STEAM教育模式在小学科学教学中的应用

STEAM教育模式集合了科学、技术、工程、艺术、数学，是一种高度注重学生实践的教学模式。在小学科学教学中，STEAM教学模式以科学为基础，整合技术、工程、艺术、数学，通过学科融合促进学生科学探究，同时培养学生综合能力。小学科学教师应该建立跨学科和超学科意识，积极研究STEAM教学模式在小学科学教学中的应用技巧，为学生提供实践优先于理论和技能重于知识的学习环境，从而帮助学生实现综合和全面的进步。

本文旨在研究STEAM教育模式在小学科学教学中的应用，并提出教师应在明确目标阶段、头脑风暴阶段、问题解决阶段和成果改进阶段，分别以学习专题为引、以教师指导为辅、以小组合作为核心、以多元评价为重点，制定活动计划、分享活动思路，推动活动实施并反思活动全程。

一、明确目标阶段：以学习专题为引，制定活动计划

目标具有指明方向，以及激励与凝聚的作用。在小学科学教学中应用STEAM教育模式时，明确目标是首要的。在明确目标的过程中，教师应以学习专题为引，制定活动计划。从某种意义上说，小学科学教材的学习专题也可以作为STEAM科学活动的主题。小学科学教材通常围绕专题编排教学内容，教师可以梳理教材，挖掘学习专题，确定基于STEAM教育模式的科学教学基本方向。然后，教师可以根据专题内容制定STEAM科学活动计划，为目标的设计提供重要参考。

以苏教版科学三年级上册第二单元为例。该单元以“研究土壤”为学习专题，包括“土壤的成分”“土壤的类型”“肥沃的土壤”和“保护土壤”四个部分。教师可以先梳理教材，根据单元提示挖掘“研究土壤”学习专题。接着，制定以下活动计划：（1）通过收集和观察土壤，了解土壤的主要成分；（2）仔细观察土壤的颗粒，区分不同的土壤类型；（3）仔细观察土壤的表层和下层，认识肥沃的土壤；（4）了解土壤的重要性，学会保护土壤。这些活动计划体现了在小学科学教学中应用STEAM教育模式的目标。最后，教师可以根据活动计划明确目标，为后续的STEAM科学活动提供导航。具体目标包括通过研究土壤了解土壤的主要成分，学会区分不同的土壤类型，了解肥沃的土壤，同时培养保护土壤的意识，并掌握有效的土壤保护方法。

二、头脑风暴阶段：以教师指导为辅，共享活动思路

头脑风暴是美国广告公司亚历克斯·奥斯本首创的一种问题讨论法，指的是让小组成员在融洽的、不受任何限制的氛围中，以会议的形式讨论问题。头脑风暴在问题讨论过程中的运用，能够使讨论者打破常规，充分发表看法，对解决问题起着关键的促进作用。STEAM教育模式在小学科学教学中的应用，主张让学生在科学背景下，同时运用技术、工程、艺术、数学等技能解决科学问题。教师可以在确定目标后，借鉴头脑风暴思路指导学生。头脑风暴过程中，教师可以作为“会议”组织者，使学生畅所欲言，积极分享活动思路。

例如，教学苏教版科学三年级下册第三单元时，教师可基于STEAM教育模式在小学科学教学中的应用，挖掘“声音的奥秘”学习专题，然后根据学生研究声音奥秘的现实需求，设计问题链：声音是怎么产生的？声音是怎么传播的？声音为什么有大有小？声音为什么有高有低？声音都有哪些奥秘？

问题由“个”成“链”，头脑风暴准备工作基本完成。接着，教师可以通过提问组织“会议”，促进学生头脑风暴。教师可以直接围绕学习专题（也称STEAM科学活动主题）提问，要求学生以“开会”的形式展开头脑风暴，分享自己关于研究声音奥秘的活动思路。学生可以自由发言，无论针对问题提出答案猜想，还是举例论证自己对问题的想法，学生都能实现科学思维和科学探究能力的进步，实现STEAM教育模式“S”方面的发展。另外，为深入讨论，学生可以通过信息技术等途径收集资料，以此提高信息化学习能力，在STEAM教育模式的“T”方面取得一定进步。教师还可以在学生结束头脑风暴后，通过板书或现场课件总结学生思路，使学生观点具象化，助力其后续实践。

