基于STEAM教育理念的小学科学课程实践研究

曾斌

小学阶段的科学课程实践，以培养学生综合素质为主要方向，旨在使学生成长为具备科学探究精神的高素质人才，肩负起建设新时代社会主义事业的重任。STEAM教育理念在小学科学课程实践中的应用，可以发挥多学科知识融合的教育模式优势，帮助学生从不同的视角理解科学知识，进一步提升教学效果。STEAM教育理念打破了常规课堂教学模式的束缚，将科学、技术、数学、艺术等学科知识进行有机融合，营造有益于学生综合素质发展的教学环境，可以促进其信息素养、创新意识、实践能力发展，培养学生成为综合型高素质人才。在小学科学教学中应用STEAM教育理念，可以将科学理论知识与不同的学科知识进行融合，利用学科知识的相互支撑和补充优势，激发学生的学习、思考、实践等兴趣，从而提高科学课堂教学效果，促进小学生的综合素质全面发展。基于STEAM教育理念，本文解读了相关教学理念内涵，分析小学科学课程实践中存在的问题，深入研究基于STEAM理念的小学科学课程实践策略，旨在帮助小学生更好地学习和掌握科学知识。

一、STEAM教育理念

（一）理论概述

STEAM分别代表科学、技术、工程、艺术、数学，STEAM教育即一种多领域融合的综合教育体。STEAM教育理念主张打破学科界限，比如，科学与技术融合、技术与工程融合、艺术与工程融合，数学与艺术融合等。一些专家学者在教育实践中，将不同的学科知识进行融合，研究出了以STEAM理念为核心的教学模式，即以具体的学习项目为纽带，丰富教学内容，让学生获取新知识，掌握新技能，形成新思维。STEAM教育理念以跨领域知识作为人才培养的出发点，致力于对学生进行综合而全面的培养，促使学生逐渐成长为综合型高素质人才。

（二）理念内涵

从宏观角度分析STEAM教育理念，可以了解到其与传统的单科、注重教材教育方式有明显的区别，STEAM教育理念具有重实践、跨学科概念的特点，立足多方面的综合型人才培养目标，在教学中融合不同领域知识内容，可以培养学生的综合素质，提高其核心竞争力。STEAM教育理念与素质教育的目标有相似之处，均提倡培养高素质人才，从微观的角度分析，可以了解该理念主张重建课程文化、知識体系、教学模式，利用跨学科教学优势，构建开放性、主体性、情境性、关联性、发展性教学格局。STEAM教育理念的核心目标是培养全面发展的综合型人才，提倡通过开展不同形式的教学活动，将不同领域的教学内容进行融合，让学生通过动手实践，提升自我思维、创新、团队协作等方面的能力。简而言之，STEAM教育理念以激发学生的好奇心为起点，以培养学生综合素养为重点，以塑造综合型人才为终点，是一种跨学科性质的综合教育理念，具有较高的研究和应用价值。

二、小学科学课程实践中存在的问题

（一）学生学习兴趣较低

学习兴趣是学好科学知识的重要前提，学生只有在兴趣的驱动下，产生源源不断的内部学习动机，才能深入理解所学知识，在积极主动的实践和探索中发展自我科学素养。然而，在讲解科学知识的过程中，有些教师选择单方面向学生传递知识，忽视了提高课程教学的趣味性，导致学生的科学学习兴趣较低，不利于营造学习氛围浓厚的课堂环境。

（二）课程资源有待开发

科学课程资源是满足学生学习需求和教学实践的基本条件，积极开发建设优质课程资源，能进一步丰富课堂教学活动，开阔学生的学习眼界，不断丰富其认知。然而在具体的教学过程中，一些教师过度依赖教材，未能结合实际情况开发易于学生接受的课程资源，导致科学课堂教学模式呈现出单一性特点，学生难以增长见识。

（三）师生之间缺少互动

师生之间的互动和交流具有重要的教学意义，不仅可以帮助教师把握学情，而且能使学生明确学习方向。但有些教师在讲解科学知识的过程中，未能注重与学生进行互动，所提出的教学问题也比较直白和简单，无法激起学生的科学探索积极性，久而久之，师生之间的互动交流越来越少，学生难以获得明确的学习指引，教师也很难把握实际学情，不利于提高教学效果，学生也无法养成良好的科学学习习惯。

