李 祥

(合肥市第二十中學(xué) 安徽合肥 230001)

一、STEAM教育與科學(xué)探究能力培養(yǎng)的關(guān)系

STEAM教育是一種由科學(xué)(Science) 、技術(shù)(Technology) 、工程(Engineering) 、藝術(shù)(Arts) 、數(shù)學(xué)(Mathematics) 等多學(xué)科融合的綜合性教育理念和教育模式。STEAM教育倡導(dǎo)“從做中學(xué)”和“體驗(yàn)式教學(xué)”，采用跨學(xué)科的方法教授學(xué)生科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學(xué)方面的知識(shí)，通過(guò)解決真實(shí)問(wèn)題幫助學(xué)生形成知識(shí)體系。STEAM 教育改變了傳統(tǒng)教學(xué)中將學(xué)科知識(shí)簡(jiǎn)單疊加的現(xiàn)狀，倡導(dǎo)學(xué)生以學(xué)科整合的方式認(rèn)識(shí)世界，以綜合實(shí)踐的形式改造世界，掌握科學(xué)的探究方法，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力、科學(xué)探究能力、問(wèn)題解決能力、藝術(shù)審美能力和創(chuàng)新實(shí)踐能力，為創(chuàng)新型人才培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。

科學(xué)探究能力作為學(xué)生的核心素養(yǎng)成分之一，是逐步形成和發(fā)展的?！犊茖W(xué)》課程標(biāo)準(zhǔn)指出：“科學(xué)學(xué)習(xí)要以探究為核心。探究既是科學(xué)學(xué)習(xí)的目標(biāo)，又是科學(xué)學(xué)習(xí)的方式?！睂W(xué)校教育需要保護(hù)學(xué)生勇于探究的精神，通過(guò)創(chuàng)新教育方式提升學(xué)生的科學(xué)探究能力。讓學(xué)生在探究活動(dòng)中，既可以體驗(yàn)學(xué)習(xí)的樂(lè)趣，解決真實(shí)情境中的問(wèn)題，獲取科學(xué)知識(shí)，又可以增長(zhǎng)科學(xué)探究能力，形成尊重事實(shí)、善于質(zhì)疑的科學(xué)態(tài)度，促進(jìn)全面發(fā)展，這些與STEAM教育所倡導(dǎo)的理念不謀而合。

二、基于STEAM 教育培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力的實(shí)踐途徑

(一)STEAM教育硬件空間環(huán)境的創(chuàng)建

為了幫助學(xué)生理解科學(xué)工程技術(shù)等抽象概念，將STEAM教育理念下的新奇想法轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，學(xué)校先后建成科學(xué)探究室、綠色植物創(chuàng)新室和綜合實(shí)踐活動(dòng)室等專(zhuān)用教室，滿足科技探究實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的開(kāi)展。

科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)室分為展示區(qū)、創(chuàng)造區(qū)、研討區(qū)，材料區(qū)和電子資源區(qū)等功能區(qū)，利用先進(jìn)的信息技術(shù)資源和實(shí)驗(yàn)器材，通過(guò)機(jī)器人編程、3D打印技術(shù)，把學(xué)生新奇的創(chuàng)意變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，分享富有創(chuàng)意的技術(shù)知識(shí)和理念。綠色植物創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室是我校和安農(nóng)大合作項(xiàng)目，設(shè)有菌類(lèi)生長(zhǎng)溫室，生態(tài)平衡模擬微系統(tǒng)，綠色植物培養(yǎng)器等設(shè)備，通過(guò)對(duì)動(dòng)植物生長(zhǎng)過(guò)程的科學(xué)研究，探究自然世界的奧秘，并結(jié)合大蜀山植物的考察發(fā)現(xiàn)，進(jìn)行科學(xué)探究實(shí)踐。學(xué)校還建有多個(gè)綜合實(shí)踐活動(dòng)室，學(xué)生開(kāi)展模型拼搭，科技手工制作，十字繡，臉譜制作，科幻畫(huà)等綜合實(shí)踐活動(dòng)，培養(yǎng)動(dòng)手能力，感受創(chuàng)造的樂(lè)趣。

