摘要 ： 为了提高学生的综合素质，文章首先阐述了 STEAM 教育内涵，然后分析了 STEAM 教育融入小学 科学教学的意义与可能性，最后提出了核心素养背景下基于 STEAM 教育理念的小学科学教学策略。

　　关键词 ： 小学科学教学，STEAM 教育理念，核心素养

　　提高人才培养的质量和效率，培养优秀创新人才 是全面建设社会主义现代化国家的重要举措。只有不 断完善人才培养机制，提高教育质量，才能为国家的 长远发展打下坚实基础 。 自现代化教育实施以来，关 于科学教学，我国一直采用分科教学，这对于推广和 普及科学知识起到了积极作用 ， 培养了许多专业人 才，却也割裂了学科之间的内在联系，导致学习者难 以形成整体性的知识结构，限制了其创新能力的发 展。而 STEAM 教育既包含科学技术学科，又兼顾人文 艺术学科，在传统相互分离、各成体系的学科间架起 了桥梁，能帮助学生将零碎的知识整合成完整的知识 体系[1]。这也是它与传统的分科课程相比，更能够提升 学生的认知水平、学习积极性与科学创造力的关键所 在[2] 。此外，其跨学科整合和强调知识融会贯通的特 征，鼓励学生探索、发现与创造，并认为失败同样具有 意义，都在弥补分科教学弊端方面起了作用。《义务教 育科学课程标准(2022 年版)》(以下简称《新课标》)提 出了设立跨学科主题学习活动 ， 以加强学科间的联 系，促进课程综合化，强化学科实践性的要求[3] 。二者 的表述虽有不同， 但都强调了跨学科融合与实践探 究 。因此，将 STEAM 教育与小学科学教学相结合，有 助于促进《新课标》的实施，并发展学生的核心素养和关键能力。

　　一 、 STEAM 教育内涵

　　20 世纪 80 年代，单一专业的科学教育、技术教育 和工程教育所培养的人才难以满足当时美国发展的 需求，STEM 教育应运而生 。1986 年，美国科学基金会 发表名为《本科的科学、数学和工程教育》的报告，分 析了美国科学、数学和工程本科教育的现状和趋势， 由此确立了 STEM 教育在本科教育领域中的重要地 位，这成为 STEM 教育的战略开端[4] 。STEM 教育是一种综合多学科知识的教学理念，涵盖科学、技术、工程 和数学领域的知识 。然而 STEM 教育并不局限于这些 领域 ， 它还可以整合其他学科知识领域 。 正因如 此，STEAM 教育才能以 STEM 教育为“ 跳板”得以产 生 。亚克门教授发现研究 STEM 教育的共同影响因素 时，难以忽视艺术学科的影响，于是将“ 人文艺术”纳 入其框架，形成了 STEAM 教育。“人文艺术”的加入是 对这四门学科的良好补充，为学生理解学科融合提供 了更广阔的视角 。STEAM 教育的兴起旨在加强数学、 科学、技术、工程和艺术这五个学科领域之间的互动 与联系，具体体现为以数学基础，通过工程和艺术来 解释科学和技术[5]，并且五个学科领域具有结构上的 顺序，科学支持人们认识世界的规律;工程与技术支 持人们根据社会需求改造世界;艺术帮助人们以美好 的形式丰富世界; 数学则为人们发展与应用科学、工 程、艺术和技术提供思维方法和分析工具[6] 。如此，学 生才能够从真实世界中获取相互关联的全面认知，进 而对知识形成整体性的理解 。对于教学方式，STEAM 教育强调在五个学科领域的单科教学中采用整合性 的项目导向式教学，依托真实的问题情境，整合多门 学科知识展开教学 ， 注重培养学生的跨学科思维，使 学生在解决问题的过程中提升创新能力、实践能力及 知识整合能力，进一步促进学生 STEAM 素养的发展。

