【STAEM教学】STEAM视域下的小学科学研学课程实践研究——以“摩擦力”为例

【摘要】：研学课程的开展有利于培养学生践行社会主义核心价值观，提升学生的核心素养。通过相关文献的学习和总结课程设计经验，再融合STEAM理念，从聚焦问题、技能准备、实地研学、联想拓展、分享评价五个方面展开实践并总结，设计小学科学研学课程，以期为一线教师开展科学研学课程提供参考。

【关键词】：STAEM;小学科学;研学课程设计

研学课程的开展有利于培养学生践行社会主义核心价值观，提升学生的核心素养。2016年教育部推出了《关于推进中小学生研学旅行的意见》(以下简称《意见》)，并指出研学课程对学生发展的重要性。2017版《义务教育小学科学课程标准》中增加了“技术和工程”相关内容，明确了科学教育与STAEM教育的关系。基于STAEM教育理念，设计并实施科学研学课程;利用STEAM教育的特点，基于情景问题、动手动脑、创新实践、拓展反思，以此培养学生的科学创新思维能力，初步形成热爱科学的态度和社会责任感。

《意见》中指出，研究性和体验性是研学课程的两个核心特点，要求学生懂得自主探究、合作学习，并通过体验来获取知识和解决问题。但在省市中小学开展研学活动中出现了许多问题，如在研学时重旅行而轻研学，学生外出研学走马观花，没有做到一路行程一路学程的效果；课程设计不成系统，没有规律、不连续等。表1分析总结了STEAM研学与科学融合特点。从表1中可知，STEAM教育的计划性、实践性和整合性与研学课程不谋而合。因此，利用STEAM教学模式设计研学课程能有效实现其研究性和体验性。

同时，将STEAM与科学教育以及研学课程相结合，从校内走向校外，更有利于学生核心素养的养成。已有许多科学教师展开实践，如“过滤装置’、“热气球’、“空气炮’、“桥梁”等课程。但是这些课程基本是制作类的，对于物质特点、或者现象的认识案例较少，且还未走进场馆。我们可以借助场馆具有实践性、社会性的资源开展科学与研学。厦内约有50个左右的研学基地(厦门市科技馆、厦门市桥梁博物馆等等)。同时，“正新汽车国际文化中心”、“橡胶大王陈嘉庚”等资源也为开展研学课程提供条件。因此，本文选取苏教版四年级上册“常见的力”单元中的“摩擦力”作为科学研学课程。该主题从生活出发，从学生身边的经验、经历开始，在学生探究学习后，又能回归生活，而且能认识到力对生产生活的改变，值得我们实践。

本次研学课程实施对象是小学四年级学生。他们在二年级的时候接触过力，知道拉力与推力能够改变物体形状，并且能让物体动起来与停下来。在生活中，他们对力也有丰富的浅表知识，知道力的大小，如力气大的掰手腕会赢，大人的力气比他们大等。但是，他们对具体的力还缺少准确的认识，以及力的产生与接触的关系也并不了解。他们对探究力充满了好奇心，具备一定的探究能力。对研究物体的摩擦力、影响摩擦力的因素、摩擦力在生活中的应用等相关内容都很感兴趣。并且，从校内走向场馆，前往厦门市正新汽车国际文化中心轮胎博物馆充满期待。

以场馆为载体，基于STEAM教学理念，结合小学科学课程标准，引导学生发现问题，实验探究，实地研学。从摩擦力是如何在轮胎制作中被应用的这个问题出发，开展研学探究活动，最终能设计、创新轮胎样式，大方交流与展示以提升自己的综合素养。具体设计见表2。

从STEAM理念的五个维度，结合科学课程标准中关于摩擦力的目标要求，渗透STEAM教育的相关理念，综合小学研学指导纲要，整合“摩擦力”研学课程目标。如图1所示，引导学生融合多学科特点，学习相关知识与技能，并利用已有知识展开实践活动，提高解决生活实际问题能力、创造力以及科学核心素养。

(1)基于生活情境引出问题

贴近学生生活的真实情境能引起学生的共鸣，激发学生的兴趣。播放车水马龙的城市街道，飞驰的汽车突然刹车，道路被划出一道长长的痕迹;展示不同车辆的刹车情况，引出问题，“汽车的哪一部分影响了它停下来的效果？”学生讨论提出不同轮胎对汽车停下的影响。从“不同轮胎对汽车的影响”这一问题，驱动学生展开思考。

(2)基于名人故事引出概念

播放陈嘉庚与轮胎的故事《嘉庚系列第三集:初试锋芒》，激发学生爱国意识的同时，了解轮胎的发展，知道摩擦力在轮胎中的应用。让学生讨论影响摩擦力的大小，引导学生通过检索网络资源，了解更多关于轮胎的知识以及摩擦力的相关内容。最终解决“利用摩擦力合理设计轮胎”这一问题。

(1)探究实验，了解原理

不论是STAEM课程还是研学课程，在实践前，学生都应该有相关知识基础。因此，本环节要进行摩擦力相关知识以及轮胎制造知识的学习。结合“摩擦力”一课，学生利用弹簧测力计测量摩擦力；通过设计探究实验，探究影响摩擦力大小的因素。知道摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关：接触面越光滑，摩擦力越小；接触面越粗糙，摩擦力越大。

(2)收集信息，设计轮胎