學(xué)校還結(jié)合校園文化建設(shè)，將科技元素融入校園環(huán)境中。學(xué)校北天井的設(shè)計(jì)主題為開(kāi)眼看世界，從樓上俯視，整個(gè)天井造型是一只眼睛，凝視藍(lán)天，仿佛正在探索未知世界。南天井地面是動(dòng)感的五環(huán)造型，象征科技之光，激發(fā)無(wú)窮的想象。校園內(nèi)建有蘇州園林回廊風(fēng)格的科技主題展覽廳，介紹科技知識(shí)，展示學(xué)生科技作品，營(yíng)造濃厚的科技文化氛圍。

(二)STEAM教育課堂教學(xué)資源的整合

STEAM教育理念倡導(dǎo)，所有的學(xué)科都可以也應(yīng)該相互連接，學(xué)生參與跨學(xué)科的學(xué)習(xí)，打破傳統(tǒng)的學(xué)科界限。我們以課堂教學(xué)為主陣地，加強(qiáng)學(xué)科間的融合，鼓勵(lì)各學(xué)科老師互相協(xié)作，以“1+X”形式，整合學(xué)科資源，以問(wèn)題為導(dǎo)向，鼓勵(lì)嘗試綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，解決實(shí)際問(wèn)題。

學(xué)校打破了傳統(tǒng)教研組分科設(shè)立模式，語(yǔ)文、數(shù)學(xué)、科學(xué)、藝術(shù)等學(xué)科老師共同合作，創(chuàng)建STEAM教育教研組。大家圍繞一個(gè)共同的學(xué)習(xí)主題，結(jié)合所任學(xué)科特點(diǎn)，開(kāi)展STEAM教育實(shí)驗(yàn)。比如三年級(jí)語(yǔ)文課文《放飛蜻蜓》，語(yǔ)文老師帶領(lǐng)學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)，了解蜻蜓尾巴和眼睛的特點(diǎn)，知道蜻蜓是益蟲(chóng)，要保護(hù)它們。學(xué)生自主搜集資料，了解蜻蜓對(duì)農(nóng)業(yè)的作用，加深認(rèn)識(shí)。同樣的蜻蜓教學(xué)主題，音樂(lè)老師在課堂上教唱歌曲《紅蜻蜓》，感受優(yōu)美意境，激發(fā)學(xué)生對(duì)蜻蜓的喜愛(ài)之情。美術(shù)課上，老師指導(dǎo)學(xué)生畫(huà)蜻蜓，了解仿生學(xué)，設(shè)計(jì)想象中的飛機(jī)造型?？茖W(xué)課上，讓學(xué)生了解蜻蜓的身體構(gòu)造和捕蟲(chóng)技能，引導(dǎo)學(xué)生思考蜻蜓的外形結(jié)構(gòu)與飛行的關(guān)系，制作竹蜻蜓和紙飛機(jī)，學(xué)以致用。圍繞蜻蜓這個(gè)研究主題，學(xué)科知識(shí)融合，課堂資源整合，讓學(xué)生對(duì)蜻蜓既有感性認(rèn)識(shí)，也有理性探究，有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升其科學(xué)探究能力。

STEAM教育強(qiáng)調(diào)整合，重在實(shí)踐，注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維、探究精神和解決問(wèn)題的實(shí)踐能力。這就要求老師在課堂教學(xué)中，重視學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)，善于建立各學(xué)科知識(shí)的聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生綜合實(shí)踐能力。比如數(shù)學(xué)課堂上，老師注重引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)生活中的數(shù)學(xué)問(wèn)題，用數(shù)學(xué)的方法嘗試解決問(wèn)題，鼓勵(lì)學(xué)生寫(xiě)數(shù)學(xué)日記，制作學(xué)具，鍛煉科學(xué)思維方法。語(yǔ)文課堂上，老師鼓勵(lì)學(xué)生開(kāi)展調(diào)查實(shí)踐活動(dòng)，學(xué)會(huì)觀察思考，嘗試寫(xiě)實(shí)踐研究報(bào)告。引導(dǎo)學(xué)生廣泛閱讀科普類(lèi)書(shū)籍，培養(yǎng)熱愛(ài)科學(xué)的精神。美術(shù)課上，融入音樂(lè)和民俗元素，開(kāi)展地方戲劇臉譜制作，鼓勵(lì)創(chuàng)新，培養(yǎng)動(dòng)手能力。科學(xué)課上，采用音樂(lè)、圖畫(huà)、情景劇等形式，讓枯燥的科學(xué)知識(shí)變得有趣形象。