　　二 、 STEAM 教育融入小学科学教学的意义与可能性

　　(一)STEAM 教育融入小学科学教学的意义

　　1.引导学生关注真实问题，提升学生的综合素质。 《新课标》提出小学科学课程具有实践性，故该课程内 容结构也要强化实践性要求。STEAM 教育是一种基于 任务驱动的教育理念，其特点之一就是强调聚焦现实 世界存在的问题与困难[7]，选取真实世界的问题与项目作为学习任务，引导学生通过科学方法和技术手段 完成任务 ， 使学生能够体验科学知识的实际应用，并 从中获得愉悦和成就感 ， 唤起学生的学习动力和热 情，培养学生创新思维、实际应用能力、解决问题能力 和社会责任感 。可以说，STEAM 教育在提高学生综合 能力方面具有广泛而深层次的作用。

　　2.促进科学课程实施综合化。关于课程内容结构， 《新课标》提出课程实施要综合化，而跨学科主题学习 活动是促进课程实施综合化的重要途径，STEAM 教 育是实现跨学科融合和创新教育的有效途径。跨学科 主题学习活动的实施需要对课程内容重新进行组合 和整合，以期实现学科之间的相互联系和互动，这种 综合化实施模式有助于学生从更宽广的角度审视问 题，深入理解问题本质，并结合自己所学的各个学科 知识对相关问题进行探究和解决 。STEAM 教育在跨 学科融合方面具备独特的优势。它不仅强调理工科学 习和人文艺术学习的整合，同时还注重实践教育和创 新教育的有机结合 。此外，STEAM 教育还倡导通过协 作学习开展开放式探索，使学生在团队协作中互相学习，进一步促进跨学科融合。

　　3.提升学生终身学习能力 。在当前信息爆炸的时代，知识的更新速度加快，传统的教育模式已经无法 满足不断变化的教育需求 。而 STEAM 教育在培养学 生终身学习能力方面能 够发挥重要 作用 。 首先， STEAM 教育通过鼓励学生主动探索、积极解决问题 和进行创新实践，培养学生的自主学习能力 。其次， STEAM 教育注重跨学科整合与学习，鼓励学生从多 个角度思考和解决问题，培养学生的学科综合能力和 跨学科思维 。另外，STEAM 教育注重团队合作和项目 驱动的学习，着力培养学生的合作与沟通能力，即积 极组织学生进行团队项目，使他们学会与他人合作、 协商、沟通及分享 。最后，STEAM 教育强调实践应用 和解决实际问题，培养学生的学习转化能力 。终身学 习不仅是为了获取知识，更重要的是要将所学知识应 用于实际生活和工作 。STEAM 教育通过实践性的学 习活动 ， 使学生能够将所学知识转化为实际应用，并 解决真实世界中的问题 。概言之，STEAM 教育能够培 养的思维与能力正是终身学习所应具备的。

　　(二)STEAM 教育融入小学科学教学的可能性

　　1.课程目标高度契合 。《新课标》提出科学课程所 要培养的核心素养包括科学观念、科学思维、探究实 践和态度责任四个方面。科学观念涵盖科学、技术、工程、环境和社会等领域的知识;科学思维包括推理论 证、创新思维等;探究实践注重培养科学探究能力、技 术与工程实践能力和自主学习能力;态度责任则强调 在理解科学本质和规律及科学、技术、社会、环境之间 的关系的基础上 ， 逐步形成科学态度和社会责任感。 STEAM 课程主张综合各相关学科特点 ， 将知识的获 取、方法与工具的应用、创新生产的过程，以及情感、 态度进行有机统一[8]，这对于促进学生科学素养的发 展具有重要意义 。虽然在课程目标的表述上有所不 同， 但是这两者的目标在很大程度上是相似且互补 的 。一是都强调课程的综合性，综合性不仅是科学课 程实施的要求 ， 也是国际科学课程变革的重要趋势; 二是都强调通过实践探究培养学生的批判性思维、创新思维、创新意识及科学精神等素养。

