陳志芳

一、 引言

面對全球化和科技快速發(fā)展的挑戰(zhàn),教育領域也在尋求與時俱進的教學方法和理念?！读x務教育科學課程標準(2022年版)》,將“技術與工程內容”列為獨立的學習領域。這一改變不僅意味著對科技和工程學的更大重視,而且提供了一種新的平臺,使得學生能夠更好地理解科學和數(shù)學,全面認識人工世界和創(chuàng)新實踐。STEAM教育作為一種跨學科的教育方式,在全球范圍內受到了越來越多的關注和推廣,該理念更加注重將學科知識應用于解決實際問題,強調“像科學家一樣思考”和“像工程師一樣解決問題”的能力。與此同時,小學階段被認為是培養(yǎng)學生基礎學習習慣和思維能力的關鍵時期。因此,如何在小學階段開始系統(tǒng)地應用STEAM教育,成為教育工作者和研究者關注的焦點,同時這也是本研究立足的背景。文章旨在探討在小學課堂教學中如何有效地融入STEAM教育理念,以提升學生的思維能力和創(chuàng)新素養(yǎng)。此外,文章將重點放在“思維型教學”上,即以培養(yǎng)學生的批判性思維、創(chuàng)新思維、問題解決能力為主要目標,探索能夠有效促進這些目標實現(xiàn)的教學方法和實踐。

鑒于不同學校和地區(qū)的特殊性,文章還將通過開設“STEAM思維實驗課”以及充分挖掘學校特色的拓展研學課程來進行實踐研究。通過這種螺旋上升式的思維進階,文章希望能為小學科學課程提供一套具有實用性和可行性的STEAM教育實施方案,從而有效提高學生的學習效益和科學素養(yǎng)?；诖?本研究不僅具有理論意義,而且具有深遠的實踐價值,有助于推動STEAM教育在小學階段的普及和深化,為未來的教育改革和發(fā)展提供有力的支持。

二、 STEAM教學法的學生思維能力提升概論

在傳統(tǒng)的教學模式下,學生往往被引導去記憶和重復已有的知識和概念,缺乏批判性思考和問題解決的機會。然而,STEAM教學法打破了這一格局,強調多維度、多層次的思維訓練。具體來說,科學教學注重觀察和實驗;技術和工程課程則讓學生通過動手操作和實際應用來解決問題;藝術課程則鼓勵創(chuàng)造性和審美性的發(fā)展;數(shù)學則通過邏輯推理和數(shù)據(jù)分析來鍛煉學生的邏輯思維。值得一提的是,STEAM教學法通過項目式學習和團隊合作為學生提供了一個實際操作和實踐的平臺,不僅有助于知識的內化,還能顯著提升學生的團隊協(xié)作和溝通能力。在這樣的教學環(huán)境下,學生被鼓勵去提問、去探究,而不僅僅是被動地接收信息。這樣的教學模式不僅激發(fā)了學生的好奇心,還培養(yǎng)了他們自主尋找、分析和解決問題的能力。此外,從教師和教材的角度來看,STEAM教學法也需要更加綜合和靈活的教學設計。教師不僅要有跨學科的知識儲備,還需要擅長引導和激勵學生,鼓勵他們跳出固有的思維模式去嘗試和探索。不僅如此,教材也需要從單一的知識傳授轉變?yōu)槎嘣膬热萁Y構,包括實驗、案例分析、團隊項目等,以適應不同學生的學習需求?？傊?STEAM教學法通過其跨學科和多元化的教學模式在小學階段就開始對學生的思維能力進行全面的培養(yǎng)和提升,不僅有助于形成完善和均衡的個人素養(yǎng),還能為學生未來在更高層次的學習和職業(yè)發(fā)展奠定堅實的基礎。

