STEAM教育与小学科学深度融合，开启创新教学新路径

《STEAM教育与小学科学结合的探索与实践》 ** 本文深入探讨了STEAM教育与小学科学课程的结合，阐述了STEAM教育的理念和特点，分析了小学科学课程的现状与需求，详细论述了两者结合的意义、实施策略以及具体的教学案例，旨在为小学科学教育的创新与发展提供有益的参考,培养学生综合素养和创新实践能力。

在当今科技飞速发展的时代，培养具有创新精神和实践能力的综合型人才成为教育的重要目标，STEAM教育作为一种新兴的教育模式，强调跨学科融合，注重培养学生的科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、艺术（Art）和数学（Mathematics）素养以及解决复杂问题的能力，小学科学课程作为基础教育阶段培养学生科学兴趣和初步科学素养的重要载体,与STEAM教育的结合具有广阔的前景和深远的意义。

STEAM教育概述

（一）STEAM教育的内涵

STEAM教育并非简单地将五个学科进行拼凑，而是通过整合各学科知识与技能，以项目式学习、问题解决为导向，让学生在真实情境中运用多学科思维和方法来探索、设计和创造，在设计一个简易的灌溉系统项目中，学生需要运用科学知识理解水流原理，利用数学进行测量和计算，借助工程技术搭建系统，运用艺术思维进行外观美化,同时可能涉及到一些简单的技术工具使用。

（二）STEAM教育的特点

跨学科性：打破学科界限，促进各学科知识之间的有机联系和融会贯通，学生在解决实际问题过程中，综合运用多学科知识,形成全面的认知体系。
实践性：强调动手实践，让学生通过实际操作、实验、制作等活动，将理论知识转化为实际能力，在实践中培养学生的观察力、动手能力和创新思维。
创新性：鼓励学生提出独特的想法和解决方案，培养学生的创新意识和创新能力，在开放性的学习环境中，学生有机会尝试不同的方法和途径,激发创新灵感。
情境性：创设真实的生活情境或模拟情境，让学生在具体情境中发现问题、解决问题，使学习更具针对性和实用性,提高学生在实际生活中运用知识的能力。

小学科学课程现状与需求

（一）小学科学课程现状

小学科学课程在培养学生科学兴趣和基础知识方面发挥了重要作用，但也存在一些不足之处，如部分课程内容较为抽象，与学生生活实际联系不够紧密；教学方法相对传统，以教师讲授为主，学生动手实践机会有限；学科之间相对孤立,缺乏有效的整合等。

（二）小学科学课程与STEAM教育结合的需求

增强课程趣味性和吸引力：通过引入STEAM教育的元素，如趣味实验、创意制作等，可以让科学课程更加生动有趣,激发学生的学习兴趣和好奇心。
培养学生综合素养：弥补传统科学课程在跨学科综合素养培养方面的不足，使学生在科学探究过程中，同时提升技术应用、工程实践、艺术审美和数学运算等多方面能力。
提高学生实践能力和创新精神：为学生提供更多动手实践的机会，让学生在实践中探索、创新，培养学生解决实际问题的能力和创新思维,更好地适应未来社会对人才的需求。

STEAM教育与小学科学结合的意义

（一）对学生的意义

全面发展：有助于学生在知识、技能、情感态度等方面得到全面发展，培养学生的综合素质,为未来的学习和生活奠定坚实基础。
兴趣培养：通过丰富多样的STEAM教育活动，激发学生对科学、技术、工程、艺术和数学的兴趣，引导学生主动参与学习,形成终身学习的意识和能力。
能力提升：在跨学科学习和实践过程中，锻炼学生的观察力、思考力、动手能力、创造力、合作能力等，提高学生解决复杂问题的能力,培养学生的创新精神和实践能力。

（二）对教育教学的意义

课程改革：推动小学科学课程的改革与创新，丰富课程内容和教学方法,使课程更加符合时代发展要求和学生学习特点。
教师发展：促使教师更新教育理念，提升跨学科教学能力和专业素养，教师在指导STEAM教育活动过程中，需要不断学习和整合多学科知识,与学生共同成长。
教育质量提升：通过培养学生的综合素养和创新能力，提高小学科学教育的质量，为基础教育阶段培养更多具有创新精神和实践能力的人才,满足社会对多元化人才的需求。

STEAM教育与小学科学结合的实施策略

（一）课程设计融合

确定主题：选择与小学科学课程标准相结合的主题，如“植物的生长与环境”“简单机械的奥秘”等，这些主题既涵盖了科学知识，又为融入技术、工程、艺术和数学元素提供了广阔的空间。
：将不同学科相关知识围绕主题进行有机整合，在“植物的生长与环境”主题中，科学方面涉及植物的生长过程、生态条件等知识；技术方面可以引入种植工具的使用、灌溉技术等；工程方面可让学生设计制作植物种植容器或小型温室；艺术方面鼓励学生对种植区域进行美化装饰；数学方面则涉及到测量植物生长数据、计算种植面积等。

（二）教学方法创新

项目式学习：以具体的项目为载体，让学生在完成项目的过程中学习和应用知识，开展“设计并制作一个环保型的太阳能热水器”项目，学生需要运用科学知识中的热传递、能量转换原理，数学知识进行尺寸计算、效率分析，工程技术进行设计制作，艺术思维进行外观优化,在实践中培养学生的跨学科能力和创新精神。
探究式学习：提出具有启发性的问题，引导学生自主探究和合作学习，比如在“声音的传播”探究活动中，教师提出问题“声音是如何在不同介质中传播的？”学生通过自主设计实验、收集数据、分析结果来探究答案,在这个过程中培养学生的科学探究能力和团队合作精神。
情境教学法：创设真实的生活情境或模拟情境，让学生在情境中体验和应用知识，模拟火灾现场，让学生运用科学知识中的化学知识和物理知识，结合工程技术设计逃生路线和方法，同时利用艺术手段制作逃生标识等,使学生在情境中深刻理解知识的应用价值。

