浅谈STEAM与小学科学实验教学的融合

浅谈STEAM与小学科学实验教学的融合【摘要】小学科学课程是一门综合性课程，发现科学现象、获取科学知识需要综合运用不同学科的知识与方法，需要多学科的互相融合与渗透。steam”教育理念讲究学科之间知识与方法的融合，可见“steam”教育理念在很大程度上能满足小学科学课程的需求，将“steam”教育理念融入科学课堂中，可以在一定程度上帮助学生更好的学习科学知识和掌握科学方法。【关键字】STEAM教育；综合性课程；小学科学；多学科融合改革开放以来，国家科学技术不断发展与进步。1988年6月，国家主席邓小平同志结合当代发展现状，在全国科学大会上提出科学技术是第一生产力”。科学技术是第一生产力”，既是现代科学技术发展的重要特点，也是科学技术发展必然结果。科学技术的快速发展对每一位公民的科学素养提出了新的要求。早期的科学教育对一个人的科学素养的形成具有十分重要的作用，显然小学科学实验课在培养学生科学素养中占有举足轻重的地位。小学科学课程性质指出它是一门实践性课程，是一门综合性课程，包括物质科学、生命科学、地球和宇宙科学、技术与工程四个领域，需要各学科相互渗透、相互联系和相互融合，如何将各学科综合，开展好小学科学课是每一位科教工作者努力的方向。“steam”一词最早源于美国，“steam”是一种教育理念，它不是要求某种学科的独立，也不是过分强调课本知识，而是侧重多学科的相互交流。“steam”是一词由5个英文单词首字母组合：“s”（Science）科学,“t” （Technology）技术, “e”（Engineering）工程, “a”（Art）艺术, “m”（Math）数学。“steam”教育打破学科界限，将各个学科结合在一起，如技术与工程的结合，科学与数学的结合.可见将“steam”教育理念与小学科学实验教学是密不可分的。一、 小学科学实验教学面临的现状1. 传统的教学模式2017年新课程标准改革下，对小学科学课程性质有了新的的定义。小学科学课程是一门基础性课程，是一门实践性课程，是一门综合性课程。小学科学课程的总目标是培养学生的科学素养，并为他们继续学习、成为合格公民和终身发展奠定良好的基础。新课改下，要求学生在“做中学”，在动手操作、探究实验中发现科学现象、获得科学规律、习得科学知识。但是，许多学校没有在改革背景下采取有效措施，仍采用传统的教学形式，以老师讲授为主，老师站在讲台上单纯的传授简单的科学知识，不利于发展学生核心素养，培养学生的动手能力、创造能力与科学学习能力。长期下去，学生将于科学技术严重脱节。2. 教师非专职化近年来，小学科学教师岗位才逐步被纳入小学教师公开招聘中，导致学校专业专职的科学老师稀缺，大多由担任语数主课老师兼职，一方面老师的重心不在科学教育上，在教学上自然没有好的成效；另一方面，此类教师的科学水平偏低、科学素养不足，不利于学生获取科学知识，领悟科学思想，学习科学方法。3. 实验室建设落后新课改提出小学科学课程是一门实践性课程。何为“实践”，这有区别于传统的教学模式，需要老师适当放手，并要求学生在动手中、探究中发现科学现象，总结科学规律。因此，探究活动是学生学习科学的主要形式，实验成为了科学课不可缺少的一部分。常年来，学校缺乏对科学学科的重视，实验室建设落后，达不到实验室标准化要求。实验器材未及时更新，仪器陈旧、老化、落后，为应付检查而准备没有实际作用的仪器，甚至与目前教材版本不匹配或不实用，使实验课很难开展下去。综上所述，将“steam”教育理念与小学科学实验教学融合已刻不容缓。二、steam能带给我们什么？小学科学需要多学科知识的融合以及不同方法的渗透。“steam”教育理念是由5个英文单词首字母组成。其中s”（Science）科学在于反应现实世界各种现象的本质以及解释客观存在的自然规律；t”（Technology）技术和e”（Engineering）工程在遵循自然规律的前提下结合社会实际，改造世界、解决社会发展中遇到的难题；m”（Math）数学则是技术与工程学科的基础工具；在加上a”（Art）艺术，就更加完美了。由此可见，“steam”教育理念十分符合小学科学教学的需求。