基于STEAM教育理念的課程設(shè)計(jì)研究

白凌燕 王星華 董黎明 焦寶聰

摘 要：隨著我國(guó)課程改革的不斷深入，STEAM教育理念指導(dǎo)下的課程設(shè)計(jì)越來(lái)越成為教育研究者關(guān)注的焦點(diǎn)。融合STEAM教育理念的課程設(shè)計(jì)有利于學(xué)生創(chuàng)新思維和綜合能力的培養(yǎng)，有利于更好地促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展。文章首先分析了課程設(shè)計(jì)的要素和流程，然后對(duì)STEAM教育理念與課程設(shè)計(jì)的融合進(jìn)行了分析，最后探索了STEAM理念下的《仿生設(shè)計(jì)》的課程設(shè)計(jì)，以期能為從事相關(guān)工作的研究者提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：課程設(shè)計(jì);STEAM教育理念;仿生設(shè)計(jì)課程

中圖分類號(hào)：G633.67? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1673-8454（2020）16-0055-04

隨著STEAM教育理念實(shí)際應(yīng)用研究的逐漸深入，STEAM教育理念的優(yōu)勢(shì)與實(shí)際課程的融合也越來(lái)越豐富。本文在已有研究的基礎(chǔ)上，從教育理念與具體的軟件教學(xué)課程設(shè)計(jì)融合的角度，探索了STEAM理念下的《仿生設(shè)計(jì)》的課程設(shè)計(jì)，希望能對(duì)課程的實(shí)施過(guò)程有一定的參考意義。

一、研究背景

1.課程設(shè)計(jì)

課程設(shè)計(jì)是一個(gè)多義詞，從英文上來(lái)講既可以是Practicum，為課程內(nèi)容組織設(shè)計(jì)，也可以是Curriculum design，對(duì)課程進(jìn)行教學(xué)規(guī)劃的研究。對(duì)于課程設(shè)計(jì)的概念，學(xué)者們基于不同的角度提出了不同的理解，比較有代表的觀點(diǎn)有以下幾種：江山野從課程設(shè)計(jì)組織的角度出發(fā)，認(rèn)為課程設(shè)計(jì)是指擬定一門(mén)課程的組織形式和組織結(jié)構(gòu)，它決定兩種不同層次的課程編制決策，廣義上包括基本的價(jià)值選擇，具體的層次包括技術(shù)上的安排和課程要素的實(shí)施[1]。鐘啟泉從課程設(shè)計(jì)內(nèi)容的角度出發(fā)，認(rèn)為課程設(shè)計(jì)或課程編制主要涉及到學(xué)校教育中的教育媒體、教學(xué)內(nèi)容、教育活動(dòng)的組織和改善的方法和技術(shù)。從廣義上來(lái)說(shuō)，包括了不同層次的課程編訂、實(shí)驗(yàn)實(shí)施及對(duì)其過(guò)程與成果的評(píng)價(jià)、改進(jìn)[2]。教育學(xué)教材從活動(dòng)性質(zhì)和過(guò)程的角度出發(fā)，認(rèn)為課程設(shè)計(jì)（Curriculum design）是一個(gè)有目的、有計(jì)劃、有結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生課程計(jì)劃（教學(xué)計(jì)劃）、課程標(biāo)準(zhǔn)（教學(xué)大綱）等的系統(tǒng)化活動(dòng)。

雖然學(xué)者們對(duì)課程設(shè)計(jì)的各種定義重心不同，但他們對(duì)課程設(shè)計(jì)的一些基本共識(shí)還是非常明顯的：①課程設(shè)計(jì)是對(duì)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)要素等課程要素的組織和安排;②課程設(shè)計(jì)產(chǎn)生一種計(jì)劃或者方案。綜上所述，本研究對(duì)課程設(shè)計(jì)概念界定為一種對(duì)各種課程要素進(jìn)行組織的有目的、有計(jì)劃、有結(jié)構(gòu)的教育方案或教育計(jì)劃。