　　2.课程内容交织交融 。亚克门教授在 STEAM 教 育金字塔框架中详细列举了其涵盖的课程内容。从其 跨学科整合与应用特征来看，STEAM 教育课程强调基 于问题，整合相关的学科知识，这必然涉及学科核心 概念的整合，也就意味着能够加深学生对核心概念的 理解，为学生深入探索重要原理奠定基础，并提高学 生参与工程实践的积极性，而究其根本，是要提升学 生的 STEAM 素养，这也是 STEAM 教育研究与学科融 合的发展方向 。《新课标》规定科学课程设置 13 个学 科核心概念，并通过核心概念的学习理解 4 个跨学科 概念 。将《新课标》中的科学课程内容与 STEAM 教育 内容进行比较，可以发现人文艺术领域以渗透的形式 穿插在几乎所有核心概念中， 有 11 个核心概念主要 涉及科学、数学领域，技术、工程与社会和工程设计与 物化，2 个核心概念涉及工程、技术领域。显然，两者都 强调基于核心概念整合学科知识，且小学科学课程内 容与 STEAM 课程内容高度重合 。STEAM 教育强调创 设真实的情境，这也与探究性学习为主的科学课程要 求一致，因此二者的融合能够有效拓展小学科学课程 内容，同时还能够加强小学科学课程内容与实际生活 的紧密联系，激发学生对科学的兴趣，使其学会通过 生活体验来解决科学问题。

　　3.课程实施均强调探究实践。STEAM 教学强调以 工程为核心的实践性探究，注重基于项目和问题开展 教学，使学生能够在真实情境中针对具体问题进行学 习 。即教师要在项目活动中向学生展示活动要素，引 导学生选择所需材料与工具[9]，展开计划、设计、改进、 解决问题，在此过程中强调证据的收集和基于证据的解释，因为问题的答案并非唯一 固定，学生将会给出 各式各样的答案 ， 这些答案都将获得认可 ， 包括失 败 ， 这是因为 STEAM 教育强调学生实践的过程，而 非结果。因此，STEAM 教育能够有效强化学生的高层 次思维 。小学科学是一 门综合性、实践性和探究性并 存的课程，其中探究和实践是学习的主要方法，能够 有效地培养学生思考、探索和解决科学问题的能力。 这就要求教师在教学中要以学生为主体 ， 充分考虑 学生的认知水平 ， 设计并实施能够发展学生科学素 养的思维型探究和实践活动 ， 以培养学生的创新思 维与实践能力 。富有创造性的教学方式是培养创新 人 才 的 主 要 渠 道 ， 这 与 STEAM 教 育 理 念 一 致 ， STEAM 教育和小学科学课程都强调学生将知识应用 于实际，重视实践操作，解决科学问题 。可见，在小学 科学课程中融入 STEAM 教育理念可行且合适，并且 认可失败的意义这一理念能够有效强化学生学习科 学的兴趣，同时强调证据收集和基于证据的解释，也 能够促进学生对科学问题形成深度理解。

　　三 、 核心素养背景下基于 STEAM 教育理念的小学科学教学策略

　　核心素养是科学课程育人价值的集中体现，涵盖 科学观念、科学思维、探究实践、态度责任四个方面。 STEAM 教育理念在提升学生核心素养上有着独特价 值 。首先，STEAM 教育可通过综合性的学科整合，帮 助学生建立跨学科的知识体系，促进学生在科学学习 过程中对基本概念和原理的理解;其次，STEAM 教育 是以现实问题为基础的教学方式，旨在启发学生的思 维，而在真实情境中提出问题、解决问题，则需要学生 具备一定的思维能力， 如分析综合 、发散思维等，此 外，也需要开展实验、数据分析等实践活动，这无疑能 够培养学生的科学思维和探究能力;再次，STEAM 教 育鼓励学生在科学学习中发展工程思维和解决问题 的能力，在跨学科整合和实践性学习中，学生将面临 各种复杂问题，并需要运用科学知识、技术和创造力 等寻找解决方案，这样的学习环境有益于培养学生的 工程思维、创新思维及批判性思维，提升其探究实践 能力;最后，STEAM 教育强调项目化学习，培养学生 科学态度和社会责任意识，其可通过方案设计与优化 和实践，培养学生的好奇心、创新精神，使其形成严谨 求实的科学态度，同时强调借助合作与分享培养他们 尊重他人、善于合作和分享的情感态度，在此过程中， 以社会问题和伦理道德为项目主题，可培养学生关注环境、遵守规范的社会责任感和正确的价值观 。概言 之，STEAM 教育对发展学生的核心素养具有重要价 值。因此，有必要对 STEAM 教育理念融入小学科学教 学展开探讨。

