羅艷林
(長沙縣泉星教育集團(tuán) 湖南·長沙 410001)
義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017版)明確指出:小學(xué)科學(xué)是一門基礎(chǔ)性課程、一門實(shí)踐性課程、一門綜合性課程。倡導(dǎo)跨學(xué)科的學(xué)習(xí)方式,科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué),即STEM,是一種以項(xiàng)目學(xué)習(xí)、問題解決為導(dǎo)向的課程組織方式。[1]整合自然科學(xué)的科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)與人文科學(xué)的藝術(shù)的STEAM教育理念是一種跨學(xué)科知識的新型教育理念,科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)等屬于自然科學(xué),自然科學(xué)研究的是自然,涉及的是外部世界,是相對獨(dú)立于人的客觀的物質(zhì)、現(xiàn)象和事件;[2]而藝術(shù)屬于人文學(xué)科,人文學(xué)科研究的是人(類的和個(gè)體的)及其文化產(chǎn)物,把主觀精神或思維的東西作為研究對象[2]。STEAM教育理念強(qiáng)調(diào)自然科學(xué)與人文學(xué)科的有機(jī)融合,藝術(shù)創(chuàng)造固然有充分的想象起作用,但是這對科學(xué)創(chuàng)造而言也為真。向未知的想象的飛躍恰恰一樣是決定性的。這樣的飛躍雖然基于積累的直覺和過去的經(jīng)驗(yàn),但對于科學(xué)家像對于藝術(shù)家一樣是沉思的。[2]STEAM教育理念倡導(dǎo)科學(xué)的人文人和哲人科學(xué)家,如近代有達(dá)·芬奇,現(xiàn)代有畢加索,“畢加索的偉大突破是為了實(shí)現(xiàn)科學(xué)、數(shù)學(xué)、技術(shù)和藝術(shù)之間的一種聯(lián)系。他摒棄了已有的常規(guī),轉(zhuǎn)向一個(gè)嶄新的思想框架,以科學(xué)做模型,以數(shù)學(xué)做指導(dǎo)——就像二十年后物理學(xué)家也將做的那樣?!盵3]愛因斯坦既是偉大的科學(xué)家,也是偉大的哲學(xué)家或思想家,而且充滿藝術(shù)氣質(zhì)和審美鑒賞力;既擁有科學(xué)精神,也富有人文情懷。[2]因而將自然科學(xué)與人文學(xué)科有機(jī)融合的STEAM教育理念融入小學(xué)科學(xué)課程中并加以實(shí)施,是小學(xué)科學(xué)課程改革發(fā)展的必然趨勢。
STEAM起源于20世紀(jì)90年代美國國家科學(xué)基金會提出的STEM,旨在通過優(yōu)先發(fā)展科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)四門學(xué)科,提高勞動者的職業(yè)勝任能力,促進(jìn)國家經(jīng)濟(jì)增長。[4]隨后發(fā)現(xiàn)STEM 畢業(yè)生的質(zhì)量不盡如人意,重構(gòu)概念模型,提出STEAM教育理念。
STEAM教育是在相關(guān)教育理論研究基礎(chǔ)上,系統(tǒng)地對科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學(xué)這五門學(xué)科知識進(jìn)行整合,以此基于真實(shí)情境問題的課程。[5]Ryan認(rèn)為STEAM教育強(qiáng)調(diào)跨學(xué)科互動,重點(diǎn)在于學(xué)科知識融合。[6]Fioriello認(rèn)為STEAM教育是通過PBL(基于項(xiàng)目式學(xué)習(xí))等探究式教學(xué)將各相關(guān)學(xué)科知識聯(lián)系在一起的教育理念。[7]Samson.Nashon認(rèn)為:STEAM教育作為一種教育理念,“強(qiáng)調(diào)打破學(xué)科壁壘,以不同學(xué)科知識間的滲透與融合作為教學(xué)內(nèi)容組織的依據(jù),基于生活中的真實(shí)問題情境開展教學(xué),是能夠較好滿足科學(xué)教育目標(biāo)的一種教育理念?!盵8]
通過對 STEAM 教育理念在小學(xué)科學(xué)課程的應(yīng)用研究的探索,總結(jié)出STEAM教育理念融入小學(xué)科學(xué)課程的關(guān)鍵特征為:以真實(shí)問題的解決為基本導(dǎo)向,以多學(xué)科融合為基本依托,以必要的技能訓(xùn)練為實(shí)踐重點(diǎn),以藝術(shù)的深度融合為發(fā)展趨勢,以學(xué)生公平參與為基本原則,以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)與人文素養(yǎng)為主要目標(biāo)。
