STEAM教育与小学科学融合，创新教学模式，开启儿童科学

STEAM教育与小学科学结合

STEAM教育与小学科学概述

（一）STEAM教育的内涵

STEAM教育是科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、艺术（Art）和数学（Mathematics）五门学科的融合，它强调通过跨学科的项目式学习，培养学生的综合素养和创新能力，让学生在解决实际问题的过程中，运用多学科知识，提高动手实践、团队协作、批判性思维等能力。

（二）小学科学课程特点

小学科学课程是一门以培养学生科学素养为宗旨的基础性课程,它注重引导学生对周围世界的好奇，通过观察、实验、探究等方式，让学生了解自然现象、物质特性、生命过程等科学知识，培养他们的科学思维和探究精神。

STEAM教育与小学科学结合的意义

（一）深化科学知识的学习

将STEAM教育融入小学科学,能够使学生从多个角度理解科学概念，在学习物体的沉浮时，学生不仅可以通过实验探究不同材料的物体在水中的沉浮情况（科学），还能了解船只的设计原理（工程），思考如何利用材料的特性来改善船只的性能（技术），计算船只的载重量（数学），并通过绘画设计船只的外观（艺术），这种跨学科的学习方式有助于学生更深入地理解和掌握科学知识。

（二）培养综合能力

创新能力：STEAM教育鼓励学生提出独特的想法和解决方案，在小学科学课堂中，学生可以结合艺术元素设计富有创意的科学实验装置，或者运用数学和工程知识创造新的模型，从而激发创新思维。
实践能力：通过参与各种STEAM项目，学生有机会亲自动手制作、实验和操作，将理论知识转化为实际成果，提高动手实践能力，比如制作简易的风力发电机，学生需要选择合适的材料（技术），设计合理的结构（工程），运用数学知识计算叶片的尺寸和角度，在实践中不断调整和完善，最终完成作品。
团队协作能力：STEAM项目通常以小组形式开展，学生需要分工合作，共同完成任务，在小学科学小组实验中，有的学生负责收集数据，有的学生负责记录，有的学生负责分析，还有的学生负责汇报，通过团队协作，培养学生的合作意识和沟通能力。

（三）增强学习的趣味性和积极性

传统的小学科学教学可能相对枯燥,而STEAM教育的融入可以为课堂带来新的活力，在学习植物的生长时，可以让学生设计一个“未来花园”的项目，将科学知识与艺术创作相结合，学生可以通过种植不同形状、颜色的植物，搭建创意花架等方式，打造属于自己的花园，这种富有趣味性的学习方式能够激发学生的学习兴趣，提高他们参与课堂的积极性。

STEAM教育与小学科学结合的教学策略

（一）设计跨学科项目

项目主题选择：结合小学科学教材内容和学生的生活实际，选择具有综合性和挑战性的项目主题，在学习“电与磁”的单元时，可以设计“制作一个简易的电动小玩具”项目，涉及到电路连接（科学、技术）、电机的选择和安装（工程）、玩具外观设计（艺术）以及成本预算（数学）等多个方面。
项目实施步骤
- 规划阶段：学生分组讨论项目方案，明确任务分工，制定时间表和计划书，教师引导学生运用所学的科学、数学等知识进行设计和计算，如根据电池的电量和电机的功率估算玩具的运行时间。
- 制作阶段：学生按照计划进行材料采购、工具准备，然后开始动手制作，在这个过程中，学生需要运用技术技能操作工具，运用工程思维解决遇到的问题，如零件的组装、电路的调试等。
- 展示与评价阶段：各小组展示自己的作品，介绍设计思路和制作过程，评价方式可以包括学生自评、小组互评和教师评价，评价内容不仅关注作品的科学性和创新性，还注重团队合作、艺术表现等方面。

（二）整合教学内容

补充拓展资源：在小学科学教学中，除了教材内容，还可以引入相关的科普读物、科技视频、科研成果等资源，拓宽学生的知识面，在学习“宇宙探索”的主题时，让学生观看航天发射的视频，阅读关于宇宙奥秘的书籍，了解最新的航天科技成果，然后将这些知识融入到项目中，如设计一个“未来太空站”的模型。
学科知识融合：将科学、技术、工程、艺术和数学的知识有机地融入到小学科学教学中，在学习“图形的认识”时，可以让学生用纸张制作各种几何图形的立体模型（工程、技术），探究不同图形的稳定性（科学），计算图形的面积和体积（数学），并通过装饰使模型更加美观（艺术）。

（三）创新教学方法

情境教学法：创设真实的生活情境或科学情境，让学生在情境中发现问题、解决问题，模拟火灾现场，让学生设计逃生路线和逃生工具（科学、工程），考虑如何利用身边的材料制作简易的防烟面具（技术、艺术），并计算所需材料的数量（数学）。
探究式学习法：引导学生自主提出问题、进行猜想和假设、设计实验、收集数据、分析得出结论，在小学科学的探究实验中，教师可以鼓励学生运用STEAM的思维，从多个角度进行探究，在探究“植物的光合作用”时，让学生思考如何通过改变光照强度、二氧化碳浓度等条件来提高植物的光合作用效率（科学、技术），设计实验装置（工程），记录和分析数据（数学），并用图表或报告的形式呈现结果（艺术）。

教学案例

（一）“桥梁设计”项目

项目目标
- 让学生了解桥梁的结构和原理,认识不同类型桥梁的特点。
- 培养学生运用科学、技术、工程、艺术和数学知识解决实际问题的能力。
- 提高学生的团队协作和创新能力。
项目实施过程
- 知识导入：教师通过图片、视频等资料介绍各种桥梁的结构和功能，讲解力学原理、材料特性等相关知识。
- 小组设计：学生分组讨论，确定设计的桥梁类型、材料和结构，运用数学知识计算桥梁的承重能力，运用艺术知识设计桥梁的外观。
- 制作模型：学生根据设计方案，选择合适的材料（如木材、塑料棒、绳子等）制作桥梁模型，在制作过程中，运用技术技能操作工具，解决遇到的实际问题，如材料的连接、结构的稳固性等。
- 测试与优化：对制作好的桥梁模型进行承重测试，记录数据，根据测试结果，小组讨论分析存在的问题，并对模型进行优化改进。
- 展示与评价：各小组展示自己的桥梁模型，介绍设计思路、制作过程和测试结果，其他小组和教师进行评价，提出优点和建议。

（二）“环保小卫士”项目

项目目标
- 增强学生的环保意识,了解环境污染的现状和危害。
- 培养学生运用多学科知识解决环保问题的能力。
- 引导学生关注社会问题,树立社会责任意识。
项目实施过程
- 调查研究：学生分组对校园或社区的环境进行调查，收集垃圾种类、污染源等数据，运用数学知识进行统计分析。
- 方案设计：根据调查结果，小组讨论制定环保方案，设计垃圾分类宣传海报（艺术），制作简易的污水处理模型（科学、技术、工程），计算垃圾分类的成本和效益（数学）等。
- 实践行动：学生按照设计方案开展环保行动，如张贴宣传海报、进行垃圾分类宣传、制作和安装污水处理设备等，在实践过程中，不断总结经验，改进方案。
- 成果展示：各小组展示环保行动的成果，分享经验和体会，学校可以组织评选活动，对优秀的小组和个人进行表彰。