)生講解陀螺的發(fā)展歷史與構(gòu)成，在進(jìn)行跨學(xué)科融合的過程中，帶領(lǐng)學(xué)生使用一根火柴、一張圓紙自己制作一個簡單的陀螺。通過對陀螺構(gòu)造與種類的歸納，優(yōu)化探究活動，培養(yǎng)學(xué)生批判性思維與創(chuàng)新性思維。（四）立足學(xué)習(xí)目標(biāo)，運(yùn)用多元化評價方式STEAM教育理念的應(yīng)用過程中，注重為學(xué)生創(chuàng)設(shè)真實(shí)的情境，使學(xué)生能夠根據(jù)實(shí)際問題設(shè)計和小組合作實(shí)施實(shí)驗(yàn)方案，最后進(jìn)行全班的交流展示與評價。在教學(xué)設(shè)計過程中，教師要全面落實(shí)STEAM教育理念，促進(jìn)相關(guān)教學(xué)要素融合，培養(yǎng)學(xué)生跨學(xué)科融合意識與能力，在某一情境下，促進(jìn)學(xué)生調(diào)動相關(guān)學(xué)科知識，如數(shù)學(xué)知識、物理知識等。針對跨學(xué)科融合，構(gòu)建全面的管理方式與評價機(jī)制，通過評價活動的開展促進(jìn)跨學(xué)科融合。除從科學(xué)課程角度進(jìn)行評價之外，還要綜合評判學(xué)生對不同知識的融合與運(yùn)用能力。教學(xué)活動評價的目的在于進(jìn)一步改進(jìn)并優(yōu)化教學(xué)，在注重學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果的同時，將學(xué)生學(xué)習(xí)過程也考慮在內(nèi)，關(guān)注學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)活動中表現(xiàn)出來的情感與態(tài)度，促進(jìn)學(xué)生及時端正學(xué)習(xí)態(tài)度，通過學(xué)習(xí)活動不斷推進(jìn)，增強(qiáng)學(xué)習(xí)信心。三、案例設(shè)計（一）實(shí)驗(yàn)設(shè)計為學(xué)生設(shè)計“小蘇打與白醋的反應(yīng)”與“熱對流和熱輻射”實(shí)驗(yàn)。運(yùn)用STEAM教育理念，教師進(jìn)行引導(dǎo)、探究、提問等方式激發(fā)學(xué)生的興趣。《熱對流與熱輻射》是物質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域中熱能部分的知識，結(jié)合課程標(biāo)準(zhǔn)要求促進(jìn)學(xué)生觀察與了解物體的導(dǎo)熱性，舉例說明影響熱傳遞的因素，列舉生活中的相關(guān)現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合理論知識解決實(shí)際問題。教學(xué)準(zhǔn)備：燒杯、溫度計、操作臺、石棉網(wǎng)、酒精燈、木屑、棉花、硬紙板、彩色卡紙、錫箔紙、泡沫板、帶蓋玻璃杯四個等實(shí)驗(yàn)器材。（二）教學(xué)目標(biāo)科學(xué)知識：理解熱對流與熱輻射的原理，知道熱是由高溫處傳到低溫處，知道熱能還可以不靠任何介質(zhì)向周圍傳播，明確什么樣的材料具有更好的保溫效果。科學(xué)探究：在教師的引導(dǎo)下，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，并觀察實(shí)驗(yàn)變化，進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄，數(shù)據(jù)的分析與整理?？茖W(xué)態(tài)度：體會有足夠的證據(jù)才能有結(jié)論，科學(xué)探究需要證據(jù)，理解科學(xué)具有客觀性特點(diǎn)，在好奇心的驅(qū)使下，樂于與他人合作完成實(shí)驗(yàn)，在材料充足的情況下，學(xué)會科學(xué)選擇自己需要的材料，樂于動手實(shí)踐?？茖W(xué)、技術(shù)，社會與環(huán)境：了解熱對流、熱輻射以及保溫裝置在生活中的應(yīng)用，明確保溫裝置對人類生產(chǎn)生活的影響。（三）實(shí)驗(yàn)開展教材從日常生活引出熱傳導(dǎo)知識，引入平時在生活中用鋼勺攪拌熱水的例子，探討熱的傳導(dǎo)，講解誰的導(dǎo)熱本領(lǐng)強(qiáng)，向?qū)W生介紹能夠保溫的物體，明確什么是熱對流與熱輻射，探索目標(biāo)物體的保溫。教師引導(dǎo)學(xué)生站在太陽底下就能感覺到溫暖甚至很熱，太陽照耀著大地，散發(fā)著光芒，太陽的熱是怎樣傳遞的？就是通過熱輻射。教師引導(dǎo)學(xué)生體會物體能不靠任何介質(zhì)向外發(fā)射出熱輻射。教師引導(dǎo)學(xué)生思考玻璃杯總是沒多久就涼了，喝了涼水對身體很不好，運(yùn)用熱傳導(dǎo)知識，是否能夠解決這一問題。教師引導(dǎo)學(xué)生思考給玻璃杯加上一層熱的不良導(dǎo)體，用一層毛巾包裹住，或?qū)⑺獗谫N上錫箔紙，也能夠阻止熱量的散發(fā)。給教師的玻璃杯制作一個保溫裝置更加方便，將水杯放進(jìn)保溫裝置里。學(xué)生通過此種處理方式觀察熱對流現(xiàn)象，結(jié)合相關(guān)科學(xué)知識，教師引導(dǎo)學(xué)生自主制作保溫裝置。通過實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)知識，教師引導(dǎo)學(xué)生思考熱能與生活的關(guān)系，通過拓展研究制作保溫裝置達(dá)到學(xué)以致用。（四）STEAM教育理念下跨學(xué)科知識學(xué)習(xí)結(jié)合《熱對流與熱輻射》教學(xué)內(nèi)容，此次實(shí)驗(yàn)設(shè)計過程中運(yùn)用了STEAM教育理念下的科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)領(lǐng)域相關(guān)知識。S（科學(xué)）：酒精燈、溫度計、石棉網(wǎng)等實(shí)驗(yàn)器材的使用，科學(xué)現(xiàn)象的觀察與總結(jié)。能利用所學(xué)的知識進(jìn)行熱對流實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生科學(xué)探究能力。T（技術(shù)）：能夠良好地處理實(shí)驗(yàn)過程中的操作步驟、拓展練習(xí)中保溫裝置的設(shè)計與制作。E（工程）：搭建出所需的熱對流實(shí)驗(yàn)架，放置好實(shí)驗(yàn)使用到的實(shí)驗(yàn)器材。A（藝術(shù)與人文）：了解熱對流與熱輻射與日常生活的關(guān)系，正確看待熱能，保溫裝置制作過程中的創(chuàng)意、實(shí)驗(yàn)小組成員之間的交流與合作。M（數(shù)學(xué)）：溫度計的讀數(shù)，實(shí)驗(yàn)過程中的精準(zhǔn)計時，制作保溫裝置中紙盒大小的測量與裁剪，數(shù)據(jù)的記錄與分析。四、結(jié)束語小學(xué)科學(xué)課堂的本質(zhì)與