2017版小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)明確提出:通過小學(xué)科學(xué)課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究的過程,最好是在教師的指導(dǎo)下學(xué)生發(fā)現(xiàn)和提出生活中的簡單科學(xué)問題,能利用科學(xué)方法和科學(xué)知識初步理解身邊自然現(xiàn)象和解決某些簡單的實(shí)際問題。STEAM是一種全并把的教育理念,主張以基于問題學(xué)習(xí)的探究方式,以解決真實(shí)問題為導(dǎo)向。STEAM教育理念與小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)的要求是一致的。
小學(xué)科學(xué)教師在科學(xué)教學(xué)時(shí),引導(dǎo)學(xué)生觀察、了解、探究身邊發(fā)生的實(shí)際問題,如冬天的中午,不需要睡午覺;而夏天的中午,我們?yōu)槭裁匆缬X?我們周圍的植物,有的葉子是對稱的,有的不對稱,植物長出的葉子有規(guī)律嗎?我們生活的周邊常有噪聲,如何使這些噪聲不影響我們的學(xué)習(xí)和生活呢?為什么有時(shí)候觀察到日月同時(shí)出現(xiàn)在天空中的情況?為什么我們觀察的月亮在不同日期的形狀不同?通過與小學(xué)科學(xué)的科學(xué)知識相關(guān)的現(xiàn)實(shí)世界的簡單的真實(shí)問題,引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)現(xiàn)有能力和興趣,對一些真實(shí)問題進(jìn)行探究,培養(yǎng)科學(xué)的科學(xué)素養(yǎng)和問題解決的能力。
如在講授小學(xué)科學(xué)的溫度知識時(shí),以冬天的中午,不需要睡午覺;而夏天的中午,需要睡午覺的真實(shí)問題為例進(jìn)行探究,首先,使學(xué)生了解夏天的中午和冬天的中午有何不同,顯然夏天的室內(nèi)溫度高于冬天的室內(nèi)溫度;其次,室內(nèi)溫度的高低,對人體疲勞程度的影響;然后引導(dǎo)學(xué)生探究,運(yùn)用溫度計(jì)進(jìn)行實(shí)際測量,室內(nèi)溫度多高時(shí),人體容易疲勞,人體在工作或?qū)W習(xí)一段時(shí)間后需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)男菹?;最后,根?jù)觀察、實(shí)驗(yàn)測量,記錄相關(guān)數(shù)據(jù),對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,形成小論文??梢允菍W(xué)生個(gè)體進(jìn)行,也可以是小組合作方式完成。通過本案例的真實(shí)問題的解決策略分析,體現(xiàn)了STEAM教育理念,即將STEAM教育理念融入小學(xué)科學(xué)課程教學(xué)中。小學(xué)科學(xué)課程份為低學(xué)段、中學(xué)段和高學(xué)段,各學(xué)段的小學(xué)科學(xué)課程教學(xué)中,教師指導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)和提出的真實(shí)問題的難度不同,不能指導(dǎo)學(xué)生去做超出學(xué)生認(rèn)知范圍的真實(shí)問題的探究。
2017版小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)明確提出:小學(xué)科學(xué)與其它學(xué)科關(guān)系密切,尤其是數(shù)學(xué)、語文、綜合實(shí)踐活動等課程。倡導(dǎo)跨學(xué)科學(xué)習(xí)方式,科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué),即STEM,是一種以項(xiàng)目學(xué)習(xí)、問題解決為導(dǎo)向的課程組織方式,實(shí)驗(yàn)室將科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)有機(jī)地融為一體,有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。[1]小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中明確了“物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)、地球與宇宙科學(xué)、技術(shù)與工程”四大領(lǐng)域?yàn)樾W(xué)科學(xué)課程內(nèi)容,強(qiáng)調(diào)多學(xué)科的融合。STEAM強(qiáng)調(diào)從真實(shí)的情境出發(fā),以問題解決為基本導(dǎo)向,以多學(xué)科的融合為基本依托,將小學(xué)科學(xué)構(gòu)建為融科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)等多學(xué)科的綜合課程,這與小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)相吻合。
