STEAM理念下的小學(xué)科學(xué)課程開發(fā)與實(shí)施

STEAM理念下的小學(xué)科學(xué)課程開發(fā)與實(shí)施摘要:在小學(xué)科學(xué)教育中,基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí),以工程設(shè)計(jì)為基石,在這個(gè)基礎(chǔ)上,學(xué)生用他們?cè)诳茖W(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)各個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)來(lái)解決真實(shí)世界中有意義的問(wèn)題。這種學(xué)習(xí)方式強(qiáng)化了學(xué)生具有批判性的思維技能,又加強(qiáng)了學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作、與同伴溝通、解決問(wèn)題、自主學(xué)習(xí)的能力。這不僅符合科學(xué)教育的原則,又能實(shí)現(xiàn)科學(xué)STEAM課程的拓展。本文通過(guò)梳理教材,挖掘具有能整合成項(xiàng)目的課程內(nèi)容,進(jìn)行STEAM教育。項(xiàng)目明確后,關(guān)鍵還是要落實(shí)在具體的課程教學(xué)中。通過(guò)搭建各種平臺(tái),充分開發(fā)和使用STEAM課程內(nèi)容。關(guān)鍵詞:STEAM教育;小學(xué)科學(xué);拓展課程STEAM教育是當(dāng)前科學(xué)教育界教育改革的方向和必然趨勢(shì)。2017年出版的《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》也在實(shí)施建議一節(jié)中提出:科學(xué)STEAM教育的目的。目前的科學(xué)教材中每個(gè)單元都對(duì)應(yīng)于一個(gè)學(xué)科領(lǐng)域,教師在開展STEM活動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)容易受到學(xué)科界限和學(xué)科內(nèi)容的限制。打破學(xué)科界限往往能取得更好的效果。隨著世界各國(guó)對(duì)“工程設(shè)計(jì)”的強(qiáng)調(diào),科學(xué)教師開展一些設(shè)計(jì)類的STEAM活動(dòng),這樣不僅能融合科學(xué)、工程與技術(shù),更能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。一、立足教材,拓展課程現(xiàn)有的的科學(xué)教材上已有STEAM教學(xué)理念的影子,如教科版《科學(xué)》五年級(jí)上冊(cè)的《做一個(gè)生態(tài)瓶》,五年級(jí)下冊(cè)的《設(shè)計(jì)制作小賽車》,六年級(jí)上冊(cè)的《做框架》,六年級(jí)下冊(cè)的《一天的垃圾》等,這些課程中或多或少地涉及技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)的問(wèn)題,但我們?cè)诮虒W(xué)活動(dòng)中幾乎少有關(guān)注學(xué)生綜合應(yīng)用能力的培養(yǎng)。在教學(xué)活動(dòng)中我們主要有以下的認(rèn)識(shí)和實(shí)踐:(一)基于STEAM理念的拓展科學(xué)課程“STEAM教育課程計(jì)劃旨在使學(xué)生參與以活動(dòng)、項(xiàng)目和問(wèn)題解決為基礎(chǔ)的學(xué)習(xí),它提供了一種動(dòng)手做的課堂體驗(yàn)。”這也是新課改的大方向。因而,教師要充分挖掘教材內(nèi)外的相關(guān)內(nèi)容和資源,引導(dǎo)學(xué)生參與“技術(shù)工程”的實(shí)踐活動(dòng),讓學(xué)生體驗(yàn)“實(shí)踐”的快樂(lè),培養(yǎng)學(xué)生的“工匠”素養(yǎng)。(二)基于科學(xué)課程選擇拓展內(nèi)容小學(xué)階段的科學(xué)教育中,一方面可以從工程和技術(shù)的角度出發(fā),結(jié)合相應(yīng)的科學(xué)概念設(shè)計(jì)STEAM活動(dòng);另一方面,也可采取將科學(xué)課堂活動(dòng)轉(zhuǎn)化為STEAM活動(dòng)的形式。這不僅符合科學(xué)教育的原則,又能綜合STEAM的各個(gè)領(lǐng)域。根據(jù)問(wèn)題和任務(wù)的不同出發(fā)點(diǎn),融入工程與技術(shù),依據(jù)其內(nèi)在的科學(xué)原理,在相應(yīng)的教材中將科學(xué)課堂生成問(wèn)題轉(zhuǎn)化為STEAM問(wèn)題。又因?yàn)榻鉀Q工程問(wèn)題時(shí)必然會(huì)涉及到科學(xué)的知識(shí)和原理,所以從工程技術(shù)的角度出發(fā)選擇教學(xué)內(nèi)容、設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)更容易達(dá)成科學(xué)、工程與技術(shù)的共同發(fā)展。二、完善STEAM課程,豐富資源現(xiàn)在使用的教科版小學(xué)科學(xué)教材在內(nèi)容的選擇方面囊括物質(zhì)世界、生命世界、宇宙以及科學(xué)、技術(shù)與工程的相關(guān)知識(shí)。相較于最早的教學(xué)強(qiáng)調(diào)“是什么”,現(xiàn)階段的教學(xué)也注重了“為什么”、“做什么”的探究任務(wù),但它還是不能完全滿足STEAM教育“如何做”的實(shí)際需求。當(dāng)然,教材的編排要以學(xué)情為基礎(chǔ),針對(duì)不同階段學(xué)生的思維方式,選擇不同的教學(xué)手段。