在《制作简易投石机》课堂引入STEAM教育理念.doc
在《制作简易投石机》课堂引入STEAM教育理念
〔摘要〕本文以科学课《制作简易投石机》为例，引入STEAM教育理念进行教学分析，随之提出相应的反思和建议。希望通过基于STEAM理念的小学跨学科融合教学研究，以点带面，带动其他学科常规教学推陈出新。并以此为契机，为培养未来所需要的人才奠定坚实的基础，实现共生共长。
〔关键词〕小学科学；STEAM教育理念；跨学科；反思和建议
一、研究缘起
21世纪，互联网和全球化的浪潮以惊人的速度改变着人们的生活和学习方式。未来社会对学生的理解能力、实践能力与创造能力提出了更高的要求。反观当下，我们仍旧注重学科知识的传授，缺乏让学生自主实践解决现实问题的教学现状十分突出。
作为一种新的教育理念，STEAM教育在世界各国越来越受到重视。打造具有中国特色的STEAM课程及评价体系势在必行。新课标要求，围绕发展学生核心素养，精选和设计课程内容，设置“跨学科主题”学习活动，增强课程的综合性和实践性。2022年版《义务教育科学课程标准》也明确了“物质与能量”“系统与模型”“结构与功能”“稳定与变化”等跨学科概念。这充分说明，科学教学要以学生的发展为本，要加强本学科与其他学科的结合，切实提升学生的核心素养。
当前，STEAM教育理念在我国尚未广泛普及，STEAM教育的推广与实施还存在着诸多现实问题。在分科教学背景下如何开展跨学科融合教学，尚没有成熟的模式可供参考。基于此，开展了本研究。
二、概念界定
（一）STEAM教育
世界STEAM教育联合会对STEAM教育的定义为：STEAM教育即融合创新教育，是一种基于现行教育与未来社会发展相匹配的需求，以解决未来世界性的问题为目的，将科学、技术、工程、人文、数学等多学科充分融合，以激发学生好奇心为出发点，培养学生的持续学习兴趣，运用情境式、任务型的教学方法，采取探究式的学习方式，提升直观发散思维和融合创新思维能力的教育理念。
（二）跨学科
本研究中的“跨学科”应界定为：以小学信息科技、数学、科学等学科为基础，以现实实践问题的研究和解决为依托，通过与一门或多门其他学科知识之间的相互整合与渗透，以超出单学科研究的视野，关注对复杂问题的全面认识与解决，并鼓励在跨学科基础上完成创新与创造。
三、基于STEAM教育理念的小学跨学科融合教学实践研究
笔者以科学课为载体，以用料简单、充分体现跨学科特性的制作简易投石机为契机，引入STEAM理念，尝试进行本次研究。以下为教学课例的具体实施。
（一）活动背景及概述
学生用有限的材料制作一个成本合理、外形美观且可以正常工作的简易投石机，在运用跨学科知识解决实际问题的过程中，增强自主探究、协作、语言表达、审美、质疑、优化改进的综合能力。
（二）STEAM学习目标
S：了解杠杆及其原理、弹力等知识在投石机中的运用。
T：学会设计和优化方案、绘制草图，选择合适的材料，通过结构搭建及固定完成投石机的制作。
E：学会按照设计图完成投石机的制作，并对投石机的效果进行测试与优化改进。
A：了解投石机的历史；设计结构美观的模型。
M：掌握三角形的稳定性在投石机制作过程中起到的重要作用；学会计算成本，选择最佳的材料完成投石机的制作。
（三）教法与学法
活动采用探究式学习法推进，以任务驱动作为学生学习的支撑点。学生通过教师给定的项目（问题）首先进行方案的制定，通过分组探究、任务分析、制作原型、测试改进、展示评价等活动阶段进行路径优化（见图示）。
[教师主导][学生主体][提出问题][制定方案][分组探究][制作原型][展示评价][测试改进]
基于STEAM理念的小学跨学科融合教学设计流程图
（四）教学流程
1.准备阶段：提出问题—制定方案—分组探究
创设情境，提出问题：教师利用自行设计的小型派送机——投石机，准确地将糖果派送至一位学生面前，由此引发“投石机”的话题，激发学生的学习兴趣，引导学生探究如何制作一个简易的投石机。
任务分析，设计方案：小组合作进行方案制定，明确成员分工与任务，明确探究方法。
分组探究：通过实物观察、影像资料、动手探究等方式进行信息整合，了解背景知识。
（1）认识投石机的种类及结构
学生分组观察投石机实物图，通过观察与比较、讨论与分析、假设与猜想，完成观察记录。小组问题如下。
投石机的种类？投石机的动力？投石机的结构？投石机的工作原理？
小组结论：
（2）认识投石机的动力来源——弹力
学生观察动画片“愤怒的小鸟”中利用弹弓攻击的画面，认识弹力并分析弹力的大小与哪些因素有关；弹力在投石机中可以起到什么作用。小组问题如下。
愤怒的小鸟为什么会被发射出去？发射的距离远近与什么因素有关？击中目标还需要注意什么？弹力在投石机中还能起到什么作用？
小组结论：
（3）认识投石机的结构——体验三角形结构的稳定性
教师向学生展示鸟巢、埃菲尔铁塔