STEAM 理念下沧州市小学科学领域活动设计与实施的行动研究

引言

STEAM 教育——集科学、技术、工程、艺术和数学于一体——超越了传统分科教学的界限，强调在真实、开放的项目情境中，通过探究、设计、创造和协作来学习，成为应对21 世纪人才挑战的有力举措[1]。

小学科学课程以培养学生科学素养为宗旨，其内容本身天然地与技术、工程、数学乃至艺术紧密相连。因此，在小学科学领域中引入STEAM 理念，不仅是学科发展的内在要求，更是提升育人质量的战略选择。

市作为环渤海经济区的重要城市，其教育发展既拥有得天独厚的本地文化资源，也面临着教育理念与教学方式转型升级的挑战。

本研究旨在探索如何将先进的STEAM理念与本土实际相结合，设计出兼具前瞻性与落地性、普适性与地方特色的小学科学活动方案，从而推动市小学科学教育向更加综合、创新、实践的方向发展。

一、 STEAM 教育理念与小学科学课程的内在关联

STEAM 作为一种重整合、重实践、重创造的教育范式。其核心特征包括：跨学科性、情境真实性、设计导向、协作性和艺术融入性[2]。

小学科学课程的标准与理念与 STEAM 高度契合。新课标明确指出科学课程要“体现综合性和实践性”，倡导“以探究和实践为主的多样化学习方式”。具体而言：

1. 科学是基础：科学知识是 STEAM 活动中解决问题的知识核心和探究起点。

2. 技术与工程是应用：科学知识的应用离不开技术与工程。在小学阶段，技术可理解为工具的使用、制作技巧；工程则体现为基于特定约束条件，设计方案并物化成果的过程。

3. 数学是工具：测量、计算、数据分析、空间几何等数学知识是进行科学探究、技术设计和工程制造不可或缺的工具。

4. 艺术是升华：艺术不仅指美术，更包括审美、设计思维、创造性表达和人文关怀。它让解决方案更具美感、更人性化，也激发了学生的创造力和想象力。

因此，小学科学课堂是实施 STEAM 教育的天然主场，而 STEAM理念又为科学教育提供了更广阔的视野和更有效的教学方略，二者相得益彰。

二、 市小学科学领域实施 STEAM 活动的现状与挑战

尽管 STEAM 教育理念备受推崇，但市在小学科学领域的实践仍处于起步探索阶段，面临诸多挑战：

教师跨学科素养与设计能力不足：多数科学教师毕业于理科专业，对 T、E、A 领域的知识掌握有限，缺乏将多学科有机融合进行项目设计的能力。

课程资源与配套设备匮乏：STEAM 活动需要丰富的材料包、工具、创客空间乃至数字设备作为支撑。大部分小学科学实验器材尚且不足，更遑论支撑STEAM 项目的专用设备和耗材。

3. 活动设计与本地文化联结薄弱：现有的一些尝试多借鉴国内外成熟案例，如制作太阳能小车、搭建牙签高塔等，虽具有普适性，但未能充分挖掘和利用丰富的本土文化资源（如吴桥杂技的力学原理、泊头铸铁的工艺传承、大运河的水利生态、武术的人体科学等[3]），导致活动缺乏地方特色和文化亲和力。

4. 教学评价体系转型滞后：如何对 STEAM 活动中学生的跨学科思维、实践能力、创新意识、协作精神等过程性表现进行有效评价，是一个难题。现有的评价仍多以最终作品或书面报告为主，难以全面衡量STEAM 素养的提升。

三、 STEAM 理念下市小学科学活动设计的原则与案例

基于以上分析，市小学科学STEAM 活动设计应遵循以下原则：情境真实性、跨学科整合性、学生主体性、设计创造性和地域文化性。

案例设计：基于本土文化的STEAM 活动示例项目主题：设计一款“运河小船，穿越古今”的电动明轮船模型

·情境导入（融入大运河文化）： 通过视频、图片讲述京杭大运河段的历史与今天，引出古代船只的动力问题。提出挑战：如何利用现代的小电机和简单材料，设计制作一艘能模仿古代明轮推进方式的小船，并能平稳航行一段距离？

·跨学科整合设计：

·科学（S）：探究浮力原理、作用力与反作用力、电路基础知识。

·技术（T）：学习使用工具进行安全加工，学习简单的电路连接技术。

·工程（E）：经历完整的工程设计流程：明确问题→构思方案→选择材料→制作与测试→评估与改进。

·艺术（A）：船身的外观设计与美化，设计图的艺术表达。

·数学（M）：测量船体各部分的尺寸、计算电池续航时间、测试并记录航行速度与距离、分析数据以优化设计。

·实施过程：以小组合作形式开展，鼓励多次迭代优化。

此案例将大运河文化作为项目背景，赋予了学习活动深厚的人文底蕴和地方特色，使 STEAM 学习不再是冰冷的技术操作，而是有温度、有故事的创造过程。

四、推动STEAM 活动有效实施的对策建议

为确保STEAM 理念在市小学科学领域落地生根，需多方协同，系统推进：

加强师资培训，构建学习共同体： 开展针对科学教师的专项STEAM 培训，内容应涵盖跨学科课程设计、工程思维培养、艺术融入策略及本地文化资源挖掘。

开发本土化课程资源包，建设共享平台： 组织力量开发以文化为特色的STEAM 活动资源包，包括项目指南、材料清单、教学视频等，降低教师实施门槛。建立区域STEAM 教育资源云平台，实现优质案例、设计方案的共建共享[4]。

3. 优化评价机制，注重过程性评估： 推行“表现性评价”与“档案袋评价”，综合评估学生在活动中的参与度、协作精神、创意设计、实践操作、问题解决能力和成果质量。

4. 加大投入与政策支持，改善实践条件： 教育行政部门应设立专项经费，支持学校建设STEAM 教室，配备基础工具与材料。

四、结论

将 STEAM 教育理念融入市小学科学领域，不仅能有效克服传统科学教育中存在的重知识、轻实践等弊端，更能通过富有地方特色的项目式学习，培养其跨学科思维、创新能力和解决真实问题的素养，为培养面向未来的创新人才奠定坚实基础。

参考文献

[1] 赵慧勤 , 周陆萌 . ST EAM 教育：内涵、特征与误区 [J]. 电化教育研究 , 2019, 40(01): 72- 79.

[2] 秦瑾若 , 傅钢善 . ST EM/ST EAM 教育及其对我国基础教育改革的启示 [J]. 现代教育技术 , 2018, 28(11): 52- 58.

[3] 市人民政府 . 市国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标纲要[Z]. 2021.

[4] 李王伟, 徐晓东. 基于地方文化的ST EAM 项目式学习设计研究[J]. 中国电化教育 , 2020(12):

作者简介：

赵羽达（1989 －1），男，汉族，人，硕士，讲师，主要研究方向：动力工程，科学教育。

课题项目：2025 年市科学技术协会科技创新课题“ 市中小学自然科学课程教育发展问题研究” （编号.CZKX 2025028）