基于STEAM科学和信息技术的整合

丁文俊

STEAM教育是集科学，技术，工程，艺术，数学多学科融合的综合教育，可以促进学生全面发展;小学科学也是一门综合性课程，主要涵盖物质科学、生命科学、地球和宇宙科学、技术与工程四个领域，这四个领域知识之间的相互渗透和相互联系，促进学生全面发展。两者都是强调课程融合，促进学生全面发展的综合性学科，而学生科学素养的提高亦推动了STEAM能力的发展。

小学科学涉及多个不同领域的知识，在实际教学中操作起来有困难，涉及微观、宏观和抽象的内容（例如微生物、宇宙等）很棘手。信息技术的融入可以把这些内容变得直观形象，帮助师生走出困境，解决难题，因此小学科学和信息技术的整合是必然的，也是和STEAM教育理论相符合的。下面结合教科版小学科学，谈几点粗浅体会。

一、优化教学情境，强化课堂吸引力

小学生的好奇心很强，对新事物有种强烈的认知欲。教师可以搜集相关图片、视频、动画制作成课件，在课堂呈现一些日常很少接触的事物，给学生多感官刺激，让学生兴奋起来，有助于加深理解与记忆。

在教学《各种各样的岩石》时，我用PPT展示了各种奇石怪石的图片——猪肉石、渔夫石等，让学生讲一讲看到了什么，在学生难以置信这些都是岩石的时候，情绪一下子就兴奋了，从而激发了他们的探究兴趣。在学习动物和植物一生时，虽然学生根据生活常识能说一些动植物生长的各个阶段的情况，但是他们得这些认知是片面的。教师适时地出示动植物一生的FLASH或者视频并配以讲述，这样的教学情境，方便学生观察和理解，使学生系统地掌握知识。

二、巧用科普游戏，在游戏中学习

玩是孩子的天性，没有一个孩子能抵抗玩的吸引。长期以来，电子游戏一直被认为 “洪水猛兽”、老师和学生的“敌人”。但当下信息时代，电脑早已是家庭标配，手机也都智能化了，孩子平时经常可以接触到一些游戏。我认为与其一味地堵，不如加以引导疏通，让学生玩一些有益的游戏，在游戏中学习，让游戏成为有利于学生科学素养发展的有效手段。

有款手机游戏叫《割绳子》，相信大家都玩过。游戏时看起来只用做一个简单的割绳动作，实际上那只呆萌的青蛙时时在考你的力学知识……这就是一个经典的科普游戏。科普游戏是指以科普为目的、以互联网络为数据传输介质，可以从中获得科学知识、科学思想、科学方法和科学精神的游戏。

在教学光学单元时，我给学生带来了游戏《Refraction》——主宰整个游戏的物理定律是光线的折射与反射。游戏中需要借助各种面镜和透镜来改变激光的路径，并让各种光线到达指定的点。课前，我先设计一个高于学生水平的关卡，请学生来试玩。学生会觉得很有趣，但是却无法完成任务。然后我再引入光学单元的知识进行教学，学生在上课的过程中会有一种豁然开朗的感觉，似乎刚才的关卡找到突破口了，他们把玩游戏的兴趣转化成解决问题的兴趣参与到科学探究中，全身心投入，目标明确，学习效果事半功倍。当探究结束，我再次出示课前的那个游戏关卡，学生学以致用，理论指导实际，很快破解了关卡，游戏的融入进一步体现了STEAM的融合理念。课堂教学和科普游戏协同工作、和谐相处激发了学生的探究兴趣，促进学生的科学素养发展。但这个过程中要注意教师应该掌握度量，不能让学生过度游戏。

三、计算机辅助教学，突破教学重难点

小学科学内容中有些抽象的知识，仅靠老师的讲述，学生是无法理解透彻的，如果能够结合信息技术，可以将这些知识具体化，形象化地展现在学生眼前。

地球和宇宙科学是小学科学的重要组成部分。生活中学生早已对地球、宇宙飞船、星球等词汇有了初步的认识，但这些事物离生活比较遥远，没有条件直接研究或观察，再加上认知水平限制，在学习这部分内容时，难度较大。融合信息技术可以创设科学观察和探索情境，突破时空限制，实现已有认知与新授知识对接、虚拟和真实互补。一些难以理解或者复杂的地方，可以通过可视化、智能化使之融合、成为一体。

《在星空中》一课要求学生认识星图，观测星空。在以往的教学中，考虑到教学时间、设备以及安全等因素，教师对这一内容的处理，一直处于纸上谈“星”阶段。针对这一现象，我给学生带来了Stellarium（虚拟天文馆）软件。我借助Stellarium在学生眼前模拟出一片 “真正”的星空。通过人机互动功能，学生以第一视角的角度去发现、探索宇宙空间，仿若身临其境，翱翔在这片星空中。通过这样的一种方式，不仅方便了教师教学，而且将抽象的宇宙知识具体化，加强了学生对知识的理解，极大地调动了学生学习的积极性，有助于启发他们在课后对星空宇宙做进一步探究，增加课外知识，拓宽视野。

四、基于互聯网教学，拓宽小学科学课堂

互联网教学是一种现代的、动态的、开放的课堂模式，可以让科学课更生动形象，更能激发学生的学习兴趣和探究欲望。中高段年级的学生通过各阶段的信息技术学习，已经基本掌握了常用技术，例如网页浏览搜索、制作电子小报等。让学生在互联网中寻找信息，解决问题，充分调动了学生的主观能动性，轻松地学到更多的知识。

如在教学《生物多样性的意义》一课时，我指导学生确定了以《基于网络环境的苏州本土生物多样性调查研究》为主题的科学学科综合实践活动，引导学生对身边的动植物资源进行探究。学生依据自己感兴趣的问题，通过互联网强大的搜索功能，或是登陆各类科普资源网站——如苏州科普之窗，搜集文字及图片资料，最后制作成电子小报，全班交流。通过学习成果的发布，展示表现自我的能力，发展解释和评价能力，体验学习成功的喜悦。整个探究学生不再是单纯地被动地接受知识，而成为信息加工、处理的操纵者，成为知识的主动构建者，从而激发学生的学习积极性和主动性，开阔视野，激发学生创造性智慧，最终达到培养和提高学生科学素养的目的。

综上所述，在小学科学中充分融合信息技术，两者和谐发展，确实能更好地激发学生学习兴趣，拓宽学生视野，发展学生核心素养，促进学生全面发展，这是和是和STEAM教育理论相一致的。因此我们应该在今后的教学实践中，不断探索研究，更好地在小学科学课程中整合信息技术。

【作者单位：常熟市辛庄小学  江苏】