三、四年級(jí)的學(xué)生年齡較小,邏輯思維水平較低,教學(xué)方式主要還是以直觀感知為主;但是五、六年級(jí)的學(xué)生就不同了,他們具備了一定的邏輯思維能力,能夠很好地理解、設(shè)計(jì)一些稍復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)。我校開發(fā)的氣糕課程就是指導(dǎo)學(xué)生以自主、合作的探究性學(xué)習(xí)方式展開實(shí)踐,明白氣糕是通過(guò)發(fā)酵制作出來(lái)的。從選擇采用粗糙的早稻米為原料,將米加入水浸泡一晚后就磨成了米漿,學(xué)生們掌握了物質(zhì)形態(tài)變化,這些環(huán)節(jié)沒(méi)有產(chǎn)生新的物質(zhì)屬于物理變化。在往米漿中加入酵母這個(gè)過(guò)程中,學(xué)生們要不斷嘗試加入酵母的數(shù)量,從而制定最佳配方來(lái)簡(jiǎn)單制作氣糕。當(dāng)然,在利用酵母進(jìn)行發(fā)酵時(shí),會(huì)產(chǎn)生酒精和二氧化碳,這一過(guò)程產(chǎn)生了氣體、產(chǎn)生了新的物質(zhì),學(xué)生們更好的掌握了化學(xué)變化的本質(zhì),更能有效地區(qū)別出物理變化和化學(xué)變化。然后通過(guò)對(duì)氣糕的觀察,聯(lián)系科學(xué)中我們學(xué)習(xí)過(guò)的微生物發(fā)酵,利用探究實(shí)驗(yàn),找“酒印子”的制作與溫度的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)制作氣糕的關(guān)鍵。當(dāng)然氣糕制作過(guò)程也是非常講究,制作的工具也別具一格。通過(guò)這一系列的制作過(guò)程,學(xué)生對(duì)物質(zhì)領(lǐng)域中的“物質(zhì)的變化”、“工具和機(jī)械”以及“形狀與結(jié)構(gòu)”等內(nèi)容得到了充分的實(shí)踐運(yùn)用。學(xué)生們?cè)趯W(xué)中做,做中悟,學(xué)用結(jié)合,知行合一,探究能力得到了真正的提升。三、搭建平臺(tái),多元開發(fā)(一)搭建學(xué)校平臺(tái),開發(fā)利用拓展課程目前,在我們學(xué)校一至六年級(jí)開設(shè)每周兩課時(shí)的拓展課,學(xué)生們每學(xué)期可以研究2-3個(gè)STEAM拓展內(nèi)容,例如在航模社團(tuán)課上,學(xué)生們可以在制作單翼或者雙翼飛機(jī)中選擇彈力STEAM拓展內(nèi)容,認(rèn)識(shí)橡皮筋的粗細(xì)、質(zhì)量、纏繞方法及外界因素影響模型的航向和航速。在模型飛機(jī)試飛的過(guò)程中,學(xué)生們可以不斷練習(xí)纏繞橡皮筋方式和正確放飛的手法。學(xué)生們?cè)趯?shí)踐活動(dòng)中切實(shí)體會(huì)到飛機(jī)從制作到飛行過(guò)程中的不易,也能充分感受到科技的力量。截止到目前,我校已經(jīng)舉辦了四次科技創(chuàng)意節(jié)了。2018年12月第四次“未來(lái)家園”為主題的創(chuàng)意節(jié)上,三年級(jí)的學(xué)生們腦洞大開利用多米諾骨牌搭建未來(lái)家園的模型。四、五年級(jí)開展了“未來(lái)家園”草圖和搭建設(shè)計(jì)等活動(dòng),前期學(xué)生們查找大量的相關(guān)資料,了解設(shè)計(jì)家園時(shí)用到的原理和材料,并把所學(xué)的科學(xué)知識(shí)和工程設(shè)計(jì)思想融入其中,認(rèn)真分析和研究每一種材料的經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性和創(chuàng)新性,最后選擇生活中的材料制作出未來(lái)家園的模型。六年級(jí)的學(xué)生們以班級(jí)單位,自主設(shè)計(jì)繪制“未來(lái)家園”的草圖。學(xué)生們的想象力是無(wú)窮的,現(xiàn)場(chǎng)展示的作品。(二)搭建班級(jí)平臺(tái),開發(fā)利用科學(xué)課程在平時(shí),教師們也可以搭建班級(jí)平臺(tái),積極開發(fā)利用教材資源。比如,我在五上《光》這個(gè)單元教學(xué)的時(shí)候,就讓學(xué)生們利用周末的時(shí)間小組合作制作簡(jiǎn)易的太陽(yáng)能熱水器。在科學(xué)課堂上,學(xué)生們按照組別把制作好的簡(jiǎn)易熱水器放在講臺(tái)上展評(píng),每個(gè)作品都配備了一名講解員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)講解。其他的學(xué)生們互動(dòng)交流、及時(shí)點(diǎn)評(píng)和發(fā)表意見。學(xué)生們?cè)谶@次活動(dòng)中不單單學(xué)到了課本中的知識(shí),還培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)課外知識(shí)、動(dòng)手操作等綜合能力。平臺(tái)的類型是多樣化的,目前我們已經(jīng)搭建了學(xué)校和班級(jí)平臺(tái),以后還要致力于搭建社區(qū)平臺(tái)和家庭平臺(tái)。平臺(tái)給學(xué)生們提供了施展才干的空間,STEAM科學(xué)教育理念給學(xué)生們提供了學(xué)習(xí)的動(dòng)力。在STEAM理念的引領(lǐng)下,把教學(xué)與實(shí)際充分融合,完善STEAM課程,豐富課程資源,這不僅促使學(xué)生們養(yǎng)成創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力,也促使教師們伴