STEAM教育理念融入小学科学教学

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2024年1月6日发(作者：)

STEAM教育理念融入小学科学教学

作者：梁晶

来源：《湖北教育·教育教学》2022年第04期

STEAM教育支持学生以学科整合的方式认识世界，以综合创新的形式改造世界。把STEAM教育理念融入小学科学教学中，可以改变传统的教学模式，有效培养学生利用科学知识解决实际问题的能力，发展学生的科学核心素养。

一、基于课标和教材确定STEAM教育理念下的单元研究主题

小学科学课程把科学探究置于课程目标的首要地位，贯穿整个课程标准体系，就是力图改变科学教育过分偏重知识传授的倾向，这与STEAM教育强调真实问题解决相契合。小学科学课程标准是规定科学课程性质、课程目标、课程内容及实施建议的指导性文件，在科学课堂教学中融入STEAM教育理念的基礎是基于科学课程标准，且应根据课程标准要求进行教学整合。

STEAM教育主要是基于项目、问题的学习。笔者把教材中各个章节的知识进行了梳理和整合，并根据各个章节的教学目标和重难点，确定了适合学生认知发展情况的每一章节的研究主题。为体现课堂教学的实践性，落实STEAM教育理念，笔者根据课程标准要求和教材内容，确定了如下STEAM教育理念下科学课程的整体目标：①帮助学生深刻理解科学中的重要概念和原理;②使学生成为学习中的决策者，培养学生的创新精神和能力;③帮助学生掌握解决问题的一般方法;④提高学生的合作能力和技术素养。

以教科版科学五年级下册第一单元《沉和浮》为例。《沉和浮》这一单元从物体的沉浮现象引入教学内容，引导学生在一系列活动中探寻物体沉浮的规律，研究影响浮力的变量，得出相应结论，并形成对解释沉浮现象思考维度的认识：一是用浮力和重力的关系来解释沉浮现象，二是通过比较相同体积物体的重量解释沉浮现象。基于对STEAM教育理念下科学课程目标和具体教学内容的理解，笔者制订了如下单元整合思路：以船的简介为背景，引出《沉和浮》单元研究主题——设计制作一艘能载重的小船，并据此设定各个课时的学习任务。

二、基于STEAM教育理念下的单元研究主题设计学习任务

1.课时设计

《沉和浮》单元研究主题是“设计制作一艘能载重的小船”，笔者先让学生以小组为单位，自行收集船的发展史等相关资料，初步设想船的模型建构，思考造船过程中可能遇到的困难，并一一罗列出来，再收集全班的问题和困难，组织学生讨论。在此基础上，笔者以问题和困难为切入点，结合课程标准要求，将主题任务细化为8个课时内容：物体在水中是沉还是浮（实验判断物体沉浮）;沉浮与什么因素有关（用控制变量法探究物体沉浮的原因）;橡皮泥在水中的沉浮（用刻度杯测量橡皮泥排开的水量;把橡皮泥做成不同的形状，使之能够浮在水面上;根据橡皮泥排开的水量做出沉浮判断）;浮力（学习用弹簧秤测量泡沫塑料块在水中受到的浮力大小;用浮力和重力的概念解释物体在水中的沉浮）;下沉的物体是否会受到水的浮力（设计实验验证下沉物体在水中会受到浮力的作用，用弹簧秤测量下沉物体受到的浮力大小;画示意图，用浮力和重力的概念解释物体在水中的沉浮）;造一艘小船（用不同材料造船，不断改进船的形状，增大船浸入水中的体积;按照自己设计的方案制造小船，并加以改进）;马铃薯在液体中的沉浮1（经历“观察—发现—推测—验证”的科学探究过程;通过加热液滴和调制液体来探索未知液体的性质;掌握给液滴加热的技能）;马铃薯在液体中的沉浮2（通过简单的推测、验证活动获得数据，并转化为证据，培养逻辑思维能力;整理所学知识，通过概括、总结形成科学概念）。

各个课时的具体活动目标如下。第1课时，了解判断物体沉浮的标准，知道对于同一种材料构成的物体，改变它的质量和体积，其沉浮状态不变，为学生选择合适的造船材料提供思路。第2课时，知道物体沉浮与自身的质量和体积都有关，能用控制变量的科学方法探究物体沉浮的原因，知道如何设计制作承重量更大的船。第3课时，通过研究橡皮泥，知道物体在水中的沉浮可以通过改变排开的水量而改变，为学生设计制作承重量更大的船提供思路。第4课时，知道物体上浮是由于受到浮力的作用，知道浮力和排开的水的体积有关，完善学生对于沉浮的认知。第5课时，通过研究下沉物体受到的浮力，解释物体的沉浮。第6课时，梳理前面所学知识，设计制作小船，并进行测试和评价。第7课时，知道在不同浓度的液体中，物体的沉浮状态不同。第8课时，知道比同体积的液体重的物体，在液体中会下沉，比同体积的液体轻的物体，在液体中会上浮。

2.学习路径

基于STEAM教育相关理论和实践，结合教师、学生的实际情况和科学课程的特点，笔者设计了如下图所示的STEAM教育理念下小学科学课堂教学实施流程。

其基本教学过程是，首先通过情境引出活动任务，并提出具体的任务要求，明确要解决的问题;接着根据具体任务查阅与研究主题相关的资料，提出模型设计方案及所需材料;然后开展有创造性的设计活动，学习使用各种工具，选择材料，完成模型制作过程，并对自己的作品进行测试，了解是否达到预期要求，进而根据测试结果改进作品，完善其性能;其次组织交流展示，学生依据教师提供的评价标准进行自评;最后将探究结果与生活实际相结合，拓展学生对相关科学技术实际应用场景及其价值的认识。

此外，教师可以借助任务单进行教学。任务单主要包括以下内容：相关资料（含问卷）整理;根据资料提出问题;提出解决问题的途径;设计制作方案;作品的检测、评价及修改、完善方案等。任务单的作用是帮助教师了解学生对所学知识的前概念，帮助学生梳理有关知识并从中发现问题，进而寻找解决问题的方案。除此之外，任务单还可以如实反馈小组的学习情况、学习进度等。教师可以借助学习单上的信息，有针对性地组织课堂教学。

三、针对学习任务设计STEAM教育理念下的教学评价

基于STEAM教育理念的教学评价应贯穿于整个学习过程，不仅要反馈教师教和学生学的效果，还要通过结果改进后续教学。不论是前期的课程设计、中期的课堂实践，还是后期的教学成果评价与推广，每一个阶段的教学实施过程都需要依靠评价来推动。我们可以从多个方面设计评价维度，包括资料收集情况、问题罗列情况、图纸设计质量、制作完成情况、展示测评表述情况，以及组内分工、设计修改、总结反思等情况，以此提供持续性的反馈，帮助教师了解和追踪学生能力水平的变化，进而及时调整、改进教学。

（作者单位：武汉经济技术开发区三角湖小学）

责任编辑 刘佳

本文标签： 学生科学物体沉浮教育