　　(一)跨学科整合知识，促进科学观念的形成

　　跨学科教学，意味着不同学科知识之间的融合与 整合 。通过将科学与其他学科的知识相互关联，能帮 助学生建立跨学科的知识体系，加深学生对科学核心 概念和原理的理解。小学科学知识本身具备综合性强 的特点，基于此，教师利用 STEAM 教育的跨学科理念 整合知识，可以为学生提供综合、全面的学科学习环 境，打破学科之间的界限，使学生能够更好地理解科 学知识的复杂性和实际应用的多样性 。此外，也能够 帮助学生将科学观念与日常生活和实际问题联系起 来，促进其对科学知识的应用和内化 。科学观念的形 成不仅依靠学生对科学知识的理解，更重要的是能够 将科学知识应用于实际情境，解决现实问题，发现科 学在解释和改变世界中的重要性。小学生正处于认知 发展的关键阶段，对于学科之间的边界和关联性还没 有形成固定的观念 ， 更容易接受跨学科的学习方式。 因此，在小学科学教学中，教师可以通过将不同学科 的知识有机结合，帮助学生构建综合性的知识体系。

　　例如，教科版一年级上册“ 做 一个测量纸带”的 教学中，学生需要体验制作测量纸带，掌握测量和计 数等特点，以及制作方法和记录测量结果的技巧 。 本课内容涵盖科学、数学和技术等学科知识 。科学学 科： 制作测量纸带涉及科学中的长度和测量概念， 学生可以通过测量纸带认识物体的长度 ， 观察不同 物体的长度差异，并从实际的测量中探究物体的长 度与形状、用途等之间的关系，同时了解测量在科学 研究和实践中的重要性和应用 。数学学科：学生学习 并应用测量技巧和数据记录的方法，将物体的长度 准确地转化为数值，从而制作出具有标度的测量纸 带 。技术学科：学生运用剪刀、透明胶带等工具进行 纸带的加工和组装 。在制作测量纸带的活动中，通过 将数学、科学和技术等学科内容有机地结合，使学生 形成跨学科的知识体系 。这样的综合性学习有助于 培养学生的综合应用能力和跨学科思维，并使其形 成全面的科学观念。

　　(二)聚焦现实问题教学，促进科学思维的发展

　　聚焦现实问题进行教学是 STEAM 教育的核心特 点 ， 旨在通过引导学生思考和解决真实生活中的问题，促进科学思维的发展 。小学科学教学的目标是通 过训练，培养学生科学的思维方式和科学的思维习 惯，使其能够对现实世界的问题进行深入思考，并运 用科学的思维，结合科学知识，对科学现象与成果进 行解释和预测 。而聚焦现实问题的教学，将学科知识 与现实问题相联系，学生将面临真实且具有挑战性的 情境，需要运用科学思维进行分析、探究和解决。在反 复实践和思考科学现象或问题的过程中，学生的科学 思维、逻辑思维等也就获得了训练。

　　例如，在“ 分析一个实际的环境问题”教学中，教 师可引导学生思考人类如何与自然和谐共处，并解决 城中湖的环境问题 。教师先将学生分组，要求学生扮 演四类角色，即普通市民、渔业养殖户、游船船主、环 湖房地产开发商 。角色讨论和冲突解决阶段：学生以 小组为单位展开讨论，分析自己扮演的角色在湖的污 染方面的行为，分享观点，并努力解决冲突。方案设计 阶段：学生需要设计综合考虑各方利益的湖水治理方 案，提出针对性措施，包括水质改善、垃圾分类和处 理、生态系统保护等 。最后，小组展示治理方案，并接 受其他小组和教师的评估和反馈 。教学中，学生能够 深入了解城中湖环境治理中不同利益相关者的观点 和利益，并运用科学思维和科学知识进行比较、分类、 归纳和推理，提出解决方案 。这个过程发展了学生的 科学思维，并能促使他们思考如何在现实中实现人与 自然和谐共处。