基于此,文章旨在探索一種適應小學科學課程的基于STEAM的思維型教學實踐案例,意味著需要在現(xiàn)有的小學科學教學中融入STEAM教育的元素和理念,從而發(fā)展出一套綜合性的、以解決實際問題為導向的教學方法。同時通過課題研究,我們將嘗試對比基于STEAM的思維型教學是否能有效地促進學生的思維能力發(fā)展,這一點需要用數(shù)據(jù)和實驗結果來證明這種教學方法的有效性。不僅如此,文章還將在校本課程中充分挖掘和開發(fā)基于真實情境的STEAM設計方案,其中包括小學科學、數(shù)學、工程、技術和藝術等多個學科的教學內容。此外,文章將探索如何在實際教學中運用基于STEAM的思維型教學策略,并計劃積累一系列豐富的教學案例,以供今后的教學和研究參考?？傮w而言,文章致力于將STEAM教育理念和實踐融入小學科學教育中,不僅強調科學知識的掌握,也著重于思維能力的全面提升,以適應不斷變化和發(fā)展的現(xiàn)代社會需求。

三、 STEAM教學法的學生思維能力提升研究目標

本課題的核心目標是創(chuàng)建一個三維螺旋上升的課程研究體系,通過嚴格落實國家基礎課程、創(chuàng)新開發(fā)拓展的校本課程以及五育并舉助力的研學課程。在這個體系中,我們依托小學科學課堂和校本課程“STEAM思維實驗課”,以實現(xiàn)深度學習為目標,融入STEAM的教育理念。換言之,本課題致力于通過課堂教學提升學生的思考和創(chuàng)新能力,有效地融入STEAM教學理念。一方面,文章將聚焦哪些教學策略更能激發(fā)學生的思考和創(chuàng)新能力,可能包括但不限于問題解決、批判性思考和團隊合作等多種方式。另一方面,在這些有效策略的基礎上,課題將制訂一套具體的實施程序和方法,不僅需要基于教育理論,還需具備強操作性以適應小學的教學環(huán)境。為了確保教學效果,這些程序和方法還應包括明確的教學目標、內容和評價標準。除此之外,課題還將解決小學課程如何更好地融入STEAM教學理念的實際問題,其中包括資源分配、教師培訓、課程設計和學科整合等多個方面。此外,通過實地調查和數(shù)據(jù)分析,我們將對所制訂的實施程序和方法進行效果評估,驗證這一整套教學方案是否能顯著提高課堂教學的有效性,促進學生的學習效益并最終提升他們的科學素養(yǎng)。總之,本課題以課堂教學為核心系統(tǒng)地研究和實施一系列教學策略和程序,旨在提高學生的思考和創(chuàng)新能力同時融入STEAM教學理念。通過解決實際教學問題,評估教學效果并持續(xù)優(yōu)化,我們期望能有效提升課堂教學的質量和學生的科學素養(yǎng)。

本課題不僅關注傳統(tǒng)的科學和數(shù)學教育,而是將科學、技術、工程、藝術和數(shù)學融為一體進行多學科整合,這種跨學科的教學方式旨在培養(yǎng)學生的綜合素養(yǎng)和創(chuàng)新能力,而不僅僅是單一學科的技能或知識。在教學策略方面,本課題采用問題解決、批判性思考和團隊合作等多元化的教學方法,并不是僅依賴傳統(tǒng)的記憶和應試教育,更能激發(fā)學生的主動性和創(chuàng)造力,從而全面地提升他們的思維能力。不僅如此,課題特別關注如何將STEAM教學法有效地融入現(xiàn)有的小學課程體系,需要重新設計課程結構和教學內容,同時還需要建立一套完善的評價機制以及進行教師培訓,確保教學理念得以貫徹實施。此外,本課題還將運用現(xiàn)代教育技術,如多媒體資源和實驗器材,豐富教學手段,增強教學效果和學生參與度。同時,課題還將對所有實施步驟進行全面的數(shù)據(jù)分析和評估,以實證方法來證明其有效性和可行性。

綜上所述,本課題通過跨學科整合、多元化教學策略、課程體系改革和現(xiàn)代教育技術的應用,從多個維度全面提升學生的思維能力。這些創(chuàng)新點不僅有助于提高教學質量和學生的學習效益,還具有較強的實用性和推廣價值。

