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基于STEAM教育的小学科学课程设计与实施
摘要:在立德树人教育目标的指导下我国开始了新课程改革与教学改革。STEAM教学模式是由美国国家科学委员会发布的的主题为《改善所有美国学生的科学、技术、工程和数学》的公开信中提到的新教育理念。STEAM分别是科学、科技、工程、艺术、数学共同构成的跨学科综合课程,它强调的是要培养学生的综合知识和问题解决能力。
关键词:STEAM课程;综合课程;课程实施
前言:
信息时代下的教育变革越来越重视人的综合能力和问题解决能力,保罗 朗格朗在他的《终身教育》引论中首先提出了终身教育的概念,终身教育也是世界未来教育发展的方向。终身教育要求我们不得不变革现有的课程模式与教学方式,STEAM教学是一种教育理念,它有别于传统的学科课程与讲授法,它对实现的人的全面发展十分必要。
一、STEAM教学目标设计
遵从立德树人的教育目标与新课程核心素养设立课堂教学目标。小学科学课程的目标维度包括科学知识、科学探究、情感态度价值观,STEAM是新课程模式,就必须保证要在新的教育目标下开展新课程。教师在编写STEAM课程设计的第一步就是确立科学课程的三维目标。
例如,小学六年级科学课程下册,教师在讲授第二单元‘生物多样性’前的课程设计中要明确:在教学结束后学生首先要掌握关于植物的细胞结构知识,动物的细胞结构知识。其次,培养学生的探究能力,让学生在校园内搜索身边的动植物,并绘制校园生物画,标明学生发现的每一处动植物,在这个过程中将STEAM中的科学、艺术、数学知识都调动起来。最后在课程快结束时开展探究课,让学生理解什么是生物多样性并培养学生爱护家园保护地球的情感态度。教学目标是课程最重要的部分,教师所有的后续STEAM教学活动都是在目标的指导下展开的,教学目标也可以帮助教师在展开STEAM课程过程中时时调整教学活动并不断改进教学方式。
二、STEAM教学内容设计
在课程目标的指引下教师第一步分析教材与学生。要根据学科课程的知识逻辑与学生的心理逻辑选择课程内容,分清重点难点,并将知识与实际生活联系与学生的直接经验联系。赫尔巴特与杜威分别代表着课程的两个时代,赫尔巴特奠定了新课程改革之前的几个世纪的教育模式,但他们的教育思想也有重合的部分。赫尔巴特的课程理论中提出课程的编制必须遵循三要素:兴趣、经验、统觉论。他认为课程必须要与学生的兴趣相联系,而兴趣就存在于学生的日常经验之中,课程的开展必须要从学生熟悉的材料开始再逐步过渡到有关但还不熟悉的材料中。杜威他提出的课程论中反对学生学习抽象的理论知识,好的课程必须是与学生的直接经验相连的。
例如,小学三年级上册的科学课本,第一单元《水》。教师在设计教学内容时要将水与学生的日常经验联系起来。三年级学生的认知发展水平有限,他们不能很好的理解水这个抽象概念,教师要做的是把学生在日常生活喝的水用的水与课程内容结合,比如用湿抹布擦黑板、用水洗手、用水煮饭、用水洗衣服这些活动都是学生在日常生活中能接触到事情,教师把这些活动作为课程的切入点,提问学生擦完的黑板为什么干了?需要用到数学知识。用火烧水时水为什么冒泡?培养学生的工艺。用水煮饭后水为什么变少了?从而让学生理解水沸腾蒸发这些抽象的概念。开展活动课程时让学生讲讲在自己在吃快餐时的经历,可乐里的冰块为什么不见了,让学生明白冰是融化了的水。课程内容设计时融合了科学、技术、数学、艺术,STEAM的各个要素都融合在了课程中。
三、STEAM教学方法与结构设计
STEAM教学要加强对学生科学素养、技术素养、工程素养、数学素养四个方面的综合性教育。STEAM的教学模式可以采用认知学派和杜威的程序教学法,首先提出一个具体的问题情境,引起学生的学习兴趣。第二步科学探究,首先让学生识别要研究的问题然后通过小组合作的形式协作探究最后制定方案。第三步工程实践,根据制定的方案设计建造并不断的测试改进。第四步交流强化,让不同的小组分享他们的设计方案交流讨论,最后在教师的带领下总结并强化。
例如,小学五年级下册第二单元‘船的研究’很适合做探究课程。教师让学生分享自己坐船的经历引入课程激发学生的学习动机。在教师的指导下,提出探究课的主题‘造船’。让学生识别什么是船,船的构造是什么,船的制造需要什么,船的动力从哪里来,船可以用来做什么。将全面学生进行异质分组,让学生合作探究这些问题并提出一个造船方案。在工程实践部分因为受到现实的制约无法真正的完成造船活动,可以运用原型模拟的方式解决,通过制造模型达到对原型的锻炼。让学生制造船的模型,但是也必须得对标真实的船只建造活动。用浮的材料造船,可以用小木棒让学生造出一个简易船只并能够漂浮在水上。用沉的材料造船,用橡皮泥模拟制造一个船,橡皮泥在水中易沉怎样做才能让它飘浮在水上需要学生思考并动手实验不断修改。最后船只结构建造完成后,给船只加上动力让它可以自由的在水中行进。可以装风帆用风的动力,可以装蒸汽机用蒸汽的动力,可以用电池用电的动力,由学生自由选择。在课程快要结束时,在教师的带领下各个小组把自己制造的船只拿出来分享,共同交流在制造中遇到的问题,是如何解决问题的。
结束语:
STEAM教学模式有利于培养学生的学习兴趣,促进学生自主建构知识,促进综合能力和创新能力的发展。但是,该模式对教师各方面的素养要求较高,真正能够灵活的在实际课堂中运用还需要不断的磨练。
参考文献:
[1] 姜上龙,崔晓静,侯飞,等. 基于STEAM教育的小学科学课程设计的实践研究[C]. //面向21世纪的中小学教师继续教育高峰论坛(2020)论文集. 2020:626-628.
[2] 张明. STEAM教育模式在小学科学教学中的应用研究[J]. 基础教育论坛,2023(7):65-66.
[3] 王振芳. STEAM教育理念在乡村小学科学课中的应用[J]. 教育,2023(1):30-32.
[4] 陈杰飞. 基于STEAM教育的小学科学拓展课程开发 ——以”覆杯实验”为例[J]. 实验教学与仪器,2017,34(7):124-125.