　　(三)以科学探究为基础融合工程实践，培养工程 思维和问题解决能力

　　人类的思维活动与实践活动是相互对应的，这 种对应关系在工程领域同样存在， 工程实践活动对 应着工程思维活动 。工程思维兼具设计性与实践性 特点 。《新课标》提出工程的核心在于建造，工程的关 键在于设计 。因此，将工程实践融入科学教学可以培 养学生的工程思维、实际操作能力和问题解决能力， 使他们能够更好地应对复杂的问题和挑战 。从活动 内容与本质来看，科学探究的核心是发现，工程实践 的核心则是建造;从成果来看，科学探究的成果是认 识科学概念和原理， 工程实践的成果则是创造物质 产品或设施 。 由此可见，以科学探究为基础，融入工 程实践活动， 有利于发展学生应用科学知识解决问 题的实践操作能力; 同时工程实践的答案具有不唯 一性，能够为学生从多个角度思考问题提供机会，发 展其综合思维能力。以教科版“制作一个潜望镜”为例，此部分的科学 探究活动主要是教师指导学生研究潜望镜的工作原 理、内部结构及其用途;学生则要通过观察了解光的 传播规律和反射原理，以及潜望镜的组成部分 。此部 分的工程实践活动主要是学生在理解科学原理的基 础上，制作潜望镜，教师提供必要的指导。工程实践过 程可分为三个阶段：计划设计阶段、实施阶段和使用 阶段[10] 。第一，计划设计阶段：学生自主完成设计制作 方案，通过反复的讨论、评价和修改，最终形成最佳方 案;学生综合考虑材料选择、尺寸规划和光学元件的 安装等因素，提高设计能力和创造力 。第二，实施阶 段： 在纸盒两个边长距离边缘一厘米处各画一条直 线，在盒子两端距离边缘一厘米处各画一条斜线 。随 后在对应面上重复画已经画好的线，使用剪刀沿线剪 开纸盒，并将镜子插入盒子的开口处，确保镜子的反 射面相对 。最后在镜子的反射面上开各自的窗口 。学 生通过体验实际操作的过程，解决实际制作中的问题 和困难，并灵活调整方案，可培养动手实践能力和问 题解决能力。第三，使用阶段：教师引导学生使用制作 的简易潜望镜观察物体，进一步加深对光学原理和潜 望镜工作方式的理解;学生通过使用自己制作的潜望 镜，体验到工程实践成果的乐趣和实用性，对工程实 践产生了好奇心。此部分的评估与交流主要是教师鼓 励学生分享他们在整个探索、设计和实际制作过程中 所获得的体悟和乐趣，并展示成果;学生之间可以互 相交流和比较各自制作的潜望镜，分享彼此的经验和 改进建议 。教师以科学探究为基础，采用融入工程实 践的模式进行教学，可以帮助学生深入探索和实践科 学知识，并在这个过程中培养其工程思维、问题解决 能力和实践操作能力，同时通过评估和交流，学生能 够获得科学、技术、工程、数学、艺术和文化等多领域 的知识和技能。这种综合性的学习突显了技术与工程 领域课程知识的重要价值和活力。