小學(xué)科學(xué)課程內(nèi)容由物質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域、生命科學(xué)領(lǐng)域、地球與宇宙科學(xué)領(lǐng)域、技術(shù)與工程領(lǐng)域構(gòu)成,其課程內(nèi)容就是多學(xué)科融合的范例。中義務(wù)教育小學(xué)階段的學(xué)生,不僅學(xué)習(xí)科學(xué),也學(xué)習(xí)語文、數(shù)學(xué)、英語、音樂、美術(shù)、信息技術(shù)、綜合實(shí)踐活動等課程,將其它課程知識和技能運(yùn)用于小學(xué)科學(xué)的學(xué)習(xí)中,倡導(dǎo)跨學(xué)科的學(xué)習(xí)方式。同樣,也可以將小學(xué)科學(xué)多學(xué)科融合運(yùn)用于其它學(xué)科的學(xué)習(xí)中。STEAM教育理念強(qiáng)調(diào)多學(xué)科的交叉融合,也可以在其它學(xué)科中得到應(yīng)用和發(fā)展。因而 STEAM 融入小學(xué)科學(xué)課程中是以多學(xué)科的有機(jī)融合為基本依托。
2017版小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn):在教師的指導(dǎo)、組織和支持下,讓學(xué)生主動參與,動手動腦,積極體驗(yàn),經(jīng)歷科學(xué)探究的過程,以獲取科學(xué)知識,領(lǐng)悟科學(xué)思想,學(xué)習(xí)科學(xué)方法為目的的學(xué)習(xí)方式。學(xué)習(xí)觀察、調(diào)查、比較、分類、分析資料,得出結(jié)論等方法。小學(xué)科學(xué)把科學(xué)探究活動作為學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的重要方式,提高科學(xué)能力,培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度,學(xué)習(xí)與同伴交流、交往與合作。[1]小學(xué)科學(xué)課程具有較強(qiáng)的實(shí)踐性和探究性,要求學(xué)生在教師的指導(dǎo)下在提出科學(xué)問題、尋找證據(jù)、解決科學(xué)問題的過程中親歷實(shí)踐、積累認(rèn)知,發(fā)展創(chuàng)新思維。強(qiáng)調(diào)學(xué)生在小學(xué)科學(xué)課程學(xué)習(xí)中,以解決簡單真實(shí)問題為導(dǎo)向,具有一定的認(rèn)知技能、探究技能、團(tuán)隊(duì)合作技能、交流溝通技能和創(chuàng)新技能等。這些技能的發(fā)展,貫穿于小學(xué)科學(xué)學(xué)習(xí)過程中,是學(xué)生學(xué)習(xí)小學(xué)科學(xué)的必需的技能。
STEAM強(qiáng)調(diào)通過真實(shí)問題的媒介作用,激發(fā)學(xué)生對問題情境進(jìn)行分析,包括想象、質(zhì)疑、發(fā)散性思維等,以達(dá)到深度學(xué)習(xí)的層次;鼓勵學(xué)生通過觀察、實(shí)驗(yàn)、比較、反思和推理,以知識遷移推進(jìn)問題解決[9],從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力和實(shí)踐能力,在此過程中強(qiáng)化學(xué)生的認(rèn)知技能的訓(xùn)練。
STEAM非常重視培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作技能、交流溝通技能和創(chuàng)新技能的訓(xùn)練。由于 STEAM 以真實(shí)問題的解決為基本導(dǎo)向,在此過程中需要教師的指導(dǎo)、學(xué)生與學(xué)生之間的組隊(duì)分工合作、師生之間的交流溝通、相互研討等。探究完成后,各小組成員對探究結(jié)果進(jìn)行探討,闡述成員個(gè)人觀點(diǎn),各成員參與結(jié)果的論證和交流,團(tuán)隊(duì)探究成果的展示,對真實(shí)問題解決的答辯等,培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作技能和師生溝通技能。
STEAM以真實(shí)問題的解決為基本導(dǎo)向,在真實(shí)問題的解決過程中,指導(dǎo)學(xué)生將創(chuàng)新思維轉(zhuǎn)化為創(chuàng)新成果,如創(chuàng)新設(shè)計(jì)、創(chuàng)新構(gòu)圖、創(chuàng)新表演、創(chuàng)新模型建立、創(chuàng)新方法的運(yùn)用、將“無中生有,有中生無”展現(xiàn)的淋漓盡致,致力于發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新技能。STEAM 教育融入小學(xué)科學(xué)課程中,以真實(shí)問題的解決為基本導(dǎo)向,在真實(shí)問題的解決過程中以培養(yǎng)學(xué)生必需的技能訓(xùn)練為實(shí)踐重點(diǎn)。
