STEAM理念下的小学科学课程开发与实施

STEAM理念下的小学科学课程开发与实施摘要:在小学科学教育中,基于项目的学习,以工程设计为基石,在这个基础上,学生用他们在科学、技术、工程、艺术、数学各个领域的知识来解决真实世界中有意义的问题。这种学习方式强化了学生具有批判性的思维技能,又加强了学生团队协作、与同伴沟通、解决问题、自主学习的能力。这不仅符合科学教育的原则,又能实现科学STEAM课程的拓展。本文通过梳理教材,挖掘具有能整合成项目的课程内容,进行STEAM教育。项目明确后,关键还是要落实在具体的课程教学中。通过搭建各种平台,充分开发和使用STEAM课程内容。关键词:STEAM教育;小学科学;拓展课程STEAM教育是当前科学教育界教育改革的方向和必然趋势。2017年出版的《义务教育小学科学课程标准》也在实施建议一节中提出:科学STEAM教育的目的。目前的科学教材中每个单元都对应于一个学科领域,教师在开展STEM活动设计时容易受到学科界限和学科内容的限制。打破学科界限往往能取得更好的效果。随着世界各国对“工程设计”的强调,科学教师开展一些设计类的STEAM活动,这样不仅能融合科学、工程与技术,更能培养学生的创造性思维。一、立足教材,拓展课程现有的的科学教材上已有STEAM教学理念的影子,如教科版《科学》五年级上册的《做一个生态瓶》,五年级下册的《设计制作小赛车》,六年级上册的《做框架》,六年级下册的《一天的垃圾》等,这些课程中或多或少地涉及技术、工程和数学的问题,但我们在教学活动中几乎少有关注学生综合应用能力的培养。在教学活动中我们主要有以下的认识和实践:(一)基于STEAM理念的拓展科学课程“STEAM教育课程计划旨在使学生参与以活动、项目和问题解决为基础的学习,它提供了一种动手做的课堂体验。”这也是新课改的大方向。因而,教师要充分挖掘教材内外的相关内容和资源,引导学生参与“技术工程”的实践活动,让学生体验“实践”的快乐,培养学生的“工匠”素养。(二)基于科学课程选择拓展内容小学阶段的科学教育中,一方面可以从工程和技术的角度出发,结合相应的科学概念设计STEAM活动;另一方面,也可采取将科学课堂活动转化为STEAM活动的形式。这不仅符合科学教育的原则,又能综合STEAM的各个领域。根据问题和任务的不同出发点,融入工程与技术,依据其内在的科学原理,在相应的教材中将科学课堂生成问题转化为STEAM问题。又因為解决工程问题时必然会涉及到科学的知识和原理,所以从工程技术的角度出发选择教学内容、设计教学活动更容易达成科学、工程与技术的共同发展。二、完善STEAM课程,丰富资源现在使用的教科版小学科学教材在内容的选择方面囊括物质世界、生命世界、宇宙以及科学、技术与工程的相关知识。相较于最早的教学强调“是什么”,现阶段的教学也注重了“为什么”、“做什么”的探究任务,但它还是不能完全满足STEAM教育“如何做”的实际需求。当然,教材的编排要以学情为基础,针对不同阶段学生的思维方式,选择不同的教学手段。三、四年级的学生年龄较小,逻辑思维水平较低,教学方式主要还是以直观感知为主;但是五、六年级的学生就不同了,他们具备了一定的逻辑思维能力,能够很好地理解、设计一些稍复杂的实验。我校开发的气糕课程就是指导学生以自主、合作的探究性学习方式展开实践,明白气糕是通过发酵制作出来的。从选择采用粗糙的早稻米为原料,将米加入水浸泡一晚后就磨成了米浆,学生们掌握了物质形态变化,这些环节没有产生新的物质属于物理变化。在往米浆中加入酵母这个过程中,学生们要不断尝试加入酵母的数量,从而制定最佳配方来简单制作气糕。当然,在利用酵母进行发酵时,会产生酒精和二氧化碳,这一过程产生了气体、产生了新的物质,学生们更好的掌握了化学变化的本质,更能有效地区别出物理变化和化学变化。然后通过对气糕的观察,联系科学中我们学习过的微生物发酵,利用探究实验,找“酒印子”的制作与温度的关系,发现制作气糕的关键。当然气糕制作过程也是非常讲究,制作的工具也别具一格。通过这一系列的制作过程,学生对物质领域中的“物质的变化”、“工具和机械”以及“形状与结构”等内容得到了充分的实践运用。学生们在学中做,做中悟,学用结合,知行合一,探究能力得到了真正的提升。三、搭建平台,多元开发(一)搭建学校平台,开发利用拓展课程目前,在我们学校一至六年级开设每周两课时的拓展课,学生们每学期可以研究2-3个STEAM拓展内容,例如在航模社团课上,学生们可以在制作单翼或者双翼飞机中选择弹力STEAM拓展内容,认识橡皮筋的粗细、质量、缠绕方法及外界因素影响模型的航向和航速。在模型飞机试飞的过程中,学生们可以不断练习缠绕橡皮筋方式和正确放飞的手法。学生们在实践活动中切实体会到飞机从制作到飞行过程中的不易,也能充分感受到科技的力量。截止到目前,我校已经举办了四次科技创意节了。2018年12月第四次“未来家园”为主题的创意节上,三年级的学生们脑洞大开利用多米诺骨牌搭建未来家园的模型。四、五年级开展了“未来家园”草图和搭建设计等活动,前期学生们查找大量的相关资料,了解设计家园时用到的原理和材料,并把所学的科学知识和工程设计思想融入其中,认真分析和研究每一种材料的经济性、实用性和创新性,最后选择生活中的材料制作出未来家园的模型。六年级的学生们以班级单位,自主设计绘制“未来家园”的草图。学生们的想象力是无穷的,现场展示的作品。(二)搭建班级平台,开发利用科学课程在平时,教师们也可以搭建班级平台,积极开发利用教材资源。比如,我在五上《光》这个单元教学的时候,就让学生们利用周末的时间小组合作制作简易的太阳能热水器。在科学课堂上,学生们按照组别把制作好的简易热水器放在讲台上展评,每个作品都配备了一名讲解员进行现场讲解。其他的学生们互动交流、及时点评和发表意见。学生们在这次活动中不单单学到了课本中的知识,还培养学生自学课外知识、动手操作等综合能力。平台的类型是多样化的,目前我们已经搭建了学校和班级平台,以后还要致力于搭建社区平台和家庭平台。平台给学生们提供了施展才干的空间,STEAM科学教育理念给学生们提供了学习的动力。在STEAM理念的引领下,把教学与实际充分融合,完善STEAM课程,丰富课程资源,这不仅促使学生们养成创新精神和实践能力,也促使教师们伴