庞英芬

【摘  要】  STEAM教育将科学、技术、工程、数学、艺术五门学科有机地融合在一起，互通互融、互为表里，一个有机结合的整合，一个综合运用的过程，注重学生综合素养和能力培养。本文以《自制弹簧秤》的教学研究为例，结合STEAM教育理念以及STEAM教育的跨学科、情境性、协作性、设计性等特征对本课进行研究分析。

【关键词】  STEAM;教育理念;小学科学;跨学科性;设计性

STEAM是科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、艺术（Art）和数学（Mathematics）五门学科单词的首字母缩写。STEAM是一种新的教育理念，它与传统教育不同，不是科学、技术、工程、艺术、数学五门学科简单的叠合，而是基于不同学科之间的互通互融、互为表里，一个有机结合的整合，一个综合运用的过程，灵活运用多种学科知识去解决问题，培养学生的综合能力。

《义务教育小学科学课程标准（2017年版）》在课程性质中指出，小学科学课程是一门综合性课程，并增加了技术与工程领域，强调物质科学、生命科学、地球和宇宙科学、技术与工程四个领域知识之间的相互渗透和相互联系，注重书本知识学习与社会实践的结合，理解自然与解决问题的结合，着力提高学生的综合能力。这与当下的STEAM教育是完全契合的，也正体现了STEAM教育的理念。

STEAM教育不是单一课程，是跨学科的融合，所以它也同时具有多方面的特点，如跨学科性、协作性、设计性等特点。接下来我就结合STEAM特点，对《自制弹簧秤》课例进行分析研究。

一、依据特点，制定目标——STEAM跨学科性

《自制弹簧秤》是学生在学习了五年级上册《运动和力》单元后，是《测量力大小》的拓展课。本课的设计意图，表面上是在让学生运用力学知识的基础上自制一个弹簧秤。深层次意图是依托制作弹簧秤，运用STEAM理念，引导学生了解制作产品的步骤：确定设计需求——设计——制作——评价——改进，这与新课标中的技术与工程领域的相关理念也不谋而合。基于STEAM教育特点，看《自制弹簧秤》一课，它完全融合了STEAM的五个学科领域，这五个领域融合在一起，形成了一个新的整体STEAM课程。

因此，我制定了以下几个STEAM目标：

S（科学）：通过对弹簧秤构造分析，学习自制弹簧秤的方法。

T（技术）：运用弹簧秤的相关知识，设计自制弹簧秤的模型。

E（工程）：根据自行设计的弹簧秤，制作弹簧秤，提高学生的动手能力。

A（艺术）：设计并制作弹簧秤，使其更加美观。

M（数学）：学生在设计、制作弹簧秤时，要选择合理的方法制作弹簧秤的刻度。

二、创设情境，揭示主题——STEAM趣味性、情境性

STEAM教学理念主张以解决实际问题为重要导向，它强调基于问题的学习，使学生充分投身于多学科学习中，其本质上是一种基于建构主义的情境化教学模式，所以创设一个好的情境，调动学生多种感官，激发学生的学习兴趣，往往会收到一个良好的教学效果。

《自制弹簧秤》一课，教师一开始就可以创设一个好的情境，用这个情境引入本课。如教师可以出示一个圣女果，向学生提问，有什么办法知道这个圣女果的重量？學生可能会说用弹簧秤称。教师适时引出课题——自制弹簧秤，从而明确主题。明确主题就是确定了设计需求，确定设计需求这个环节很重要。我在网上看过一则报告，某地区为了提高学生对野生鸟类的保护意识，举行“为鸟安家”悬挂鸟巢的科普活动。学校组织学生利用课余时间制作各种各样的鸟窝，并把鸟窝安置在公园里。但据说这些鸟窝大部分没有鸟来栖息，为什么呢？就是因为在制作鸟窝时，没有了解鸟的相关知识，挂的时机也不对，一部分候鸟迁徙了。所以说“确定设计需求”这个环节很重要。知识储备是必要的，也是体现“S”（科学）要素的主要环节。我们有的时候要通过查阅资料，了解相关知识，提出解决方案。《自制弹簧秤》这一课，在设计之前，也是引领学生复习弹簧测力计的相关知识，讨论弹簧秤的制作原理，如果没有这些知识做基础，学生在设计自制弹簧秤时，相信也会困难重重。

