基于STEAM理念下的小学科学“技术与工程”板块教学策略

基于 STEAM理念下的小学科学“技术与工程”板块教学策略

高黎英

绍兴市实验小学 312000

【摘要】

“技术与工程”的学习可以和STEAM教育有机地结合在一起。利用STEAM理念，合理优化“技术与工程”板块的教学内容，让学生在获得科学知识的同时，开拓自己的创新能力、解决问题的能力、小组合作协调的能力、交流的能力、动手制作的能力，体会到“做”的成功和乐趣。

【关键字】

STEAM理念 技术与工程 教学策略

小学科学的学习内容可以分为四大板块：物质科学、生命科学、地球与宇宙科学、技术与工程。其中“技术与工程”板块的学习可以使学生有机会综合所学的各方面知识，在实践中体会到“做”的成功和乐趣，并养成通过“动手做”解决问题的习惯。所以“技术与工程”的学习可以和STEAM教育有机地结合在一起。它是一种以项目学习、问题解决为导向的课程组织方式，将科学、技术、工程、数学等有机地融为一体。通过STEAM课堂的学习模式，学生在获得科学知识的同时，开拓自己的创新能力、解决问题的能力、小组合作协调的能力、交流的能力、动手制作的能力，并在这个过程中不断发现问题、分析问题，最终获得一个工程“产品”。

一、传统“技术与工程”板块教学过程中，教师遇到的困惑

教科版小学科学二年级下册《做一个指南针》、三年级下册《阳光下的影子》、五年级上册《做个太阳能热水器》、六年级上册《用纸造一座“桥”》等等，都是“工程与技术”板块领域的内容。在具体实施教学的过程中，教师往往会碰到这样的问题：

1.课堂教学容量过大。在这个板块的学习中，传统科学课堂教学，往往要求学生在提升解决问题和动手实践能力的同时收获一定的学科知识素养。但是，由于教学容量过大，课堂时间有限，并且考虑到书面作业、学业评价等因素，教师往往会将知识的传授放在首要地位，学生“设计、动手、制作、交流”的时间被压缩。课堂结束时，效率高、动手能力强的团队能产生一个粗糙的工程“产品”，而多数团队则并没有形成“产品”的雏形。显然，这有悖于教材编者所希望达到的教学目标和教学效果。

2.高段教学学生参与率低。“技术与工程”板块的学习，要经历发现问题、寻找方案、设计产品、生产产品、评价与改进、获得产品这样一个过程。在这整个过程中，需要成立一个合作学习的小组。但是在课堂教学过程中，我们发现，每个合作小组，往往只有一到两个“活跃学生”真正地参与到了这个过程中并乐在其中。其他学生则成了“配角”，游离于任务边缘，无所事事。学生的团队合作意识并不强烈。

3.低段教学学生不稳定因素多。低年段的儿童刚接触科学，对科学学习充满好奇心，乐于动手，敢于尝试。但是，低年段的儿童以具体形象思维为主，知识的储备较少，动手能力较弱，团队协作能力较差，注意力不稳定……上述种种，为“工程与技术”的教学在低端展开设置了重重障碍。

二、基于STEAM理念下的小学科学“技术与工程”板块教学策略

小学科学以培养学生科学素养为宗旨，STEAM教育理念作为一种新的元素融入到科学教学中，帮助学生在获得科学知识的同时，培养学生团队协作的精神、思维创造的能力和科学认知的水平，增强了学生综合分析和解决问题的能力。因此，将STEAM理念融入到科学学习当中，对培养学生的科学素养以及科学知识、科学探究、科学态度和科学、技术、社会与环境目标的实现，起到了重要的作用。我们可以从以下几个方面入手，优化教学策略，让STEAM理念和“技术与工程”的教学相互融合、相辅相成。

1.课堂的设置，需以传统科学课堂教学为基础。STEAM理念下的小学科学“工程与技术”的学习，是以小学科学学习内容为主、STEAM理念为辅，运用STEAM理念形成更加高效、有效的课堂。传统的科学课堂往往是通过“创设情境”、“自主探究”、“教师讲授”等形式，让学生在科学学习的过程中体验科学探究的过程，初步了解与认知水平相适应的一些基本的科学知识，能够利用科学方法和科学事实初步理解身边的自然现象和解决某些简单的实际问题。在STEAM理念下的小学科学“工程与技术”板块学习中，我们同样希望学生能达到上述目标。同时学生在收获知识、完成基础课程的过程中，能在新理念、新教学模式下，获得更高层次的提高。

比如，教科版六年级上册《用纸造一座“桥”》一课属于典型的“技术与工程”板块的学习内容。教师将这一课的学习与STEAM教学相融合。在依托传统科学课堂教学的基础上，让学生经知道：桥梁有多种不同的结构，桥的形状和结构与它的功能是相适应的；通过增加纸的厚度、增加纸的宽度、改变纸的形状能增加纸的抗弯曲能力。并且通过前几堂科学课用纸张来研究材料抗弯曲能力的实验，学生已经具备了一定的纸张加工能力。基于这样的知识和能力储备，在《用纸造一座“桥”》的教学过程中，教师利用STEAM理念，改变课本原有的传统教学思路（如图一），选择让学生自由选材，并像真正的工程师团队那样，进行任务分化、材料选择、产品设计、产品调式、产品推介、产品改善这样一个过程。将工程、技术、科学、艺术等多个领域综合在一起，课堂氛围活跃、学生参与率高、产品制作高效、产品品质出色，学生真正在收获知识的同时获得了更高层次的提高。