（四）实践教学形式单一

科学实践是培养小学生科学探究素养的重要途径，开展不同形式的科学实践活动，能为学生提供不同的实践锻炼机会，有助于激发小学生的科学探究热情，促进其实践素养提升。但在传统教育观念的影响下，一些教师未能注重开展多元化实验教学活动，而是选择直观揭示实验结果，导致实践教学形式过于单一，学生的实践素养也得不到培养，不利于学生的综合素质发展。

三、基于STEAM教育理念的小学科学课程实践策略

（一）知识整合，构建完善基础知识体系

小学科学知识的综合性较强，立足科学与技术、工程、艺术、数学领域的联系，运用STEAM教育理念整合知识，可以帮助小学生构建完善基础知识体系。教师应从实际学情出发，把握当前学生的学习和认知特点，对现有教学资源进行整合与优化，在课程实践中融入适量的技术、工程、艺术、数学知识内容，激发学生的科学知识学习兴趣，使学生能更好地进行学习，逐步完善知识体系。比如，在讲解人教版二年级上册科学“设计和制作小船”内容的过程中，首先，教师为学生讲解设计和小船的理念和具体制作步骤，使学生能理解船的结构、 材料、工具选择以及废材处理方法。同时，教师要通过整合不类型船只的建造技术、工程、工艺、数据知识，让学生认识到船的设计意义，同时明白船有大小、类型、用途之分，由此开阔其学习眼界，使学生能够进行更加深入的思考，构建完善的基础知识体系。其次，教师应根据“小船的设计标准”要求，指导学生制作小船，从载重量、动力系统、美观等角度出发，设计一艘功能性较强的小船。同时，应整合有关小船设计和制作的不同领域知识，提出相关科学问题，让学生通过查阅书籍，寻找问题答案，从而懂得：工程师在设计船的过程中，运用科学和技术进行设计，可以解决不同的设计问题，确保后续的造船工作稳步推进。最后，教师可以通过对比学生制作的小船，从美观度、实用性等角度进行点评，总结其中涉及的技术、工程、艺术、数学知识，让学生能在教师的指导下，整合所学科学知识，掌握设计和制作小船的方法，学会从不同的角度理解所学科学知识，通过整合知识，构建完善的基础知识体系。通过在科学教学中整合知识，利用STEAM教育理念指导学生学习和思考，可以更好地帮助学生探索科学知识，培养学生良好的科学探究精神，学会多角度看待问题，逐步完善科学知识体系。

（二）开发资源，拓宽学生科学研究思路

科学知识学习离不开对问题以及现象的研究，而通过开发学习资源，能拓宽学生的科学研究思路。因此，教师应立足STEAM教育理念核心内容，为学生提供技术、工程、艺术、数学等方面的学习资料，指导学生从不同的角度思考科学问题，尝试运用不同的知识解决学习中遇到的难题，促使学生开阔学习眼界，拓宽学习研究思路，提高解决科学问题的能力。比如，在讲解人教版三年级上册科学“盐和糖的溶解”内容的过程中，首先，教师要呈现面粉、红糖、盐、沙子、滤纸、搅拌棒、烧杯、酒精灯等科学实验用具，在介绍实验用具的同时，开发科学课程资源，设计实验准备活动，让学生观察、对比，分析不同实验用具的用途，同时，向学生发放提纯技术资料，播放有关建筑工程搅拌物料的微课视频，利用STEAM教学理念，拓宽学生的科学研究思路，使学生知道面粉、红糖、盐、沙子是主要研究对象，滤纸具有过滤作用，搅拌棒能加速溶解，烧杯是装溶液的载体，酒精灯具有加热作用。其次，教师可以提出问题：“红糖、盐、沙子在水中有怎样的溶解状态？”鼓励学生自行设计并开展科学实验，寻找问题答案。教师要在实验中给予学生不同的指导，让其从技术、工程、艺术、数学等资料中寻找实验灵感，拓宽科学研究思路，按照正确的方法加热、溶解、观察，了解具体的科学现象。最后，教师可以提出问题：“面粉溶解后的状态接近于哪种溶液？”并整合之前提供的学习资料，为学生提供全新的科学学习资源，揭示问题中与技术、工程、数学相联系的内容，利用STEAM教学理念，指导学生进行科学研究，使学生了解面粉的生产过程，懂得一定比例面粉能够与水溶解，由此开展高质量的科学研究活动，拓宽学生的科学研究思路，不断利用多领域知识解决遇到的科学学习问题，提升科学素养。