　　(四)重视项目学习，培养学生的态度与责任

　　STEAM 教育强调项目学习 。首先，通过实践项目 和实验，学生能够亲身体验科学的过程，培养保持好 奇心和追求创新的科学态度。在解决问题或完成项目 的过程中，学生通常需要进行多次优化，这促使他们 以基于证据和逻辑的方式进行思考，从而有助于其形 成严谨求实的科学态度，学会通过收集和分析证据来 支持观点，进而进行初步的逻辑推理。其次，实践过程 中，学生不仅需要完成个人学习任务，还要与其他小组成员协作、沟通及分享资源 。这种合作与分享的要 求促使学生形成了尊重他人的情感和态度，能够善于 合作、乐于分享，并认识到合作与分享对于解决问题 和取得成果的重要性 。通过与他人的合作，学生的合 作能力、沟通技巧和社交能力都得到了提升，他们能 更轻松地建立良好的人际关系 ， 增强彼此之间的信 任和合作意愿 。这种积极的合作与分享氛围进一步 促进了学生之间的互动和学习 ， 为他们构建了一个 和谐的学习环境 。项目学习是与社会实际问题相关 的 ， 为学生提供了深入探索与科学相关的社会热点 问题的机会 ， 从而强化了学生关注社会问题和伦理 道德的意识 。具体而言，学生可以通过项目学习，针 对特定的社会问题设计解决方案， 如环境保护和资 源节约等 。在解决问题的过程中，他们逐渐形成了热 爱自然、节约资源和保护环境的社会责任感 。 同时， 项目学习也为学生提供了 一 个讨论伦理问题的平 台 ， 使他们能够深入探讨科学技术应用中的伦理道 德考量 。这样的讨论有助于培养学生正确的价值判 断能力，使他们能够尊重科学技术应用的公共规范、 法律法规和伦理道德 。概言之，通过项目学习，学生 能够从实际问题出发 ， 培养关注社会问题和伦理道 德的意识，并在实践中践行社会责任。

　　以教科版“珍惜水资源”一课为例，将制作一个节 水器作为项目，具体可分为以下六个步骤：①调研和讨 论，即引导学生认识水资源的重要性和节水的意义，讨 论当前存在的水资源问题和浪费现象;②设计方案，即 鼓励学生在小组内合作，分享和讨论各自的想法，设计 一个初步的节水器方案;③材料收集，即学生根据设 计方案列出所需的材料清单，并准备好所需的材料和 工具，如空塑料瓶、瓶盖、塑料管等;④制作节水器，即 学生按照设计方案开始制作节水器，进行切割、粘贴、 组装等操作，教师要提供必要的指导和帮助，确保学 生的安全和正确操作;⑤测试和优化，即学生讨论如 何确保节水器的使用不会对其他方面造成负面影响， 如不破坏供水设施，并测试节水器的效果，抑或是测量 水的使用量或观察水的流动情况，如果需要改进，学 生要进行优化和调整，以提高节水器的性能;⑥展示 和分享，即学生展示他们制作的节水器，并说明其原理 和使用方法，进行小组内或班级内的分享，以便相互学 习和交流经验。通过这个项目，学生能够全面参与设计 和制作节水器的过程，培养科学实践能力。在实践中，他们不仅能了解水资源问题和形成节水意识，还能讨 论科学技术应用中的伦理问题，并学会正确的价值判 断。此外，学生还有机会展示和分享自己的成果，进一 步加强合作与交流，构建一个和谐的学习环境。

　　总之，核心素养背景下，小学科学教学需要涵盖 科学、技术、工程、艺术和数学等多个领域的知识，强 调培养学生的探究能力和科学思维 。 这为融入 STEAM 教育理念提供了机会 。STEAM 教育可使小学 科学教学变得更加丰富多样，多方面且深层次促进学 生综合素质的全面发展 。然而要真正融入 STEAM 教 育，还需要各方共同努力 。学校、教育机构、教师和家 长都应该致力于充分发挥 STEAM 教育的优势 ， 为学 生创造更丰富、有趣和有意义的科学学习体验 。这包 括提供实践机会，鼓励学生进行探究性学习和项目驱 动的学习，以及培养学生的创造力和创新精神 。通过 融入 STEAM 教育 ， 学生可以参与跨学科的学习和实 践，发展解决问题的能力、团队合作的技巧及创造性 思维。他们将能够运用所学的知识和技能解决现实生 活中的问题，并为未来的职业做好准备。概言之，融入 STEAM 教育是丰富小学科学教学、推动学生综合素质 发展的重要途径 。通过共同努力，教师可以为学生打 造一个充满创造力和创新精神的学习环境，有效培养 未来人才，为社会的发展作出贡献。

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