确定设计需求，有了弹簧秤相关知识储备，那后面的设计——制作——优化产品环节自然产生。整节课围绕弹簧秤的制作，把多学科知识融合在一起，让学生的思维在其中绽放。

三、根据需求，科学设计——STEAM设计性、跨学科性、体验性

设计是STEAM教育的核心。设计时，学生要知道弹簧秤的相关知识，同时发现知识运用实践，让STEAM教育的体验性得以体现。在这个环节中，教师可根据学生年龄特点，为学生提供一张学习单，让学生自主选择材料，再根据所选取的材料设计一个50克力的弹簧秤。学生在设计中要考虑弹簧秤外形，怎么画刻度，零刻度位置在哪儿等问题。在设计中，小组成员都会发表不同的意见，组长要综合考虑，不断调整方案，达成共识，无形中培养和发展了学生表达交流的能力，综合能力也得以提高了。

这个环节，学生通过设计、交流，再修正设计图，一步步开展教学活动。教师要把充裕的时间留给学生，创造机会让学生进行思维碰撞、观点阐述，培养学生的沟通合作技能，发挥学生的学习积极性，体现学生的协作性，科学、技术，工程、数学学科融合在其中，体现了STEAM教育的跨学科性。

四、小组合作，制作产品——STEAM艺术性、跨学科性、协作性

有了设计图，学生可以从教师提供的材料中选择所需材料，小组合作完成弹簧秤的制作，教师只是一个辅导的角色。制作弹簧秤涉及到科学知识、数学计算、技术储备等各个方面，学生在自制弹簧秤中不知不觉把这些知识融合在一起，实现了跨学科的整合。制作一个弹簧秤，当然也要求学生做到美观。STEAM教育理念中的A（艺术），这个环节就是很好的体现，在这一过程中也提高了学生的艺术审美能力。在制作中，小组内只有一个产品，需要小组成员合作完成。小组成员要分工明确，共同协作来完成作品，STEAM教育的协作性在这个环节淋漓尽致地体现出来。

五、共同评价，优化产品——STEAM协作性、艺术性

弹簧秤制作完成后必须测试，测试即评价，评价是STEAM的一个重要环节，评价完成后进行改进。这样反复迭代的过程，就是让学生亲身经历STEAM科学探究的“复杂”过程，是产生优秀产品的关键。评价弹簧秤的标准可以从弹簧秤的设计、美观、称重、精确度等方面进行评价，也应包括对学生的学习过程进行评价。评价的主体不仅包括老师，还应该有学生，可以有小组之间的评价，师生、生生之间的评价，STEAM教育的协作性就体现出来了。我觉得对作品弹簧秤的评价应该作为重点，可以设计一张评价表，把每组的弹簧秤挂在黑板上进行优缺点分析，共同得出修改方案再进行修改，优化产品，使之更加完美。

通过对《自制弹簧秤》一课的实践研究，我发现基于STEAM理念的小学科学拓展课能激发学生的学习兴趣，寓教于乐，增强学生的自信心，提高学生的综合素养，特别是跨学科学习能力，无形中也提升了孩子们各科成绩，效果明显。在今后的教学中，我们可以依托教材，发掘新资源，也可以结合学生和学校本地特色开发STEAM课程，把STEAM理念真正落实到教学中，给学生创造更多的动手机会，从而培养学生的综合素养。

【参考文献】

[1]中华人民共和国教育部.义务教育小学科学课程标准（2017年版）[M].北京：北京师范大学出版社，2017.

[2]余胜泉，胡翔.STEM教育理念与跨学科整合模式[J].开放教育研究，2015（04）.

[3]赵慧臣，陆晓婷.开展STEAM教育，提高学生创新能力——访美国SETAM教育知名学者格雷特·亚克门教授[J]开放教育研究，2016（22）.