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刊名: 教育研究
主办: 中国教育科学研究院
周期: 月刊
出版地:北京市
语种: 中文;
开本: 大16开
ISSN: 1002-5731
CN: 11-1281/G4
邮发代号: 2-277

历史沿革:
专题名称:教育理论与教育管理
期刊荣誉:社科双效期刊;国家新闻出版总署收录;中国期刊网核心源刊;CSSCI 中文社会科学引文索引来源期刊;北京大学《中文核心期刊要目总览》来源期刊;
创刊时间:1979

STEAM教育理念下培育小学生工程思维能力

【作者】 汤惠楠

【机构】 苏州工业园区新城花园小学

【摘要】
【关键词】
【正文】  【摘 要】 STEAM教育理念是集综合化、实践化、活动化等特征于一体的新型教育理念。在小学科学课堂中运用STEAM教育理念进行教学能够有效锻炼学生的思维,提高学生的科学实验 能力。笔者认为可以从“借助课题任务”“提供工程材料”“注重做学思合一”三个方面入手,锻炼学生的工程实践能力与自主搭建模型能力,实现工程思维的有效培养。
  【关键词】 STEAM;教育理念;小学;科学;工程思维 

  工程思维是一种独特的工程设计思维,是以问题解决为目标、具备实践性与创新性的思维模式。在运用于小学科学课程中时,教师需要抓住工程思维的核心,即解决实际问题,为学生开展科学教学活动,以此引导学生学会具体问题具体分析,学会从不同角度思考问题,从而逐渐形成工程思维。因此,在实际教学中,教师应找好教学切入点,让学生对工程思维做到理解、掌握、运用,从而学会用工程思维思考实际问题。 
  一、在小学科学教学中培养学生工程思维的意义 
  (一)有助于提高学生问题解决能力 
  根据工程思维的概念可知,该思维本身就是一种以解决实际问题为主的思维模式。且小学科学课程也是以培养学生科学实验能力、掌握科学知识为主的课程,因而在小学科学教学中培养学生的工程思维,有助于提高学生的问题解决能力。对于学生来讲,科学知识的学习可以使其以科学的眼光看待问题,学会运用科学思维理解问题。而工程思维则可以在科学思维的基础上,让学生学会从多角度思考问题,并实现对问题的有效解决。因此,对学生工程思维的培养,可以不断提高学生对问题的认识,让学生的解决问题能力得到长足进步。
  (二)有助于增进学生课程学习体验 
  在以往的科学课程中,因为受到教学条件的限制,许多科学课程都没有得到有效的讲解,导致学生对科学知识的认知存在一知半解的情况,严重影响了学生的学习体验.甚至许多学生未能借助科学知识的学习达成拓宽视野、提高能力的目的。为了有效转变这一现状,在当下的科学课堂中,教师需要借助对工程思维的落实,有效运用科学教学资源,让学生能够在科学课程中获得丰富的学习体验、能够接触到不同的科学实验知识。对学生而言,在建立工程思维的过程中,不仅可以增进课程学习体验,更重要的是思维的养成,能够运用工程思维、科学思维去认知问题、思考问题,实现自身综合能力的进步。 
  二、在小学科学教学中培养学生工程思维的措施 
  (一)借助课题任务,锻炼学生工程实践能力 
  在培养学生工程实践能力时,教师可以以布置科学课题任务的形式,引导学生学会运用工程思维解决课题任务,从而强化学生对工程思维的认知与掌握。在布置科学任务的过程中,教师应 注意三个问题:第一,课题任务的难度应适中,符合现阶段学生的学习水平;第二,应为学生提供适当的指导,确保学生可以成功解决课题任务;第三,引导学生及时总结任务经验,为后续的科学学习积累经验。 
  (二)提供工程材料,鼓励学生自主搭建模型 
  在科学教学中,有许多科学实验较为复杂,需要教师为学生提供工程材料,这样才能确保学生顺利完成科学实验。在培养学生工程思维的过程中,教师需要学会放手,将实验问题完全交给学生,让学生在不断试错中能够独立自主地完成工程实验模型的搭建,从而实现对科学实验问题的解决。同时,教师应注意,学生在自主搭建模型的过程中,可能会出现多次重复搭建的情况。为此,教师为学生提供的工程材料应确保足够的数量。 
  (三)注重做学思合一,培养学生工程思维 
  1.在“做”中体验工程思维在培养学生工程思维的过程中,教师不仅要让学生认识到工程思维对认知科学知识的意义,也要让学生体验工程思维在科学实验中的运用,即引导学生经历科学探究过程,从而让学生做到在“做”中体验工程思维。科学课程中有许多需要学生进行动手操作的科学实验,但是很多学生只是在单纯完成实验,并未认识到实验中蕴含的工程思维思想,这也是许多学生虽然能够完成科学实验,但是科学能力依然无法得到提升的原因之一。因此,在“做”科学实验的过程中,学生应注重对工程思维的感知、体验。
  2.在“学”中认知工程思维 
  所谓在“学”中认知工程思维是指,学生通过教师组织开展的教学活动,对科学知识做出有效理解,并且可以运用工程思维进行知识的迁移学习,学会举一反三。对学生而言,具备工程思维,可以运用工程思维思考问题,做到按照一定的流程完成问题的处理。同时,在认知工程思维的过程中,学生思维的广度与深度也会得到很好的提升,这对学生综合能力的进步有积极意义。
  3.在“思”中拓展工程思维 
  在培养学生工程思维时,教师可以借助设置问题的方式,引导学生进行积极思考,让学生在思考中不断拓展对工程思维的理解,理清工程思维的使用逻辑,为日后的应用实践做好基础建设。在设置思考问题时,教师应注意问题的思考性、应用性,确保问题可以引发学生的探讨。只有这样,学生才能真正掌握工程思维,实现对工程思维的有效运用。 
  对学生来讲,从质疑到验证的过程,便是其拓展工程思维、寻求多方面问题解决方法的过程。对科学知识的质疑,可以进一步提高学生对知识思考的深度,能够让学生的科学能力得到进一步强化。 
  综上所述,在小学科学教学中,教师需要通过科学教学活动的开展,引导学生进行科学实验,且能够独立自主地完成科学实验。在此过程中,教师需要对学生进行适当点拨,使学生认识到工程思维在科学知识中的运用,并学会运用工程思维解决科学问题,进而实现对工程思维的掌握。同时,教师需要有效运用课题任务、搭建模型等方法,让学生在真实的场景中进行实际体验,以此提高学生对工程思维的运用能力。