三、问题解决阶段：以小组合作为核心，推动活动实施

头脑风暴阶段性教学活动结束后，STEAM教育模式在小学科学教学中的应用，应向问题解决阶段过渡。问题解决，是指在学生分享活动思路后，鼓励学生以实践的形式参与STEAM科学活动，解决学习专题下的关键问题。在这个过程中，教师应正视合作价值。教师可以引导学生以小组合作为核心实践策略，让学生分组展开STEAM科学活动。合作是思维交互的平台，学生在合作中集思广益，能够提出更多科学实践方案，对其解决问题意义重大。教师可以帮助学生组建合作学习小组，进而推动STEAM科学活动的具体实施。

例如，教学苏教版科学四年级下册第四单元时，教师可挖掘单元“繁殖”学习专题，提炼“植物的繁殖”关键问题。植物的繁殖方式包括用种子繁殖和用营养器官繁殖。教师可在此背景下，帮助学生组建不同的合作学习小组。如小组1着重研究植物的种子繁殖过程，命名为“植物的种子繁殖研究小组”，小组2重点研究植物通过“根”这一营养器官进行繁殖的过程，命名为“植物的根繁殖研究小组”。小组成员可根据本组任务，合作完善实践方案，展开积极的科学研究，逐步实现STEAM科学活动目标。

活动准备过程中，学生运用技术手段收集植物繁殖资料，实现技术层面STEAM实践目标。活动实施前，为提供适宜的植物繁殖环境，学生根据本组植物繁殖研究特征搭建大棚、植物生长架等，发展工程思维。活动过程中，为准确记录植物在不同繁殖阶段的生长状态，学生通过测量、画图等方式填写实践观察报告，实现数学、艺术层面的STEAM科学活动目标。活动实施后，学生充分感受植物的繁殖过程，掌握植物繁殖的秘密，实现科学探究的最终目的。

四、成果改进阶段：以多元评价为重，反思活动过程

STEAM教育模式在小学科学教学中的应用，应避免停留在活动实施层面，还需要设置成果改进阶段。小学阶段，学生应该已经具有科学思维、技术素养、工程思维、艺术素养、数学能力等有益于科学探究和终身发展的各项品质，但是往往还不能最大限度地运用这些品质去解决问题，因而难以在STEAM科学活动中取得满意的活动成果。对此，教师应及时指导学生改进成果，以便让学生补足短板，全面获益。至于指导方法，教师可以首选评价。教师可以通过多元评价激活学生的反思意识，带领学生反思STEAM科学活动全程，从而使学生全面回顾科学探究方法、过程、结果等，吸取必要的经验和教训，进一步提升基于STEAM教育模式的科学活动能力。

例如，上述“植物的繁殖”STEAM科学活动，教师可在学生完成小组合作实践任务后，要求各小组分别展示实践成果，提交“植物的繁殖实践观察报告”。在此基础上，教师检查学生成果和报告，分析其创意点、成就点、问题点，作出客观评价。接着，教师邀请学生进行自我评价与相互评价，让学生先“自己评价自己”，再以合作学习小组为单位，评价其他实践参与者的科学思维、技术素养、工程思维、艺术素养、数学能力等。评价越多元化，师生越能实现对STEAM科学活动的全面反思，从而最大限度地发现STEAM教育模式在小学科学教学中的应用问题，让STEAM与小学科学深度融合。

总之，STEAM教育模式在小学科学教学中的应用，可以设计为明确目标、头脑风暴、问题解决、成果改进四个阶段。而在不同阶段，应采取不同的指导策略。教师可以在实际教学工作中，根据STEAM教育模式的优势，改进教学过程，促进学生全面发展。同时，在此基础上，教师需要进一步加强STEAM教育模式在小学科学教学中的应用研究，力求与时俱进、常教常新。

（作者单位：江苏省如皋市外国语学校）

（责任编辑 刘源）