(三)STEAM教育特色課程的開(kāi)發(fā)研究

學(xué)校開(kāi)展STEAM教育，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力，必須依托相應(yīng)的特色課程。STEAM教育特色課程既要跨學(xué)科綜合性，也要結(jié)合日常生活，是生活與學(xué)科的融合，不僅要關(guān)注學(xué)生對(duì)學(xué)科知識(shí)的深度理解、科學(xué)性解釋及其遷移運(yùn)用，還要關(guān)注學(xué)生的勞動(dòng)意識(shí)、技術(shù)運(yùn)用、人文積淀、審美情趣等素養(yǎng)，通過(guò)學(xué)習(xí)幫助學(xué)生形成勤于反思、樂(lè)學(xué)善學(xué)、批判質(zhì)疑、勇于探究的良好品格。

學(xué)校結(jié)合大蜀山豐富的動(dòng)植物生態(tài)資源，自編《綠色植物》綜合實(shí)踐教材，教材內(nèi)容以主題活動(dòng)為主，以植物的莖、花、葉、果實(shí)、種子和胚芽的研究為主線，探究植物與環(huán)境、植物與生活、植物與科技、植物與人類(lèi)的關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生觀察思考，培養(yǎng)科學(xué)思維，認(rèn)識(shí)自然，陶冶情操。

學(xué)校依托科技創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，聯(lián)合安農(nóng)大、科大訊飛等專(zhuān)業(yè)技術(shù)團(tuán)隊(duì)，開(kāi)展項(xiàng)目式科技課程的學(xué)習(xí)。如植物研究的綠視界社團(tuán)、植物標(biāo)本模型社團(tuán)，鍛煉學(xué)生的觀察能力和動(dòng)手實(shí)踐能力。機(jī)器人編程、訊飛語(yǔ)音合成、小小機(jī)器人、專(zhuān)利發(fā)明等特色課程的設(shè)立，滿足學(xué)生不同的興趣需求，學(xué)生積極創(chuàng)新創(chuàng)造，在各級(jí)各類(lèi)比賽中嶄露頭角，科學(xué)探究的積極性越來(lái)越高。

學(xué)?；赟TEAM教育，結(jié)合實(shí)際師資力量，引進(jìn)校外專(zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)，不斷開(kāi)發(fā)適合學(xué)生特點(diǎn)的科技類(lèi)課程，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，促進(jìn)學(xué)生自主探究、合作交流，提升核心素養(yǎng)，提高科學(xué)探究能力，取得良好的效果。

(四)STEAM教育綜合活動(dòng)的探索設(shè)計(jì)

STEAM教育重視實(shí)踐研究，強(qiáng)調(diào)做中學(xué)和玩中學(xué)，基于STEAM教育的小學(xué)生科學(xué)探究能力的培養(yǎng)，更加強(qiáng)調(diào)情境的設(shè)置，開(kāi)展體驗(yàn)式學(xué)習(xí)，學(xué)生在趣味盎然的科技活動(dòng)中，培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)造能力，同時(shí)提高交往合作能力。

高新區(qū)高科技企業(yè)云集，有中國(guó)聲谷科大訊飛、量子腫瘤治療研究所、光伏太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)等尖端科技院所，學(xué)校每年定期組織學(xué)生開(kāi)展“科寶游高新”活動(dòng)，通過(guò)參觀眾多科技企業(yè)，了解目前國(guó)內(nèi)最前沿的科學(xué)技術(shù)，感受科技魅力，從而激發(fā)孩子們的科技創(chuàng)新興趣。

研學(xué)旅行，在旅行中探索科學(xué)奧秘。學(xué)校定期組織學(xué)生外出研學(xué)，鍛煉綜合素質(zhì)。每次研學(xué)都有科技主題，比如濱湖濕地公園的“垃圾去哪兒”活動(dòng)，浙江安吉的竹文化研究，無(wú)錫的陶瓷文化之旅，藥都亳州的中草藥探秘等，學(xué)生搜集資料，開(kāi)展小課題研究，收集標(biāo)本，撰寫(xiě)調(diào)查小論文等，將旅行和科學(xué)考察有機(jī)結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生探索自然科學(xué)奧秘的能力。

