STEAM理念下小学科学技术与工程教学策略探究

摘要：在STEAM教育理念下的小学科学技术与工程教学中，教师要确立一个与学生生活紧密相关并能引起他们兴趣的项目，引导学生在跨学科融合的背景下展开技术与工程领域的学习，提高学生的观察能力、动手能力、创造能力、探究能力、团队协作能力和创新能力，培养学生的科学精神、创新思维和工程思维，适应未来的社会生活，促进个人发展。关键词：STEAM；技术与工程；教学策略STEAM教育理念是指融自然科学、信息技术、工程、艺术、数学等多个学科于一体的整合课程。STEAM课程在传统学习课程中引入了跨学科的综合教学模式，涵盖了任务学习、问题学习和问题练习等。在小学科学技术与工程教学中融入STEAM教育理念，能培养学生的科学精神、创新思维和工程思维。“技术与工程”与物质科学、生命科学、地球与宇宙科学是小学科学课程包含的四个领域。科技的核心是创造，而科学技术的目的则是促进社会发展，即使学生通过学习，对科技加以巧妙运用，从而适应社会发展、改善生活条件而形成的新科技；建设工程的核心是建造，运用科学技术、工艺和设计，创造绚丽多彩的人造世界。技术与工程方面的课程内容可以帮助学生充分了解现有的各类知识，体会科学技术对自身生活和社会活动产生的巨大影响。而通过技术与工程方面的课外活动，也可以使学生体验“做”的成功和乐趣，并养成通过“动手做”解决问题的习惯。基于STEAM教育理念，在教学的过程中，教师要把“教学”升华为“教育”。教师通过小学科学课堂教学，可以使学生经历科学探索的历程，初步掌握与他们知识能力相适应的某些基础性的科学知识；在探索活动中逐渐形成科学质疑的习惯，学会和掌握科学的观测、研究、对比、分析、得出结论等手段；也可以运用科技手段和科学知识，了解周围自然情况，处理一些简单的现实问题；提升学生的科学创造与实践意识。教师要进一步挖掘小学科学课程的核心内涵，把核心知识融入小学科学的教学活动中，实现小学科学课程的教育目标。同时，教师也要在课堂实践中逐步优化教育思想、方法、课堂习惯和师生关系。课程设置和教学方法的合理选取，以及学生所感兴趣的教学活动，都可以帮助学生真正地学会学习。一、导入生活情境在基于STEAM教育理念下的教学研究过程中，容易出现研究伪问题的倾向，由此造成学生学习积极性受挫，进而无法建立完整的知识结构等一系列问题。因此，教师在设置课题时要根据学生的实际情况作出选择。生活情境的导入是指教师通过语言描述或演示，创设真实的问题情境。活动中的课题应该来自学生生活实际，最好是学生自行探索的，使其产生主动探索心理，激发其解决问题的积极性和主动性。教师应从学生在生活中发现的真实问题入手进行情境导入。例如，苏教版科学教材三年级下册“专项学习——像科学家那样”一课，研究的问题是“积雪上撒盐和不撒盐有什么不同”。导入北方的冬天下雪场景这一情境，学生容易接受。而且由于研究问题是在冬天除雪时很多学生会提出的问题，教师也可以带领学生到操场上进行对比实验。这样基于真实生活情境的探究活动过程，可以提高学生解决实际问题的能力，也能培养团队合作精神。二、确立项目学习STEAM教育理念下的跨学科教学设计时容易出现学科知识结构性匮乏的问题，但基于学校科技教育和教学设计科目的基础学习支架，对项目设计进行总体规划，可以达到对跨学科课程的均衡全面覆盖。教师要预设小学科学技术与工程领域的学习目标，激发学生的学习兴趣，促使学生积极地设计、探究完成项目学习。项目内容可理解为中小学的科技探索學习，在“提出问题—作出假设—实验论证—得出结论—评价反思—推广应用”的基础上，突出培养学生的创新能力、团队合作能力、领导力、动手能力、组织和实施能力。除此以外，对项目的选择也是为了使学生更深入地接触和解决现实生活中的问题。这些能力既是《义务教育科学课程标准（2022年版）》中学科核心素养的要求，也是学生形成面向世界、面向未来的适应和挑战能力的要求。例如，苏教版科学教材四年级上册“专项学习——像工程师那样”一课中，教师可根据项目流程，从学生最感兴趣的日常事项出发，设置“制作一个可以发光的LED手环”项目课题，之后明确课题、前期研究、设计方案、应用模型、应用过程。在前期研究环节，学生按照要求提出应该解决的问题，或利用不同方法查阅解决问题的相关资料，并由此获得启发。