畢加索的偉大突破是為了實(shí)現(xiàn)科學(xué)、數(shù)學(xué)、技術(shù)和藝術(shù)之間的一種聯(lián)系。他摒棄了已有的常規(guī),轉(zhuǎn)向一個(gè)嶄新的思想框架,以科學(xué)做模型,以數(shù)學(xué)做指導(dǎo)——就像二十年后物理學(xué)家也將做的那樣。[3]。隨著自然科學(xué)的發(fā)展,科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和突破,為藝術(shù)的發(fā)展提供了更廣闊的天地,而藝術(shù)引導(dǎo)技術(shù)為人們確定的目的和價(jià)值,確定的審美價(jià)值。小學(xué)科學(xué)課程作為一門綜合性課程,課標(biāo)中明確說明:科學(xué)的核心是發(fā)現(xiàn),技術(shù)的核心是發(fā)明,工程的核心是建造,工程技術(shù)的關(guān)鍵是設(shè)計(jì)。小學(xué)科學(xué)課程內(nèi)容中的物質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域、生命科學(xué)領(lǐng)域、宇宙科學(xué)領(lǐng)域、技術(shù)與工程領(lǐng)域,都與藝術(shù)中的美學(xué)密切關(guān)聯(lián),如光的反射,體現(xiàn)物質(zhì)世界的對稱美,各基色光的混合,形成多彩世界,日月星辰的運(yùn)動,燦爛的星空,流線型的高鐵,宏偉壯觀的潮汐現(xiàn)象,美觀實(shí)用的珠港澳大橋,我們?nèi)粘J褂玫氖謾C(jī)、電腦,這些都體現(xiàn)了科學(xué)、技術(shù)、工程與藝術(shù)的完美結(jié)合。
科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)等屬于自然科學(xué),而藝術(shù)屬于人文學(xué)科。雖然狹義的自然科學(xué)其主要研究對象是物,人文學(xué)科主要研究對象是人,二者有較大區(qū)別。但自然科學(xué)和從文學(xué)科二者不是割裂的,還是在自身發(fā)展的同時(shí),相互吸納和融合的。藝術(shù)是形象、情感、理性與生命的同一,藝術(shù)教育亦應(yīng)滲透著情感、思想、審美、理性等有機(jī)元素。藝術(shù)中蘊(yùn)含的情感必然包含著必不可少的倫理因素、善的因素,審美的藝術(shù)教育將人引向優(yōu)美、崇高的價(jià)值判斷,使人性中美好的、向“善”的一面得以彰顯;藝術(shù)最集中地體現(xiàn)了人類的創(chuàng)造力,體現(xiàn)了人類創(chuàng)造性的智性價(jià)值。[9]
STAEM教育中的藝術(shù),包括語文、語言、形體、音樂、美學(xué)、等廣泛的人文學(xué)科內(nèi)涵,將STEAM教育理念融入小學(xué)科學(xué)課程中,運(yùn)用語言文字、美學(xué)、音樂、表演等將科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)等內(nèi)容進(jìn)行通俗的呈現(xiàn),將學(xué)生的創(chuàng)新描繪成科學(xué)畫,獎自然之美、科學(xué)之美用音符來表達(dá),形成形式多樣、豐富多彩的科學(xué)探究與科技創(chuàng)新活動,在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)的同時(shí),發(fā)展學(xué)生的人文素養(yǎng)。同時(shí),STEAM教育將科學(xué)技術(shù)與人文學(xué)科的融合,也是小學(xué)科學(xué)教學(xué)改革的發(fā)展趨勢。
2017版小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)明確指出:小學(xué)科學(xué)課程要面向全體學(xué)生,他們獲得很好的科學(xué)教育。無論學(xué)生之間存在著怎樣的地區(qū)、民族、經(jīng)濟(jì)和文化背景的差異,或者性別、個(gè)性等個(gè)體條件的不同,小學(xué)科學(xué)課程都要為全體學(xué)生提供適合的、公平的學(xué)習(xí)和發(fā)展機(jī)會。[1]小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)有面向全體學(xué)生,使所有學(xué)生具有公平的學(xué)習(xí)和發(fā)展機(jī)會。
STEAM教育強(qiáng)調(diào)自然科學(xué)與人文學(xué)科有機(jī)融合的同時(shí),特別重視學(xué)的公平參與,將其作為教學(xué)的基本原則。教育的目的是育人,學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體,這是任何人無法代替的。現(xiàn)實(shí)的情況是:不論是城市中小學(xué),還是農(nóng)村中小學(xué),學(xué)生素質(zhì)參差不齊,教師在教學(xué)時(shí)無形中會將學(xué)生分為“優(yōu)、良、中、差”等層次,往往優(yōu)、良層次的學(xué)生獲得參與活動更多的機(jī)會,這與我們的教育目的是相違背的。將STEAM教育融入小學(xué)科學(xué)課程教學(xué)中,體現(xiàn)學(xué)生公平參與的原則,要求科學(xué)教師在小學(xué)科學(xué)課程教學(xué)中注重對學(xué)生的“參與、尊重和賞識”的配合使用。首先,要上每一個(gè)孩子都有公平參與學(xué)習(xí)與探究的權(quán)利和機(jī)會,不要變成教師與“優(yōu)生”的交互活動;其次,要充分尊重每一個(gè)孩子,因?yàn)槊總€(gè)孩子的家庭環(huán)境不同,素養(yǎng)高低不同,處理問題的方式和方法不同,不要用成年人的眼光去看待孩子們的一舉一動,充分尊重學(xué)生個(gè)體的想法;第三,要用賞識的眼光去看待孩子們的想法和做法,發(fā)現(xiàn)學(xué)生的閃光點(diǎn),不要對學(xué)生的不足進(jìn)行放大。