校園“三創(chuàng)節(jié)”，讓科學(xué)變得更好玩。學(xué)校每年舉行以“創(chuàng)意、創(chuàng)新、創(chuàng)造”為主題的“三創(chuàng)節(jié)”活動(dòng),學(xué)生展示機(jī)器人項(xiàng)目、植物研究標(biāo)本、科技小制作小發(fā)明，開(kāi)展創(chuàng)意作文大賽、科幻畫(huà)評(píng)比、數(shù)學(xué)小論文比賽，開(kāi)展科普游戲體驗(yàn)活動(dòng)。學(xué)生在輕松愉快的活動(dòng)中，感受創(chuàng)造發(fā)明的樂(lè)趣，在充滿科技元素的活動(dòng)中，提升科學(xué)探究能力。

三、STEAM教育對(duì)小學(xué)生科學(xué)探究能力的促進(jìn)提升

(一)增強(qiáng)學(xué)生科學(xué)探究興趣

豐富多彩的STEAM教育課程，形式多樣的科技體驗(yàn)活動(dòng)，讓學(xué)生在科學(xué)探究的過(guò)程中感到新鮮好奇，在解決問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生滿足與愉悅。學(xué)生對(duì)學(xué)科學(xué)用科學(xué)產(chǎn)生濃厚的興趣，良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣逐漸養(yǎng)成。在合肥市綠色學(xué)業(yè)質(zhì)量測(cè)評(píng)中，我校學(xué)生的科學(xué)學(xué)業(yè)水平達(dá)到優(yōu)秀等次，學(xué)生的思維能力、好奇心求知欲、潛能發(fā)展、興趣特長(zhǎng)指數(shù)等綠色指標(biāo)均遠(yuǎn)高于同區(qū)域平均水平。

(二)激發(fā)學(xué)生科學(xué)創(chuàng)新意識(shí)

STEAM教育注重知識(shí)的整合，在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)題的過(guò)程中，學(xué)生積極思考，圍繞項(xiàng)目開(kāi)展探究活動(dòng)，鼓勵(lì)學(xué)生嘗試，引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)造。學(xué)生通過(guò)小組合作，嘗試多角度分析問(wèn)題，敢于發(fā)表見(jiàn)解，并在試驗(yàn)中大膽求證，促進(jìn)創(chuàng)新創(chuàng)造意識(shí)的發(fā)展，讓探究發(fā)現(xiàn)的過(guò)程迸發(fā)智慧的火花。比如我校學(xué)生研發(fā)阿爾法語(yǔ)音狗，就是在原有復(fù)讀機(jī)功能基礎(chǔ)上，增加互動(dòng)讀答、自主選擇朗讀內(nèi)容的創(chuàng)意，讓復(fù)讀機(jī)更智能更人性化。STEAM教育發(fā)展了學(xué)生的創(chuàng)新思維，激發(fā)學(xué)生發(fā)明創(chuàng)造的熱情。

(三)提高學(xué)生科學(xué)探究能力

STEAM教育強(qiáng)調(diào)實(shí)踐，注重動(dòng)手能力的培養(yǎng)，學(xué)生在老師的引導(dǎo)下，借助實(shí)驗(yàn)室先進(jìn)的科學(xué)儀器設(shè)備，自主動(dòng)手去探索發(fā)現(xiàn)，不斷嘗試實(shí)驗(yàn)，最后得出實(shí)證性的結(jié)論。這種科學(xué)探究的過(guò)程，學(xué)生在研究范圍、研究思路、研究方法、研究?jī)x器的選擇等方面得到鍛煉，懂得運(yùn)用科學(xué)方法去解決生活中的問(wèn)題。例如綠色植物社團(tuán)學(xué)生觀察蘑菇生長(zhǎng)過(guò)程，理解植物成長(zhǎng)所需要的條件。機(jī)器人社團(tuán)學(xué)生在滅火機(jī)器人的開(kāi)發(fā)中，不斷嘗試各種方案，解決遇到的實(shí)際問(wèn)題。

綜上所述，STEAM教育開(kāi)辟全新的視角，改變傳統(tǒng)的知識(shí)傳授模式，注重問(wèn)題導(dǎo)向和研究項(xiàng)目設(shè)置，在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)，特別是提升科學(xué)探究能力上，具有巨大的優(yōu)勢(shì)。