STEAM背景下科学探究活动的研究方案

一、研究价值:（背景与意义）

（一）研究背景

1.基于新时代人才培养的需要

从当前的时代背景来看，我们处在一个科学技术高速变革的时代，就从互联网、 物联网、人工智能到智能制造这些变化来说，这些变化对目前我们的生活方式和生产方式产生了巨大的冲击；社会对人才的发展有了新的要求，特别是未来就业上和产业上所需要的人才。正因如此，使得各国更加注重对人才的培养，特别是对知识与技能方面加强了培养。但是各自采用的途径和手段不同，但从国际经验上可以看岀在培养学生的探究能力、批判性思维的发展以及与人沟通能力上，STEAM教育具有一定的优势。而STEAM教育是在STEM教育的基础上进行丰富和完善的，因此，在当前的时代背景下去开展STEAM教育是势在必行的。

2.基于提升学生综合素养的需要

小学科学课程是作为一门集基础性、实践性和综合性为一身的课程，它强调把科学探究作为学习科学的重要方式，加强不同领域知识间的相互渗透与联；强调学生需要亲身经历动手动脑等实践活动来理解基本的科学知识和了解科学探究的具体过程与方法，注重学习过程中知识与技能的获得。而STEAM教育也是注重跨学科学习和实践能力的培养，将其与小学科学教学进行结合，可以实现多学科交叉融合并付诸于实践。这种新型教模式能够强调的尝试与创新，它必将会成为新时代教育的新趋势。因为它能够有效地促进各学科之间的交流、融合与创新的有效方式，并且它能够给学生带来完整的知识学科背景，对培养学生的科学素养、创新精神和实践能力都具有重要的价值。

3.基于基础教育课程发展的需求  

为了符合我国基础教育课程发展需求，自2001年开始，我国教育部颁布小学科学(4-6年)课程标准(实验稿)开始，到2017年的《义务教育小学科学新课程标准(2017) 版》的发表，都一直在倡导"科学学习要以探究为核心”，促进科学探究在科学教学中落实。将科学探究活动与STEAM教育理念相结合，在教师指导下，学生以自主、探究、合作为特征的学习方式进行学习，以此来实现课程标准上关于认知目标与情感目标的相关要求。 同时也培养学生发现问题并解决问题的能力，达到延伸学生的创新性思维能力，有意识地 引导学生用科学的方法、发散的思维和从不同的角度去仔细研究、认真思考和探究、并且 去解释客观事物或现象，从而实现对学生的科学态度、科学精神和科技创新及实践能力的 培养和提高。这样不仅能增长学生学科知识储备，提升学生的逻辑思维能力、实践动手能力、创新能力和人文艺术素养，而且能使教师的教学方式不再单一化，教学设计不可以再牢固化。

（二）研究的意义

1.理论层面：通过对STEAM教育相关理论及实践研究的梳理，根据我国小学最新《小学科学课程标准》中对于科学教学的多学科融合及学习过程的学生实践性的建议，将STEAM教育理念与探究性学习方式相结合，在实践中探索如何有效地将科学探究活动和STEAM教育理念相结合，将课程内容设计成具有意义的探究活动。最后通过教学实践反馈，对教学效果分析，并进行反思和总结，在教学实践过程中，选择和发现适应我国教学环境和学生发展的教学模式，为丰富STEAM教育在我国基础教育阶段的发展提供新的研究视角。

2.实践层面：通过开展科学探究活动来提升学生学习技能和激发学生学习科学兴趣。因为人是天生的探究者，特别是处于小学阶段的学生，他们对身边的一切都充满了好奇，所以他们喜欢通过动手和动脑去了解未知的世界，通过自主探究学习获取相关的科学知识。我们将根据学生身心发展的特点和教育的发展规律，基于STEAM教育理念，精心设计科学探究活动，让学生亲历探究实践，充分发掘他们的科学能力，培养他们的综合素养。让学生在实践中去体验探究的乐趣，养成不屈不挠、敢于冒险、保持好奇、勇于创新等的科学态度。以至于在将来儿童长大成人后，无论是在工作还是生活中，这些技能都将能继续受用。

二、概念界定

1.STEAM 教育

STEAM代表科学（Science），技术（Technology），工程（Engineering），艺术（Arts），数学（Mathematics）。STEAM教育就是集科学，技术，工程，艺术，数学多领域融合的综合教育。STEAM教育研究的基本内涵，是指在真实的问题情境中，以学科整合的方式培养学生STEAM素养。具体来说，主要体现在三个方面：第一个方面，基于真实世界设计研究问题，确保研究问题与教学内容密切相关, 考量解决该问题所需要的学科知识；第二个方面，需要进行学科整合，学习不同学科的知识，掌握相关联的知识与技能，形成学习经验；第三个方面，培养必须的技能教育，包含认知技能、沟通合作技能、创新技能。

2.科学探究活动

早在1996年，美国发布的第一套《国家科学教育标准》中，把“科学探究定义为科学家们用以研究自然，并基于此种研究获得的证据提出的种种解释的多种不同途径。科学探究也指的是学生们用以获取知识，领悟科学的思想观念，领悟科学家们研究自然界所用的方法而进行的各种活动。”上述表述中既给出科学探究的两层含义：一是科学家层面的科学探究过程，二是认为学生像“科学家那样”的活动也称为科学探究。

科学探究活动是指能体现对学生科学方法和科学思维的培养，注重学生知识与技能的掌握，促进学生对知识的迁移与运用而开展的一系列活动。

三、研究目标:

总目标：通过研究了解STEAM教育对小学生探究性学习的重要性，并在实践中探索出将科学探究活动和STEAM教育理念相结合教学模式，提升教师的教学能力，培养学生的综合素养。

具体目标：

1.通过研究，了解STEAM教育的内涵与意义；

2.通过研究，了解国内科学探究活动的现状；

3.通过研究，提炼出STEAM背景下科学探究活动的教学策略；

4.通过研究，制定实施STEAM背景下科学探究活动的评价方案；

5.通过研究，促使实施教师更新教育理念，增强STEAM背景下科学探究活动的科研能力。

四、研究内容:

1.STEAM教育的文献综述研究。通过资料收集和查阅有关文献，了解STEAM在教育领域的产生与发展，以及对人才培养重要的内涵与意义，借鉴、参考国外和国内对STEAM教育理念在教学中的应用与实践，为后续的教学活动设计提供理论指导。

2.科学探究活动现状的调查研究。 深入调查目前国内科学探究活动的现状，归纳总结当前科学探究活动中存在的问题。

3.挖掘STEAM背景下科学探究活动的内容，并进行活动设计。根据STEAM教育实施的原则，从教材、生活中挖掘合适的科学探究问题，设计相应的科学探究活动，为实践研究提供素材。

4.STEAM背景下科学探究活动的实践研究。确定STEAM背景下科学探究活动教学的观察点，开展实证研究，检验活动内容及实施的可行性、科学性、有效性，并在实验中修改完善活动内容。同时，提炼STEAM背景下开展科学探究活动的具体操作策略。

5.STEAM背景下科学探究活动的观察评估分析研究。制定STEAM背景下科学探究活动的评价指标；根据评价指标，制定评价方案，从多维度对科学探究活动进行检测、反馈与评价，评估STEAM背景下科学探究活动的实施方法和实施成效。

五、研究方法:

1.文献调查：一是通过文献查阅STEAM教育的概念和研究意义；二是通过文献研究当前国内科学探究活动的现状；

2.问卷调查：通过设计调查问卷，了解我校教师的科学探究活动教学策略与学生学习策略的现状；

3.课例调查：通过教材、课堂，了解我校开展科学探究活动的教学现状；

4.实践研究：开展STEAM教育与科学探究活动结合的项目研究，提炼STEAM背景下开展科学探究活动的具体操作策略。。

六、研究思路:

（一） 研究历程概述

1.准备阶段（2018.8——2018.9）

本阶段力求做到相关事项到位，如研究资料的搜集与整理、子课题的细分、人员培训、开题论证、相关管理制度的制定等。通过文献法收集和整理相关研究资料，制定研究方案，申报立项，开展宣传动员，提高认识、统一思想、达成共识。

2.实施阶段（2018.10——2020.3）

本阶段是课题研究全面展开阶段，可分为以下三个阶段。

（1）2018.10——2019.1：通过文献研究法，开展文献研究，系统搜索有关STEAM教育的理论资料与实践经验，加以整理，初步形成系统的学习资料，组织课题组教师学习，并形成文献综述。

（2）2019.2——2019.12：通过调查法、观察法、行动研究法、经验总结法等研究方法组织教师了解国内科学探究活动的现状以及开展具体的活动项目开发。基于核心概念，整合学科知识，开发学习进阶式的STEAM背景下的科学探究活动

（3）2020.1-2020.3：本阶段全面梳理课程内容，并通过课堂教学实践、评价，进行论证，调整。

3.总结阶段（2020.4—2020.11）

本阶段主要是对课题研究进行全面梳理总结，形成最终成果。主要工作有进行成果汇编，编写活动案例，举办公开课展示。收集分析资料、整理研究成果、筹备课题鉴定会，撰写课题研究报告和工作报告、编辑有关论文、经验和总结。本阶段主要运用经验总结法、作品分析法等研究方法来整理资料。本阶段的重点主要通过理论分析、实践研究，实施策略、评价机制。

七、主要观点:

观点一：鉴于STEAM教育理念构建的科学探究活动更有利于培养学生的综合素养。

观点二：通过开展课题《STEAM背景下科学探究活动的研究》，有利于提升教师的活动项目开发与实施能力。

八、创新之处:

1.科学探究活动教学策略的创新；

2.课后学生开展科学探究活动的创新；

3.对科学探究活动成效的观察视角与评估方式的创新。

九、预期成果:

 隐形成果：

1.提升教师研究课题的能力，学会文献综述、调查、行动研究等研究的方法；

2.提炼STEAM背景下科学探究活动的教学策略；

3.科学探究活动有效地促进学生综合素养的培养；

4.形成观察STEAM背景下科学探究活动的视角与方法。

显性成果：

1.形成课题“STEAM背景下科学探究活动的研究”现状调查报告；

2.形成课题“STEAM背景下科学探究活动的研究”研究报告；

3.形成课题“STEAM背景下科学探究活动的研究”策略性论文集；

4.形成课题“STEAM背景下科学探究活动的研究”的案例集。

十、研究基础（研究的可行性分析）

1、课题组曾参与课题及结题状况。本课题组核心成员大多参加过课题的研究， 有着丰富的课题研究经验。

 2、研究能力。本课题组核心成员均有一定的科研能力，每年均有专业论文在省级刊物发表。

3、研究基础。课题组已着手开展查阅文献，了解STEAM教育的概念和国内外的研究现状，并将通过调查问卷和课堂观察等形式了解我校学生的科学探究活动能力，用理论与实践紧密结合的方式开展研究。

4、研究保障。学校重视教科研工作，教科研投入经费大，教科研氛围浓。该课题将邀请新北区教师发展中心万荣庆老师、薛辉校长等参与具体指导。