以STEAM理念玩转小学科学实验教学

——从数据的准确测量谈起

文??| ?吴韦春

吴韦春：浙江省特级教师，浙江省庆元县城东小学校长，丽水学院兼职教授，浙江省教育学会小学科学教学分会理事，“吴韦春小学科学名师工作室”主持人，荣获“全国优秀科学教师”“浙江省教科研先进个人”“浙江省‘春蚕奖’”等荣誉称号。出版专著《田园科学》《拓展性课程开发和实施导引》，编写教材《人·自然·社会》《浙江绿谷》，发表论文100余篇，指导学生完成200余篇科学小论文。将培养“做最好的自己”的目标写入科学课堂，坚持“理解儿童，关注生成，促进发展”的教学理念。“材料求精，过程求简，方法求活”——科学施教让每个学生都能在课堂上增长知识和智慧，发展个性，收获喜悦。

STEAM是一种教育理念，有别于传统的单学科、重书本知识的教育理念。它强调综合培养学生的科学、技术、工程、艺术、数学等多学科素养，重视跨学科实践。在教学中，将科学问题置于生活中，引导学生观察科学现象，探寻科学知识，有利于促进学科的融合。在解决问题的实践中学习科学知识，激发好奇心和求知欲，提高创新能力和动手能力，养成勇于探索、积极进取的科学态度和创造精神，这正是STEAM教育的精髓所在。这些理念正与《义务教育小学科学课程标准》强调的“小学科学课程是一门具有活动性和实践性的课程”“利用实物资源，设置学生学习的具体情景，激发学生学习科学的欲望、探究自然的兴趣和好奇心”等要求不谋而合。应用STEAM理念并恰当地辅以信息技术开展小学科学教育教学，能够有效提高教学效率，发展学生科学学科核心素养。

实验数据准确测量是小学科学的重要教学内容，它注重学生动手能力的培养，是践行STEAM教学理念的载体。小学生对动物、植物，对各种各样的科学现象充满了兴趣，让他们从小建立“用数据说话”的实证意识，对其今后科学学科核心素养的发展具有重要意义。要想“用数据说话”，首先就要保证数据是可靠的，这样说出来的话才能掷地有声，“理”和“据”才显公平、公正。如何在STEAM教育理念指引下玩转小学科学实验教学？我在“摆的秘密”教学中小试牛刀，带领学生开展了一次别开生面的数据测量课堂教学。

一、联系生活，情境导入

兴趣是学生产生学习动机的最主要来源。要想激发学生的学习兴趣，首先要从学习兴趣的培养入手。小学生思维以具象思维为主，如果不能置身相关情境之中，他们是很难展开积极联想与思考的。又谈何激发学生主动学习？STEAM教学可以破解这一难题。创设适当的情境对激发学生学习兴趣有积极作用——学生沉浸在教师创设的情境中，可以身临其境高效学习。上课伊始，与以往开门见山式地导入不同，我通过播放一段视频“伽利略发现摆的秘密”导入正题。视频播放结束后，我带领学生对伽利略发现摆的过程进行了总结，进而引入这样的话题：“生活中有许多类似的现象，大家见过吗？谁能说说自己的生活经历？”在我的引导下，学生联想自己在生活中遇到的事件，讲述了诸如足球在草坪上滚动、乒乓球在桌面上跳动、树叶在风中摇动、荡秋千、钟楼上摆钟的摆动等现象。一幕幕生活情境浮现在学生的脑海中。学生也在回忆中逐渐发现，生活中有许许多多的摆的现象。为了帮助学生加深印象，我还播放了一些生活中常见的摆动现象的课件，让学生更加直观地感受生活中的物体究竟是如何摆动的，深入思考。

二、有效测量，精准把控

（一）提出猜想，设计实验

STEAM教育倡导学生在实践验证中获得知识，即让学生亲身体验后积累经验。在“摆的秘密”的教学中，我始终以学生为主体，引导学生在学习的过程中自主思考、设计实验去验证猜想，进而通过亲身实践获得有关摆的科学认知。导入过程结束后，学生大多对摆这种现象有了基本的了解。这时，我在大屏上出示问题：“摆速快慢与什么有关？结合你们生活中的所见所闻并根据你们掌握的知识推测一下。”学生思考之后，大多认为摆速快慢与摆重及摆角大小有关。我没有给学生任何暗示，而是引导他们去设计实验验证自己的猜想。学生自主设计了两个控制变量实验。第1个实验：记录不同质量、相同摆角情况下摆锤10秒钟内摆动的次数。第2个实验：记录相同质量、不同摆角情况下摆锤10秒钟内摆动的次数。学生将数据记录在电子表格中，有的还录制了实验全过程。然而实验结束后，我发现，有学生对自己得到的数据表示怀疑。他们反复测量，最后疑惑不解地问：“老师，怎么轻的摆锤和重的摆锤摆动次数一样啊？”还有的学生甚至认为自己数错了，然后编个自己满意的数据，信心满满地上台用PPT向大家汇报展示。遇到这样的情况，我没有允许学生糊弄完事，而是告诉他们：“科学实验的测量过程和结果容不得一丝马虎，篡改实验数据更不可取，在科学与真理面前差之毫厘，失之千里。”听了我的讲述，学生认识到实证在科学实践中的重要性——做实验的目的不是为了验证某个观点是正确的，而是为了验证某个观点正确与否。

文章来源：《工程与试验》 网址: http://www.gcysyzz.cn/zonghexinwen/2020/1103/983.html