四、 基于STEAM教學法的學生思維能力提升實踐研究價值

在STEAM教學法的學生思維能力提升實踐研究課題中,其理論基礎主要源于構造主義學習理論、跨學科教育理論以及批判性和創(chuàng)造性思維的發(fā)展理論。構造主義強調學生通過與環(huán)境的互動來建構知識,STEAM教育恰恰提供了這樣一個多維度、多學科的學習環(huán)境。同時,跨學科教育理論也為STEAM教育提供了理論支撐,強調不同學科知識和技能的有機結合和互補。此外,在實踐價值方面,本課題的重要性主要體現(xiàn)在兩個層面:一方面,其能夠促進學生綜合素養(yǎng)的全面發(fā)展。通過STEAM教學法,學生不僅能夠掌握基礎科學和數(shù)學知識,還能在解決實際問題的過程中鍛煉其創(chuàng)新思維和團隊合作能力,為他們未來在復雜的學術或職業(yè)領域中應對挑戰(zhàn)提供了堅實的基礎。另一方面,在教育改革和課程設計方面,該課題提供了一種創(chuàng)新的模式和方法,可以作為其他學?；蚪逃龣C構進行STEAM教育改革和推廣的參考。

STEAM教學法在小學教育中具有多維度的實踐和理論價值。首先,其是一種全面的教育模式,不僅強調科學和數(shù)學,還包括工程、技術和藝術,從而有助于學生在多個領域中全面發(fā)展思維能力。通過探究和實驗,STEAM教學法能有效激發(fā)學生的創(chuàng)新和問題解決能力,為他們的未來學術和職業(yè)生涯奠定堅實的基礎。同時,這種教學法還強調知識與實際應用的結合,使學生能深入地理解理論并將之應用于現(xiàn)實世界。其次,在社會價值方面,STEAM教學法有助于學生更好地理解和應對當下復雜的社會問題,如環(huán)境可持續(xù)性和技術進步,從而培養(yǎng)出具有社會責任感的下一代公民。最后,通過整合科學和藝術,STEAM教育也促進了跨文化和多學科的理解,拓寬了學生的全球視野和增強了學生的文化敏感性。

對教育體制來說,基于STEAM的小學教學實踐研究能為教育改革提供有力的數(shù)據(jù)和理論支持,這種聯(lián)動性不僅局限于學校,還延伸到家庭、社區(qū)以及其他教育資源,從而形成一種具有高度社會參與價值的教育模式。此外,STEAM教學法還能促進教師專業(yè)發(fā)展,鑒于其要求教師不僅要掌握多學科的教學內容,還要理解和應用跨學科的教學方法。總體來說,STEAM教學法在多個層面上為學生思維能力的提升以及教育改革提供了有力的支撐。

五、 基于STEAM教學法的學生思維能力提升實踐策略

(一)通過科學的問題設置激發(fā)學生的創(chuàng)新思維

基于STEAM教學法的學生思維能力提升是一個綜合性和多維度的教育任務,其中一個非常重要的實踐策略是通過科學的問題設置來激發(fā)學生的創(chuàng)新思維。在傳統(tǒng)的教育模式中,教學往往以傳遞知識為主,缺乏對學生思維能力的有效培養(yǎng)。然而,在STEAM教學模式中,科學的問題設置不僅可以激發(fā)學生的好奇心和探究欲,還能有效地提升其創(chuàng)新思維能力。首先,問題設置要具有實際應用背景和社會意義,這樣可以讓學生更加容易地將所學知識與真實世界聯(lián)系,從而提高學習的針對性和實用性。例如,在教授環(huán)境科學概念時,可以設計與環(huán)境保護、資源回收等實際問題相關的項目任務,讓學生在解決這些問題的過程中,自然地運用和拓展所學的科學知識。其次,問題設置要具有一定的開放性和挑戰(zhàn)性,這樣才能激發(fā)學生的主動性和創(chuàng)造性。開放性的問題允許多種可能的解決方案,鼓勵學生從不同的角度和維度進行思考,這對培養(yǎng)學生的多角度思維和批判性思考是非常有益的。

教師在問題設置的過程中,應該充分利用多媒體和實驗等教學手段以豐富教學形式,提高學生的參與度,通過實驗、模擬軟件或者田野調查等方式讓學生親身參與問題解決的全過程中,從而加深對科學概念和原理的理解。除了教師的問題設置,鼓勵學生提出自己感興趣的問題,不僅能增加學生對學習的主動參與,也是培養(yǎng)他們獨立思考能力的有效方式。