学生利用不同方式找到可能遇到的问题的答案，包括利用网上搜索或实验探究如何让LED手环亮起来，并去商场实地调查设计手环的方式。在制作模型环节，学生要根据设计方案选择合适的材料制作模型，从而检测产品的实际效果。在展示交流环节，与低年级活动相比，对学生的要求有了进一步提高，学生可以借助PPT、模型、文字等多种形式进行展示，交流的内容也尽可能全面，包括完成任务的顺序、实际制作的步骤、测试改进的过程等，要用多种形式介绍交流制作的LED手环。在展示交流环节，学生要接受他人的质疑，学会听取他人的意见和建议。整个项目的流程使学生全面参与了一次工程实践活动，通过科学规范的方法学会像工程师一样思考和处理现实问题。三、开展小组合作小组合作在传统的科学课堂上是很受欢迎的一种教学模式，甚至每堂课都不可或缺。在当下的小学科学课堂教学中，教师可基于STEAM教育理念，引导学生进行小组合作，要尽可能细化职责。技术与工程领域的学习往往需要多人合作，教师可以将常规4人小组人数增至6～8人。现实中，一个项目往往是各个专业领域的人共同完成的，如项目领导者、工程师、设计师、信息编辑师、后勤保障人员、项目推广师等。例如，在教学苏教版科学教材一年级上册“专项学习——像工程师那样”一课时，教师可以基于教学重难点“能够动手动脑，设计出满足一定需求的气球小车，并向同伴展示”开展合作探究活动，围绕“可以设计并改进气球小车”，引导学生对自己提出的方法进行验证，并结合技术和工程领域知识完成STEAM理念的渗透。组员分别负责收集制作小车的资料和材料，工程师组员负责动手搭建操作，还有最后介绍推广的“销售部”。这个过程使学生尽可能体验真实生活中的职责，提早认识社会分工，以此激发学生的探究欲望，使其可以更快地融入课堂学习中来，充分体现其主体地位，提高创新能力。四、加强多学科融合多学科融合应遵循教育原理与儿童的身心发展规律，加强全科德育和实践的教学活动。其目的是引领学生建立各个学科知识相互联系的框架结构，使学生可以比较深入地掌握科学知识。这种多学科融合的教学模式，也正是STEAM教育理念积极倡导的。基于STEAM教育理念的教学模式中，一般用多学科融合的方法解决在实际问题中存在的新科技问题。学生在从对科学技术的理解到实际运用的实践过程中，也能够更深刻地感受到科技的意义。STEAM教育理念主张多领域融合，使学习者有机会综合使用所学到的各方面知识，并感受科技对个人生存与社会发展产生的深远影响。学习者也可以综合使用自然科学、技术、工程、艺术、数学各门学科知识，解决现实问题。科学教师在备课时可以邀请其他学科教师进行指导补充，甚至可以“一课多师”。例如，科学教师和数学教师进行技术指导，信息教师进行收集数据证据指导，美术教师进行造型设计指导，语文教师进行评价推广指导等。五、注重实践教学德育、智育、体育、美育、劳育的育人目标在STEAM教育理念下小学科学技术与工程领域的学习过程中可以实现。STEAM教育理念本着对儿童天性的尊重，以培养学生全面而有个性的发展为目的，促使他们形成尊重事实、喜欢动手探究、与他人合作的科学态度，使学生体验探究自然世界和运用科学探究人类生活奥秘和解决社会问题的重要过程，并以此培养自主学习、逻辑思维、社会实践和创新能力以及团结合作意识。STEAM教育理念指导下的科学技术与工程领域教学，需要教师注重在实践教学中总结经验方法，提升学生的技术工程素养。由于受年龄所限，小学生理性思维的发展还不成熟，难以理解技术问题并做到有效分析。在开展技术与工程知识教学的过程中，教师可以按照“组间异质、多组同质”的原则，对不同学科教师进行分组，通过集体力量发散思维，碰撞出智慧的火花，以强化学生的理解。STEAM教育理念下的教学发展，实现了教师从知识教学到科学素养教学的发展，而且教师可以借助问题引发学生的思考，唤醒学生内在的探究欲望，并在学生自主探究下抓住技术与工程领域知识的本质，促进学生科学素养的发展。STEAM教育理念可以实现学校对科技教育和工程教学策略的全面探索，通过深入研究并探讨适应课程发展和设置教学环境的管理方式，推进学校教学方式和学习方法变革。学习者既能增强认识问题、应用科技处理现实问题的意识，了解科技和人类文明的有机联系，调动学习科技的积极性，又能形成工程观念，并把无形的设想转化为有形的工程实践。STEAM教育理念在学校科技和工程等领域教学