（三）教学资源整合

校内资源整合：充分利用学校的实验室、图书馆、多媒体教室等资源，为STEAM教育与小学科学结合的教学提供支持，实验室提供实验器材支持科学探究活动，图书馆提供相关书籍资料供学生查阅，多媒体教室用于展示教学视频、案例等。
校外资源拓展：积极与校外机构合作，如科技馆、博物馆、企业等，拓展教学资源，组织学生参观科技馆的科普展览，参与博物馆的科普讲座，到企业参观生产流程等，让学生在更广阔的平台上接触科学、技术和工程实践,丰富学习体验。

（四）评价体系构建

多元化评价主体：建立教师评价、学生自评、互评以及家长评价相结合的评价体系，教师从专业知识和教学目标角度进行评价，学生自评和互评可以促进学生自我反思和相互学习,家长评价则能从家庭视角提供对学生学习过程的反馈。
过程性评价与终结性评价相结合：注重对学生学习过程的评价，包括学生在项目实施过程中的参与度、团队协作能力、问题解决能力、创新思维等方面的表现，结合终结性评价，如项目成果展示、考试等,全面评价学生的学习效果。
多元化：不仅评价学生对知识和技能的掌握程度，还评价学生的跨学科综合素养、实践能力、创新精神、情感态度等方面的发展，在评价一个STEAM项目时，除了看项目成果是否符合科学原理和技术要求外，还要关注学生在项目中的艺术创意、团队沟通协作情况以及对数学知识的运用等。

STEAM教育与小学科学结合的教学案例

（一）案例背景

以小学四年级科学课程“电与磁”单元为例，该单元主要涉及电和磁的基本概念、现象以及它们之间的关系等知识，为了加深学生对这些知识的理解，培养学生的跨学科综合能力，设计了“制作一个简单的电磁铁并探究其磁性强弱影响因素”的STEAM教育活动。

（二）教学目标

科学目标：理解电磁铁的工作原理,知道电磁铁磁性强弱与哪些因素有关。
技术目标：学会使用导线、铁芯、电池等材料制作一个简单的电磁铁。
工程目标：能够根据探究目的设计实验方案，对电磁铁磁性强弱影响因素进行探究,并对实验结果进行分析和总结。
艺术目标：对制作的电磁铁进行个性化的装饰和美化,培养学生的审美能力。
数学目标：学会用控制变量法进行实验设计，能够收集、整理和分析实验数据,并用数学方式表示电磁铁磁性强弱与相关因素之间的关系。

（三）教学过程

导入环节：通过播放一段关于电磁铁在生活中应用的视频，如电磁起重机吊起大型铁块、磁悬浮列车等，引起学生的兴趣，引出本节课的主题——制作电磁铁并探究其磁性强弱影响因素。
知识讲解与讨论：教师讲解电和磁的基本概念、电磁铁的构造和工作原理等知识，然后组织学生讨论如何制作一个电磁铁以及可能需要用到的材料和工具，学生在讨论过程中积极发言，提出自己的想法和疑问,教师适时进行引导和解答。
制作电磁铁：学生分组领取材料，按照讨论的方案制作电磁铁，在制作过程中，教师巡视各小组，及时给予指导和帮助，确保学生正确使用工具和材料,安全完成制作任务。
探究磁性强弱影响因素：各小组根据自己的电磁铁，讨论并设计实验方案来探究磁性强弱与电流大小、线圈匝数等因素的关系，教师引导学生运用控制变量法进行实验设计，如在探究磁性强弱与电流大小关系时，保持线圈匝数不变，改变电池数量（即改变电流大小），观察电磁铁吸引大头针的数量变化；在探究磁性强弱与线圈匝数关系时，保持电流不变，改变线圈匝数，再次观察吸引大头针的数量变化，学生在实验过程中认真记录数据,并进行分析和讨论。
成果展示与交流：各小组展示自己制作的电磁铁以及实验成果，包括实验数据、分析结论等，其他小组进行提问和评价，小组之间进行交流和分享，在交流过程中，学生不仅可以学习到其他小组的经验和优点,还可以进一步加深对知识的理解和掌握。
艺术装饰与总结：学生对自己制作的电磁铁进行艺术装饰，如用彩色纸包裹、绘制图案等，使其更具美观性，教师对本节课进行总结，回顾电磁铁的制作过程、磁性强弱影响因素以及在探究过程中用到的科学方法、技术和数学知识等，强调跨学科学习的重要性,鼓励学生在今后的学习中继续运用跨学科思维解决问题。

（四）教学效果

通过本次STEAM教育活动，学生在多个方面取得了显著的进步，在科学知识方面，学生深刻理解了电磁铁的工作原理和磁性强弱影响因素，能够准确解释相关现象；在技术能力方面，学生熟练掌握了制作电磁铁的方法和技巧，能够正确使用工具和材料进行简单的制作；在工程实践方面，学生学会了设计实验方案、进行实验操作以及分析实验结果，提高了解决实际问题的能力；在艺术素养方面，学生通过对电磁铁的装饰，发挥了自己的创意和审美能力；在数学应用方面，学生能够运用控制变量法进行实验设计，并对实验数据进行整理和分析，用数学方式表达变量之间的关系，学生在团队合作、沟通交流、创新思维等方面也得到了很好的锻炼,学习兴趣和积极性得到了极大提高。