（三）联系实际，拉近科学与现实的距离

科学与实际生活之间存在密切的联系，从生活中的技术、工程、艺术、数学等角度入手，分析不同实例中的科学道理，可以拉近科学与现实生活的距离，优化科学教学。教师应列举辨识度较高的生活实例，指导学生从不同的角度进行分析，深入解读科学知识，降低学生对科学知识实用性层面的认知，发挥STEAM教育理念的应用优势，强化学生的理论联系实际能力。比如，在讲解人教版三年级下册科学“花 果实 种子”部分内容的过程中，首先，教师可以鼓励学生思考现实生活中喜欢吃的水果，利用信息技术搜索呈现相关果实的图片，讲解有关种植技术、园艺、果实数量的知识，并创设生活情境，利用STEAM教育理念展开教学，让学生从形象思维层面感受果实中蕴涵的科学知识，由形象思维过渡至抽象思维，将自己意识中的果实与科学知识建立起联系，产生探索和研究果实的兴趣。其次，教师可以利用动画软件呈现不同的水果种子，循环播放种子生长的不同阶段，让学生通过观察种子生长的不同阶段，体会生命真谛，懂得果实是由种子“变化”而来的，同时发现“开花”也是种子生长的必经阶段。此时教师可以从花朵入手，联系学生熟悉的“梅兰竹菊”，从艺术角度分析花朵生长和凋零，将其与科学知识建立起联系，使学生明白影响花朵生长的主要因素有水资源、溫度、光照等。最后，教师要将种子、花、果实进行串联，使学生能够明白种子要经历萌发、生长、结果等不同的阶段，从而将科学知识与现实生活建立起联系，明白教师列举种种事例中的科学道理，促进自我逻辑思维发展，强化理论联系实际的能力。通过联系学生的实际生活，利用STEAM理念创设生活情境，能让学生能自觉将生活经验与科学知识建立起联系，从而降低知识学习难度，进而体会科学知识的价值，不断丰富自我认知。

（四）趣味实验，培养学生综合实践素养

趣味实验教学能调动小学生的科学学习兴趣，也是培养小学生综合实践素养的最佳途径。教师可以利用STEAM教学模式，在科学实验教学实践中，融入设计技术、工程、艺术、数学等领域的有趣活动，让学生在做实验的过程中，把握科学知识与其他学科知识之间的联系，通过动手操作，积累丰富的学习经验，学会利用不同的资源与工具，解决实验中遇到的问题，促进自我综合实践素养提升。比如，在讲解人教版三年级下册科学“橡皮泥在水中的沉浮”部分内容的过程中，首先，呈现学生熟悉的橡皮泥，鼓励学生在做试验前，先用橡皮泥捏出自己喜欢的形象，并据此引申出有关的手工泥塑技术、建筑工程、泥塑艺术品展览等知识内容，利用STEAM教学模式提升科学实验的趣味性，调动学生动手实验的积极性。其次，教师可以引导学生观察橡皮泥，并将自己捏好的“作品”置于水中，观察它的沉浮，再改变橡皮泥形状，分析变化情况，以深入研究橡皮泥沉浮中蕴涵的科学道理。在学生改变橡皮泥形状的过程中，教师可以列举不同的科学实验案例，提升实验教学的趣味性，引导学生了解排开的水量是指物体中水中排开水的体积，由此激发学生通过动手操作探究科学道理的积极性。最后，教师可以展示铁块、木块，讲解相关的铸铁、数据计算知识，将科学知识与工程、数学知识进行融合，利用STEAM教学模式提高实验教学的趣味性，激发学生探究铁块、木块在水中沉浮的积极性。同时，让学生将改变形状的橡皮泥、铁块、木块分别放入水中，观察沉浮现象，了解木块的浮力要大于橡皮泥，橡皮泥的浮力要大于铁块。此时再讲解木筏的原理，将学生的实验探究经历与技术、数学等领域知识建立起联系，使学生能够明白木筏排开的水量很大，能够浮在水面上，由此提高科学实验教学的有效性，培养学生良好的综合实践素养。

综上所述，多学科知识的融合，是对STEAM教学理念的最佳诠释。在小学科学课程实践中应用STEAM教学理念，符合素质教育要求，能培养小学生成为综合型高素质人才。在各学科知识的融合过程中，教师应注重将科学知识与现实生活联系起来，打破各学科知识之间的壁垒，让学生在自主探索中强化自我实践能力，多角度看待科学知识，从不同学科的角度感受科学知识的价值，产生源源不断的科学探索兴趣，整合运用科学知识解决实际问题，促进自我综合素质能力提升。

注：本文为福建省电化教育馆课题“基于STEAM教育理念下的小学科技劳动课程的开发与研究”（课题编号：闽教电馆KT21007）的研究成果。

（吴淑媛）