《STEAM教育理念下幼师生科学实践能力培养》
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【摘 要】笔者基于STEAM教育理念,以简易航模制作为例,阐述在高职院校学前教育专业学生中开展多领域、多学科知识相互融合,从而提升学生科学实践能力的重要性.
【关键词】 STEAM教育理念;科学实践能力;航模
一 STEAM教育理念
近几年来STEAM教育理念在许多国家的各类教育机构都得到了广泛地应用,这一教育理念代表着未来教育创新人才、实践人才培养模式的新趋势.目前国内许多中小学的教学实践中已经在渗透和应用STEAM教育理念,而在高职院校中应用到STEAM教育理念的教学研究和实践却屈指可数.
“STEAM”是科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、艺术（Arts）和数学（Mathematics）这五个学科英文单词的首字母缩写.STEAM教育理念是一种正在兴起的新型教育模式,它打破了人们惯用的传统单科领域独立思維的习惯,注重横向学习研究跨学科领域,强调各个领域思维的关联和融合,以及教育的创新性、实践性、互动性和开拓性.我们通过STEAM教育理念的跨领域、跨学科的教育方式能够培养具有全方位能力的型复合型人才,也能锻造学生探索学习、创意革新、科学实践、沟通合作和思考问题等能力.
二、高职院校学前教育专业学生科学实践能力培养的意义
幼儿科学素养是幼儿学习其他各领域知识的基础,它在幼儿认知、感知觉、思维等各能力的培养中都发挥着重要的作用.幼儿科学素养水平的高低直接影响到幼儿在其他领域学习的效果.高职院校学前教育专业的学生在毕业后将肩负幼儿教育和培养的任务,他们除了要具备与从事幼儿教育相关的五大领域（健康、语言、社会、科学、艺术）的基础知识和基本技能外,还应具备扎实的科学实践和动手操作能力.综合实践能力是他们应当具备的各项技能当中尤为重要的一种能力,它是以科学实践能力为首的应用各领域学科知识能力的集合体.学生科学实践能力的形成需要其在科学理论知识学习、领会的基础上有效结合技术、工程、艺术和数学的相关知识,通过对目标材料的构思、设计和动手操作来逐步实现.
三、STEAM教育理念下高职院校学前教育专业学生科学实践能力培养案例分析
下面笔者以“简易航模制作”为例,介绍STEAM教育理念下多领域学科知识相互关联融合对学前教育专业学生的科学实践能力培养过程.
一架简易航模的制作涉及到空气动力学、电学、数学、工程、技术、艺术、材料和计算机等多个学科领域的知识.只有当学生对相关知识运用得当才能推进航模的制作,并且要每个步骤都要熟烂于心,否则他们可能前功尽弃.笔者在组织学生进行科学实践能力的培训中,为了提高他们的成功率而选择创设难度较低的航模作品---萌芽号飘飘机模型.该模型既可以当做静态模型用于幼儿科学观摩课;也可以作为动态展示模型,由教师带领幼儿操作以感受飞行的乐趣,因为模型飞行速度非常慢所以安全系数较高.
学会和小组成员通力合作完成一架简易航模的制作,是学生掌握科学实践能力和能够灵活运用其他学科能力最好的诠释,也是STEAM教育理念影响下学生由一专向多能迈进的最好佐证.为了培养学生幼儿科技玩教具的制作能力,笔者建议学生以小组合作的形式来完成该模型的学习和制作过程.
首先笔者给每个小组发放相应的工具和材料,小组学生在教师的带领下分阶段、按步骤完成模型的制作.萌芽号飘飘机机身采用KT板和桐木混合材质,属于上单翼后置螺旋桨推进方式的三通道固定翼遥控模型飞机.在学习设计制作之初先对学生进行相关基础知识的预热培训,比如在空气的知识中讲到一个标准大气压的概念,还有空气的密度、空气的黏性等;在空气动力中学习作用于机翼上的正、负压力和压力中心的概念,认识升力和阻力,了解机翼失速及雷诺数等.由于学生已经在高中阶段学习过相关的物理知识,所以这部分知识学习起来难度不大,同时他们的数学基础也相对较好,学习中对涉及到的公式含义理解较快;在翼型的选择上,为了能让模型飞行更慢、更安全我们选择“凹凸型”,因为该翼型升阻比较大,有利迎角和升力系数就大,飞行速度就有效减慢了,这也符合KT板这种材质的加工特点;在机翼的平面形状上,我们选择“矩形”机翼,这种机翼较两端为椭圆形的诱导阻力稍大一些,但考虑到制作的简便起见我们还是选择了该机翼;我们给学生讲解了反角的知识,大家一直认为V形上反角模型飞机的机翼好做而且侧滑后恢复的稳定性也较好.
当我们把模型飞机设计的前期工作都做妥当之后,就进入了实践操作阶段.这一阶段要求学生掌握autoCAD图形设计软件的使用方法,能根据既定参数勾勒绘制模型草图并完善定稿,然后通过讨论择优录用图纸.从作品中可以看出学生们的创新度都比较高,艺术和技术的完美结合跃然纸上.图纸是模型由创意到成果的桥梁,为了能精确地把图纸内容透写在KT板上,学生们群策群力,尽善尽美.模型零部件的切割是个细致活,不但要求学生工具使用手法正确,还应注意在线条连接处切割方式的切换,保证材料的完整性.模型的粘接可以检验学生对热熔胶使用熟练程度,胶多不易固化,胶少粘接力不足,只有恰到好处才有利于材料的拼接.看着模型在团队努力下慢慢变成现实,大家喜悦之情溢于言表.模型动力设备的配置方面,学生们通过理论和实践证实这个搭配较合理,即电机：品牌2208KV2600,螺旋桨：5030,电调：品牌20A,电池：1500mA15C.
四、STEAM教育理念下高职院校学前教育专业学生科学实践能力培养总结
总之,在STEAM教育理念下的科学实践能力的培养,需要教师在转变思维意识的同时,重视在教育实践课程中实现多学科领域知识的互联互通,通过实践提升学生的科学实践能力,达到教育效果的最优化.
【参考文献】
〔1〕朱宝鎏. 模型飞机飞行原理 [M]. 航空工业出版社, 2007.
【作者简介】李青松（1978—）,河北唐山人,本科,讲师,主要研究方向为物理教学.
手机： 15027516970
邮寄地址：河北省唐山市滦州古城滦师住宅楼3-1-401,063700
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