2.STEAM教育理念

關(guān)于STEM教育可以追溯到1986年美國(guó)國(guó)家科學(xué)委員會(huì)（NBS）發(fā)表的報(bào)告《本科的科學(xué)、數(shù)學(xué)和工程教育》（Science and mathematics and engineering education of undergraduate course），之后美國(guó)學(xué)者在STEM教育的基礎(chǔ)上加入A（Art）元素，成為我們現(xiàn)在看到的STEAM教育。對(duì)于STEAM教育理念的概念，學(xué)者們基于不同的角度也提出了不同的理解。趙慧臣等從基于STEAM教育進(jìn)行活動(dòng)設(shè)計(jì)的角度出發(fā)，認(rèn)為STEAM教育理念采用跨學(xué)科的方式，融合科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學(xué)五大領(lǐng)域，注重讓學(xué)生通過(guò)實(shí)踐來(lái)完成感興趣的、與現(xiàn)實(shí)生活相關(guān)的實(shí)踐項(xiàng)目，在把握運(yùn)用知識(shí)的時(shí)機(jī)和方法的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生通過(guò)團(tuán)隊(duì)合作來(lái)完成項(xiàng)目實(shí)踐或者解決生活中所遇到的問(wèn)題[3]。胡衛(wèi)平等從STEAM教育的教學(xué)方式和培養(yǎng)能力的角度出發(fā)，認(rèn)為STEAM教育倡導(dǎo)問(wèn)題解決驅(qū)動(dòng)的跨學(xué)科整合學(xué)習(xí)，在注重培養(yǎng)創(chuàng)新素質(zhì)和創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)上，還應(yīng)重視人與人交流、溝通和合作，注重培養(yǎng)清晰地表達(dá)自己觀點(diǎn)和撰寫(xiě)規(guī)范的行業(yè)報(bào)告的能力[4]。羅力強(qiáng)等從中小學(xué)信息技術(shù)教育實(shí)施的角度出發(fā)，認(rèn)為STEAM教育倡導(dǎo)跨學(xué)科教學(xué)和項(xiàng)目學(xué)習(xí)的理念，注重教學(xué)的趣味性和知識(shí)重構(gòu)，注重學(xué)習(xí)情境的建構(gòu)和新型學(xué)習(xí)方式的使用 [5]。

雖然學(xué)者們對(duì)STEAM教育理念理解的重心不同，但他們對(duì)STEAM教育理念的一些基本共識(shí)還是非常明顯的：①STEAM是一種整合了科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、藝術(shù)（Art）和數(shù)學(xué)（Mathematics）的教育模式。STEAM教育注重實(shí)踐與過(guò)程，重在培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)[5];②STEAM教育是一種跨學(xué)科的學(xué)習(xí)，即創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)，通過(guò)探究式學(xué)習(xí)解決問(wèn)題。綜上所述，本研究對(duì)STEAM教育理念概念界定為一種跨學(xué)科的整合學(xué)習(xí)方式，倡導(dǎo)問(wèn)題解決和項(xiàng)目式驅(qū)動(dòng)，以解決實(shí)際情境問(wèn)題培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的教育理念。

二、課程設(shè)計(jì)流程

基于STEAM理念的課程設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程（見(jiàn)圖1）由課程目標(biāo)設(shè)計(jì)、學(xué)習(xí)者特征、課程內(nèi)容組織、課程環(huán)境設(shè)計(jì)、課程總結(jié)與評(píng)價(jià)等五大部分組成。課程目標(biāo)設(shè)計(jì)從知識(shí)與技能目標(biāo)、過(guò)程與方法目標(biāo)、情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)、STEAM教育理念目標(biāo)等具體方向進(jìn)行，使得課程目標(biāo)思考的更加充分。課程環(huán)境設(shè)計(jì)中又包含著對(duì)于課程實(shí)施形式設(shè)計(jì)、課時(shí)與場(chǎng)地安排、課程工具與資源、師資安排等多個(gè)方面。

三、《仿生設(shè)計(jì)》的課程設(shè)計(jì)

1.課程目標(biāo)

《仿生設(shè)計(jì)》課程意圖通過(guò)學(xué)生對(duì)于各種動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)特征、結(jié)構(gòu)、定向、控制、調(diào)節(jié)、能量轉(zhuǎn)換、信息處理、生物合成、結(jié)構(gòu)力學(xué)、流體力學(xué)等方面的選擇性實(shí)踐創(chuàng)造，以達(dá)到創(chuàng)新思維的發(fā)展以及對(duì)于生物和大自然的理解。

（1）基礎(chǔ)知識(shí)與技能目標(biāo)

學(xué)習(xí)者通過(guò)該課程豐富自身對(duì)于周邊常見(jiàn)生物的認(rèn)知，深刻理解生物的結(jié)構(gòu)、定向、導(dǎo)航、探測(cè)、控制、調(diào)節(jié)、能量轉(zhuǎn)換、信息處理、生物合成、結(jié)構(gòu)力學(xué)、流體力學(xué)等不同方面的知識(shí)。學(xué)習(xí)者通過(guò)該設(shè)計(jì)課程，掌握搜索、提煉、分析、設(shè)計(jì)的整個(gè)思路和技能。