图一

图二

2.课堂的设置，需打破常传统科学课堂课时设置。教材编排过程中，每一节科学课内容学习，编者往往安排了一课时的教学时间。但是在实际教学过程中，特别是“技术与工程”板块内容的学习，一旦让学生亲历设计、制作、交流、研讨，许多时候，一个项目就需要多个课时。一课时的走马观花式的学习，只能让“技术与工程”内容的学习停留在形式，学生根本没有机会综合所学的各方面知识，体会到“做”的成功和乐趣，更别说更深层次的能力提升了。

在教科版小学科学教学过程中，教师往往会有这样的发现：高段教学，一学期的科学课课时安排会多余教材所需课时，教师在课时安排上机动性较强。基于STEAM理念的“技术与工程”板块内容教学容量较大，教师可以将教学内容分解为2到3课时，这样既不会影响国家课程中基础性课程的完成，又能让学生经历一个完整的项目化学习过程。比如，在教科版六年级下册的《月相变化》一课中，教师将这一课的学习与STEAM教学相融合，分两课时安排（如图二、图三）。第一课时的教学内容设置为四个活动：什么是月相；月相的画法；利用自制教具，在短时间内经历月相的变化的整个过程；选择合适材料，设计简易月相模拟仪并明确组内分工。第二课时设置了两个活动：制作简易月相模拟仪，探究月相变化规律；全班交流，进行产品和成果推介。

低端教学

同样的，新教材改编之后，低段教材编排的课时数减少，教学时间宽裕，教师可以分解教学内容，适当增加教学课时。

3.课堂的设置，需充分激发出全体学生的学习兴趣。托尔斯泰曾说过“成功的教学需要的不是强制，而是激发兴趣。”兴趣是驱动孩子主动学习最好的动力。要尽可能的激发出全体学生的学习兴趣，可以从以下三个方面入手：

课堂形式多样化。创设情境、设置悬念、自主探究等多样化的课堂形式，可以让学生对课堂充满好奇心，求知欲。同时，教师可以利用现代多媒体手段进行教学、展示、评价等，把语言、演示无法直接表现的形式利用多媒体技术生动有趣地呈现出来。

学生角色多彩化。课堂要充分发挥学生的主体地位，特别是基于STEAM理念的“工程与技术”板块的学习中，在短时间内，一个项目光靠一两个学生是无法完成的。所以教师必须引导学生“任务分解，人尽其才”。平常的科学小组转变为“工程师团队”，在团队中，人人都有特定的“身份”（如图一、图二）：团队的总工程师、设计师、绘图师、建筑师、展示师……人人都是不可或缺的一部分，无形当中增加了学生的主人翁意识，从而调动起学生主动学习的兴趣。

评价方式多元化。运用多元化的评价方式，可以使每个学生都能在评价中有所收获。在纸质测试评价、行为表现评价、小组合作评价等传统评价的基础上，我们可以结合课堂表现评价、学生自评和互评等形式，让学生主动参与到评价的过程中，由被评价者转变为评价的主体，主动参与到项目的学习中来。

4.课堂的设置，需符合学生的年龄特征。基于STEAM理念的“工程与技术”板块的学习，要根据不同年龄段孩子的特点，制定符合学生层次的课堂形式。

1—2、3—4年级的学生科学素养正在慢慢形成的阶段，科学概念认识模糊，认识能力特点是以具体的、可以感知的实物为载体，动手能力较弱。但是这些学生往往好奇心强、求知欲高，乐于动手。在基于STEAM理念下的“工程与技术”板块学习中，教师可以将课堂设计得趣味化、童趣化些，以吸引孩子们。同时，适当简化合作探究的形式、设计的过程和材料的选择。比如在教科版二年级下册《做一顶帽子》一课中，教师先让学生们交流不同种类、用途的帽子（如图四）。接着用一张简化了工程设计单，让学生1-2人一组，先进行设计和选材（如图五）。

虽 然前期的活动环节减少了，但是将大量的时间留给孩子们进行动手制作，这是低段孩子最喜欢的一个环节。所以整堂课，学生热情高涨，参与度极高。同时，孩子们尝试的时间多了，能有更多的机会经历“制作——失败——再尝试”这样一个循环的过程。因此课堂的最后，“产品”的质量和数量都较高（如图六）。

5—6年级的孩子有了一定的学科知识素养，同时动手能力较强。在教学的过程中，教师可以将STEAM理念和工程思维结合在一起，让学生像真正的工程师那样（如图一、图三），经历完整的探究过程，并在此过程中提高自己的创新能力、解决问题的能力、小组合作协调的能力、交流的能力、动手制作的能力等，体会到“做”的成功和乐趣。

5.课堂的设置，需引发学生的反思与改进。基于STEAM理念下的小学科学“技术与工程”板块内容的学习，最终会获得一个工程“产品”。教师要引导学生在产品评价和交流的环节中发现自己产品的不足并加以借鉴和改进，使学习由被动转变为主动。

STEAM理念作为一种新的教学理念，有其独特的优势，也正在被越来越多的传统课堂教学所接受和融合。新型教学理念与传统教学相融合，相信我们的课堂会呈现出越来越多的活力和惊喜。

【参考文献】

[1] 王永会，赵敏.小学科学课程标准[M]北京：北京师范大学出版社，2017:5-43.

[2] 童海云.3D技术与小学科学教学[J].科学课，2017，（05）:96-98.

[2] 姚伟国.把“技术与工程”教育落到实处[J].科学课，2017，（04）:36-37.

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