通過科學的問題設置,STEAM教學法能夠在多個維度上有效地提升學生的思維能力,該教學策略不僅能夠讓學生在解決具體問題的過程中,獲得知識和技能的綜合運用,還能在不斷的挑戰(zhàn)和探索中培養(yǎng)其創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。

(二)通過情境創(chuàng)設,引導學生的科學思維能力培養(yǎng)

情境創(chuàng)設不僅涉及學科內容的多維度展示,而且通過模擬或重現(xiàn)某一實際情境使學生能夠直觀和深入地理解和應用科學概念。情境創(chuàng)設能夠提供一個生動、真實的學習環(huán)境,從而激發(fā)學生的學習興趣和好奇心。在教授生態(tài)系統(tǒng)的概念時,教師可以設計一個模擬的生態(tài)環(huán)境,讓學生親身參與其中,體驗和觀察生態(tài)系統(tǒng)中的各種相互作用和平衡關系。另外,情境創(chuàng)設可以培養(yǎng)學生的觀察和推理能力。在解決與情境相關的問題或挑戰(zhàn)時,學生需要仔細觀察、收集數(shù)據(jù)、分析信息,并據(jù)此進行科學推理和判斷,這些都是科學思維能力的重要組成部分。除此之外,情境創(chuàng)設強調實踐和操作。通過動手操作,學生可以深入地理解科學原理和概念,恰恰是STEAM教學法中“工程”和“技術”元素的體現(xiàn),強調知識和技能的實際應用。情境創(chuàng)設還能夠培養(yǎng)學生的團隊合作和溝通能力。在解決情境中的問題時,學生通常需要與同伴合作共同討論和解決問題,不僅能夠提高學生的社交能力,也有助于培養(yǎng)他們的綜合素質。

通過情境創(chuàng)設,STEAM教學法不僅能夠以接近實際、更具吸引力的方式傳授科學知識,還能夠在多個層面上提升學生的科學思維能力。這種教學策略能夠使學生在真實、更具挑戰(zhàn)性的環(huán)境中進行學習,從而全面地提高其思維能力和綜合素養(yǎng)。

(三)應用探究式教學模式,全方位培養(yǎng)學生的科學思維創(chuàng)新能力

基于STEAM教學法在小學教育中的應用日趨成熟,該模式不僅注重學生對科學知識的理解,而且強調通過實踐和探究活動來全方位地培養(yǎng)學生的科學思維和創(chuàng)新能力。一方面,探究式教學模式鼓勵學生提出問題,然后通過實驗、觀察和數(shù)據(jù)分析來找出答案,自主學習的過程不僅可以培養(yǎng)學生的好奇心和探究心,還能鍛煉他們在面對不確定和復雜情況時進行邏輯推理和批判性思考的能力。另一方面,探究式教學允許學生在解決問題的過程中進行多次嘗試和調整,這是創(chuàng)新思維的關鍵一步。失敗和調整是科學研究和創(chuàng)新過程中不可或缺的環(huán)節(jié),通過探究式教學,學生能夠在安全、支持的環(huán)境中體驗這一過程,從而培養(yǎng)其解決問題和創(chuàng)新的能力。此外,探究式教學強調跨學科的知識和技能整合。在STEAM框架下,學生不僅要學習科學理論,還需要應用技術和工程知識,甚至需要藝術的創(chuàng)造性思維來解決問題。這種多學科整合有助于學生全面地理解問題,同時也極大地豐富了他們的科學思維和創(chuàng)新方法。最后,探究式教學還需要配合適當?shù)脑u價機制,包括過程評價和結果評價以確保教學目標的實現(xiàn)。評價不僅是對學生科學知識掌握程度的測試,更是對學生科學思維和創(chuàng)新能力的全面評估。

通過應用探究式教學模式,在STEAM教學法的支持下,我們不僅可以提供一個更加活躍和參與度更高的學習環(huán)境,還能在多個維度上全方位地培養(yǎng)學生的科學思維和創(chuàng)新能力。該模式具有較高的教育價值和實用性,是現(xiàn)代小學科學教育中不可或缺的重要組成部分。