2017版小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)明確指出:培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)是科學(xué)課程的宗旨,小學(xué)階段的科學(xué)教育是為培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)打基礎(chǔ)的,科學(xué)教師應(yīng)將科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)作為課程教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施的最高準(zhǔn)則。[1]科學(xué)課有很多聽、說、讀、寫的機(jī)會,教師應(yīng)多提供這些機(jī)會,并設(shè)法使之帶有科學(xué)色彩。如讓學(xué)生撰寫觀察日記,閱讀科普書籍,按科學(xué)探究的線索重組科學(xué)家傳記中的信息,撰寫科學(xué)小論文,編寫與表演科普劇等。[1]小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)以發(fā)展學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)為宗旨,同時(shí)發(fā)展學(xué)生的人文素養(yǎng)。STEAM教育理念強(qiáng)調(diào)自然科學(xué)和人文科學(xué)的有機(jī)融合,以發(fā)展學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和人文素養(yǎng)為目標(biāo)。
心理學(xué)家布盧姆認(rèn)為,教育應(yīng)當(dāng)達(dá)到的目標(biāo),大致可分為認(rèn)知領(lǐng)域、情感領(lǐng)域和動作技能領(lǐng)域三部分,每一領(lǐng)域又包含從低到高逐級遞進(jìn)的不同水平和學(xué)習(xí)類型。[10]而認(rèn)知領(lǐng)域目標(biāo)通常分為四個(gè)層次,分別是識記、理解、掌握和應(yīng)用。動作技能領(lǐng)域目標(biāo)通??煞譃槟7拢▌幼鞣纸猓?、機(jī)械動作、熟練動作、創(chuàng)新。情感領(lǐng)域目標(biāo)分為:學(xué)習(xí)動機(jī)、學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)態(tài)度。
STEAM教育以培養(yǎng)學(xué)生的認(rèn)知技能、團(tuán)隊(duì)合作與溝通技能、創(chuàng)新技能等為必要的技能為實(shí)踐重點(diǎn),與小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)的要求是一致的。小學(xué)科學(xué)是小學(xué)階段的一門重要的基礎(chǔ)課程,它與語文、數(shù)學(xué)、音樂、美術(shù)、體育、實(shí)踐活動等,構(gòu)成小學(xué)階段的課程體系,同時(shí),小學(xué)科學(xué)又是一門綜合性學(xué)科,包括科學(xué)、技術(shù)、工程等,注重培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的同時(shí),也注重與其他學(xué)科的融合,培養(yǎng)學(xué)生的有文素養(yǎng)。因此,STEAM教育融入小學(xué)科學(xué)課程教學(xué)中,以發(fā)展學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和人文素養(yǎng)為主要目標(biāo)。
現(xiàn)階段我國的小學(xué)科學(xué)課程教學(xué)中,融入STEM教育的只有少量教師能夠做到,融入STEAM教育理念非常少,其關(guān)鍵因素是缺乏大量具有 STEAM 教育理念的小學(xué)科學(xué)教師。STEAM教育融入小學(xué)科學(xué)課程,是小學(xué)科學(xué)課程改革的發(fā)展趨勢,培養(yǎng)小學(xué)科學(xué)教師的科學(xué)教育專業(yè),應(yīng)在培養(yǎng)STEAM教育理念的科學(xué)教師方面加大力度,使STEAM教育真正融入小學(xué)科學(xué)課程的教學(xué)設(shè)計(jì)與教學(xué)實(shí)施之中,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和人文素養(yǎng)。