三、让“steam”味儿更浓案例1：教科版小学科学一年级下册我们周围的物体单元的第3课认识物体的形状1.1研读教学目标，作适当调整对于一年级的小朋友，还未完全脱离幼儿时期特点，无意性和具体形象性占思维主导地位，而学校教育以有意性和抽象概括性为主，一节课下来孩子们的注意力难以集中，实验动手操作中又难以得到控制。怎样抓住学生的注意力？怎样使实验操作有条不紊？都需要教者深入进行学生前概念分析，改良并优化教学设计。教科版一年级下册认识物体的形状，其教学重点不仅仅是要让学生明白，不同的物体具有不同的形状，更重要的是要学生在动手中发现不同的物体会有不同的摆放方法或者堆放形式，如何摆放或者堆放最节约空间？就需要根据不同物体的形状进行不断科学的尝试。如何达到更高层次的教学目标，不妨将认识物体的形状改成巧用空间。在本单元的第一课时发现物体的特征，就已经为学生介绍了不同的物体有不同的形状，不同的形状有不同的特点。可见，学生对物体的不同形状已经有了初步的了解。前面的基础奠定好了，巧用空间也就好上了。一开始便创设情境，奇妙蛋糕店开张啦，每一位学生都是蛋糕店里的实习店员，如何通过店长的实习考核，就是需要在一个规定的长方形打包盒中打包最多的食物，这不仅仅是一项考核任务，更是本节课的重难点，即怎样更好地利用空间。1.2更科学的探究材料，引起学生探究欲望把书中的乒乓球、木块、橡皮、螺母替换成色彩丰富形状各异的“小蛋糕”、“马卡龙”、“三明治”，把枯燥的几何图形变成了诱人的“食物”，一年级的小朋友一下子就被吸引住了，他们就会积极投入课堂中，争先恐后地为“食物”打包，产生了强烈的探究欲望。这就是“steam”中“a”（Art）艺术的体现。然而科学课绝非一堂简单的活动课。这些用橡皮做成形状各异的“小蛋糕”、“马卡龙”、“三明治”的表面分别是正方形、圆形和三角形，有利于学生对几何图形的建构，更加清晰的认识这些图形，发现不同的形状有不同的特点，不同的特点有不同的组合规律。这何尝不是“steam”中“m”（Math）数学的融合。1.3像“工程师”一样做实验要在规定的长方形打包盒中打包更多的食品，要怎么做？这就需要学生根据不同形状的特点进行设计并尝试。正方形的“小蛋糕”只需要把它们按顺序摆整齐即可；圆形的“马卡龙”，横着摆放和竖着摆放数量不一样；两个三角形的“三明治”就能拼成一个长方形.这些都是学生在观察、思考和不断尝试中收获的知识，学生就像一个个工程师一样进行着这些活动，从而将“steam”中“t”（Technology）技术和“e”（Engineering）工程完美结合。案例2：教科版小学科学三年级上册水和空气单元第7课空气有重量吗2.1教学背景分析空气有重量吗一课属于三年级教学内容，面向的学生群体为刚接触科学的三年级学生，其科学思维尚未形成。此时，老师的作用就是要保护好学生的求职欲望并积极引导学生探究的方向。本课时的教学重点在于如何证明空气有重量”。空气有重量这一概念形成之后，学生的探究欲望便转向到如何去验证空气的重量”，教者需要设计合理有效的实验方案，给学生提供一个适合而又科学的探究环境，让学生亲身经历实验过程，并收获知识。怎样验证空气有重量，教材的实验方法是用天平称量出充满空气的气球和未充气前的气球的重量，进行对比，发现前后重量不同，求出两者的差值，用数据告诉学生空气有重量。本实验的不足之处，其一实验过程复杂，操作繁琐。气球本身受到浮力作用，如何用天平称量准确？测出的结果是否有失科学性？其二，充满空气前和充满空气后的重量相比较，其差值太小，效果不明显。2.2等量交换，科学与数学的结合空气重量很轻，用天平称量其重量难度较大，也略失科学性。是否可转换思路，采取等量交换法？用稻谷的粒数与空气的重量进行等量交换。首先有一定数量的稻谷等量交换为充气的气球，再用一定数量的稻谷等量交换充气了的气球，前后两者稻谷数量的差值就是空气的重量。把难测出的准确数据换成了稻谷的粒数，将抽象的概念转变为实际具体的事物，学生更容易理解与接受，这就是“steam”中数学与科学的结合。四、结语如何让“steam味”更浓？就需要老师们敢于创新，跳出思维的框架，仔细研读教材，深入教材并升华教材。在新课程标准的的要求下，是否可以对教学目标、重难点稍作改变，使之更符合小学生的学习认知与需求？是否可以改良或创新教学用具，使之更契合科学主题？是否可以将现代化