(四)創(chuàng)設適宜的任務,推動科學創(chuàng)新思維發(fā)展

在小學教育中推動學生科學創(chuàng)新思維的發(fā)展是一項至關重要的任務,基于STEAM教學法所帶來的多學科融合提供了極為有效的途徑。任務的設計需要結合STEAM教學法的跨學科特性。在一個關于生態(tài)學的項目中,除了科學的研究和實驗,還可以包括藝術元素,如通過繪畫或制作模型來表達生態(tài)環(huán)境的美麗問題,這樣的多元融合不僅能夠提升學生在單一學科的專業(yè)性,還能夠開發(fā)他們在不同領域的綜合素養(yǎng)和創(chuàng)新思維。此外,任務應具備一定的開放性和靈活性,讓學生有機會通過自己的方式去解決問題或完成任務,這樣有助于激發(fā)學生的探究精神和創(chuàng)造力,也容易引發(fā)學生對科學和技術的興趣。同時,這樣的任務設計能讓學生在實踐中不斷地測試、失敗和調整,是科學創(chuàng)新不可或缺的過程。

任務設置還應注意到合作與競爭的平衡,團隊合作不僅能夠培養(yǎng)學生的社交技能,還能教會學生如何在多人環(huán)境下進行有效的信息分享和問題解決,這是未來科學創(chuàng)新中非常重要的素質,適當?shù)母偁巹t能激發(fā)學生的積極性和主動性,推動他們去超越自我,追求更高的成就。此外,合理的評估機制是確保任務有效性的關鍵。評估不僅是對學生科學知識和技能的量化,更應該著眼于學生創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)和發(fā)展,包括學生的問題解決能力、批判性思考、團隊合作及適應性等。綜上,通過創(chuàng)設適宜的任務或項目,在STEAM教學法的框架下,我們不僅能夠全方位地提高學生的科學知識和技能,還能有效地推動學生在科學創(chuàng)新思維方面的持續(xù)發(fā)展。這種綜合的教學策略具有深遠的教育意義和實用價值。

(五)發(fā)揮教師指導作用,推動科學創(chuàng)新思維發(fā)展

教師的角色不僅僅是信息的傳遞者,更是思維能力培養(yǎng)過程中不可或缺的指導者。通過發(fā)揮教師的專業(yè)和引導作用,可以有效地推動學生科學創(chuàng)新思維的發(fā)展。一方面,教師應當具備跨學科的知識背景和實踐能力,這樣才能在STEAM教學中進行有針對性的引導。教師不僅需要精通自己的專業(yè)領域,還應能跨足其他相關領域,如在教授科學概念的同時融入工程設計、藝術表達或數(shù)學建模等元素。另一方面,教師需要設計富有挑戰(zhàn)性和探究性的課堂活動或項目,這些活動應以問題為導向,鼓勵學生自主思考和實踐。在這個過程中,教師的角色轉變?yōu)橐粋€引導者和協(xié)助者,他們應幫助學生明確問題、選擇合適的解決方案并反思結果。通過上述指導方式不僅有助于培養(yǎng)學生的批判性和創(chuàng)造性思維,還能增強其實際操作和團隊合作能力。不僅如此,教師應定期進行格式化和非格式化的評估了解學生在科學創(chuàng)新思維方面的進展和不足。除了對學生的知識和技能進行評價,更應關注其思維習慣、問題解決能力和創(chuàng)新精神,全面評估將為教師提供寶貴的反饋,幫助他們在教學過程中做出及時和有效的調整。此外,教師還應與學生、家長以及其他教育工作者建立良好的溝通和合作機制,不僅能獲取更多有用的資源和支持,還能為學生創(chuàng)造一個更加開放和多元的學習環(huán)境,從而有利于其科學創(chuàng)新思維的發(fā)展。

總之,通過教師的專業(yè)指導和多方面的支持,基于STEAM教學法的小學教育可以有效地推動學生科學創(chuàng)新思維的發(fā)展,提高學生在各學科領域的綜合素質,同時也是培養(yǎng)未來創(chuàng)新人才的重要途徑。

(六)給予積極的評價,推動科學創(chuàng)新思維發(fā)展

在基于STEAM教學法的小學教育環(huán)境中,給予積極的評價對推動學生的科學創(chuàng)新思維發(fā)展具有至關重要的作用。評價不僅是對學生學習成果的一種反饋,更是一種激勵和指導,能夠深刻影響學生的學習態(tài)度和未來發(fā)展。一方面,教師應運用“形成性評價”來及時捕捉和反饋學生在課堂內外的學習和思考過程。評價不僅關注結果,還需要關注過程和思維方法,如批判性思維、問題解決能力以及創(chuàng)新性。通過對這些方面給予正面的評價,教師能夠強化學生的自信心和自主性,從而激發(fā)他們對科學探究和創(chuàng)新的興趣。另一方面,教師可以運用“多維度評價”來全面地了解學生在STEAM各方面的表現(xiàn)。除了科學知識和技術技能,還要注意學生在藝術表達、工程設計或數(shù)學推理等方面的成就并給予平衡的積極評價,全面性評價能讓學生意識到STEAM教育的多元價值,激發(fā)其從多個角度和層面去思考問題。此外,教師應該鼓勵學生自我評價和互評,培養(yǎng)他們的反思和自主學習能力。在學生完成STEAM相關的項目或活動后,教師可以引導學生自己思考:“我做得怎么樣?”“我能如何改進?”同時,同學之間的互評不僅可以提供更多角度的反饋,也能培養(yǎng)學生的批判性思維和團隊協(xié)作精神。此外,正面的評價應該具體、明確并且及時。只有這樣,學生才能明確自己在哪里做得好以及如何將這種成功應用到其他場景和問題中,從而更好地推動科學創(chuàng)新思維的持續(xù)發(fā)展。

通過給予積極、全面和及時的評價,基于STEAM教學法的小學教育不僅能夠促進學生科學知識和技能的提升,更能有效地推動其科學創(chuàng)新思維的發(fā)展。該過程不僅依賴教師的專業(yè)能力和教學方法,也需要教師具有積極評價的意識和技巧。

六、 結論

在進行STEAM教學法在學生思維能力提升方面的實踐研究過程中,深刻地意識到教育者自身對STEAM理念和教學方法的理解至關重要,不僅影響到課程設計的質量,還直接關系學生的學習體驗和教學成效。教育者需要不斷地更新和豐富自己的專業(yè)知識,以便有效地傳授給學生。另外,STEAM教學法鼓勵在科學、技術、工程、藝術和數(shù)學等多個學科之間建立聯(lián)系,這樣做不僅能拓寬學生的知識視野,還能激發(fā)他們的創(chuàng)造力和解決問題的能力。然而,實現(xiàn)真正有效的跨學科整合需要精心的設計和執(zhí)行,這是教育者和研究者需要共同面對的挑戰(zhàn)。不僅如此,有效的評價不僅能夠反映學生在思維能力和知識應用上的進步,還可以為教育者提供反饋,進一步改進和優(yōu)化教學方法。因此,研究中應當包括多元和綜合的評價方法,以全面地了解教學法的實際效果。值得注意的是,與家長和社會的合作也不容忽視。家庭和社會環(huán)境會在一定程度上影響學生對STEAM教育的態(tài)度和參與程度,因此,建立有效的溝通和合作機制是提升教學效果的另一個關鍵因素。

此外,在研究STEAM教學法如何提升學生思維能力的過程中,STEAM教學法的跨學科特性為學生提供了一個全面發(fā)展的平臺,不僅有助于培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng),還能激發(fā)其創(chuàng)造力和解決問題的能力。然而這種教學模式對教師的專業(yè)素養(yǎng)和教學設計能力提出了更高的要求,因此,在實踐中應注重對教師進行相關培訓。除此之外,一套全面、科學的評估體系不僅可以對學生思維能力的提升進行量化分析,還能為教學活動提供寶貴的反饋,以便進行進一步的改進。因此,在設計和實施階段都應考慮如何建立和完善這種評估體系。

綜上所述,STEAM教學法在提升學生思維能力方面具有巨大潛力,但成功實施這一模式需要綜合考慮多個因素,其中包括教師培訓、評估體系的建立以及與外部環(huán)境的有效結合,這些因素為后續(xù)研究提供了豐富的理論和實踐基礎。