STEAM案例課程的設(shè)計方法與途徑探究

何增榮 孔令書

摘?要：傳統(tǒng)課程的教學(xué)中往往比較注重單科的學(xué)習(xí)，尤其是在應(yīng)試教育環(huán)境下比較關(guān)注的是學(xué)習(xí)的分?jǐn)?shù)，長此以往，學(xué)生的應(yīng)試能力發(fā)展水平比較高，創(chuàng)造性思維的發(fā)展、解決問題的能力、核心素養(yǎng)的發(fā)展水平等受到一定的限制。STEAM案例課程與傳統(tǒng)課程對比不再局限于單一學(xué)科，更加注重在真實情境中學(xué)生跨學(xué)科、多學(xué)科融合性的高效學(xué)習(xí)。項目化學(xué)習(xí)遇上STEAM案例課程使得學(xué)生在合作性的跨學(xué)科能力、多方面的實際操作能力、創(chuàng)新能力、核心素養(yǎng)的綜合能力水平更進(jìn)一步發(fā)展。文章以合肥市習(xí)友小學(xué)特色STEAM案例課程項目化學(xué)習(xí)方式為例進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞：STEAM課程;項目式學(xué)習(xí)（Project-Based Learning）;教學(xué)策略;核心素養(yǎng)

一、 STEAM案例課程的特點

（一）STEAM案例課程的跨學(xué)科性

STEAM一詞最早源于科學(xué)（Science）、技術(shù)（Tecnology）、工程（Engineering）、藝術(shù)（Arts）、數(shù)學(xué)（Mathematics）五大學(xué)科英文單詞的首字母縮寫。STEAM是一種全新的教育理念或者說是教育模式，最早在美國開始發(fā)展，這種思想理念現(xiàn)下引入中國，已掀起一股熱潮，各大城市的中小學(xué)對于STEAM案例課程的探索實踐越來越多。在中國的校園STEAM案例的探索過程中結(jié)合自己的實際特色，由最早的這五大學(xué)科出發(fā)進(jìn)行跨學(xué)科教學(xué)，卻又不局限于這五門學(xué)科。跨學(xué)科不僅僅是由打破某一門學(xué)科的壘壁跨入另一個學(xué)科，也可以是多學(xué)科間的知識點交織融合形成的特色案例課程。如我校在Scratch社團(tuán)編程教學(xué)時不是簡單地將信息技術(shù)學(xué)科與工程學(xué)科進(jìn)行組合，而是有機(jī)地結(jié)合了美術(shù)、德育等相關(guān)課程，以Scratch軟件為載體的特色社團(tuán)課程。學(xué)生在這樣的案例課程學(xué)習(xí)中不再單一地學(xué)習(xí)某一學(xué)科的知識，從而使得多方面的綜合能力都能得到發(fā)展提高。

（二）STEAM案例課程的融合性

STEAM課程跨越多門學(xué)科知識點，如果只是簡單地將幾門學(xué)科的知識在一個案例或多個案例中機(jī)械地講解學(xué)習(xí)，對于學(xué)生來說，這樣的學(xué)習(xí)過程是沒有什么意義的，對教師而言也沒有開發(fā)探索Steam案例課程的價值。Steam案例課程更加強(qiáng)調(diào)在真實情境中學(xué)生通過協(xié)作探究解決以往通過單一學(xué)科知識無法解決的問題，所以steam案例課程更加注重學(xué)習(xí)內(nèi)容的融合性。

以3D打印社團(tuán)《智能水族箱》案例課程的學(xué)習(xí)為例，教師告訴學(xué)生需要設(shè)計出一款智能水族箱，并提出一些關(guān)于智能水族箱功能的要求。學(xué)生利用課外的時間去到花鳥魚蟲市場、大型商超的水產(chǎn)品區(qū)域觀察到真實生活情境中一些水族箱的外觀、種類、樣式、功能等特點，并進(jìn)行了相應(yīng)的記錄和初步的構(gòu)思?；氐缴鐖F(tuán)之后，學(xué)生們在小組間進(jìn)行了交流探討，各式各樣的新奇的功能、特點、外觀以及想法開始了激烈的碰撞，學(xué)生們紛紛開始在稿紙上進(jìn)行智能水族箱草圖的初步繪制。有了成熟的設(shè)計方案后，學(xué)生們開始利用3Done軟件進(jìn)行創(chuàng)作設(shè)計，最終作品成型后通過3D打印機(jī)將智能水族箱模型打印出來。然后在老師的指導(dǎo)下給智能水族箱安裝主板、電源等相關(guān)電子元件并進(jìn)行測試。在整個智能水族箱案例的設(shè)計過程中融入了綜合實踐、美術(shù)、信息、工程幾大學(xué)科的知識，使學(xué)科間的界限不再那么深厚，能夠有機(jī)地融合成一體。學(xué)生體驗到在真實情境中觀察、思考、交流、提問、協(xié)作探究、實操，完成最終的作品后帶來的成就感。

二、 項目化學(xué)習(xí)模式下STEAM課程設(shè)計方法

1. 項目化的學(xué)習(xí)方式簡稱PBL（Project-Based Learning）學(xué)習(xí)方式，是目前當(dāng)下比較流行的一種以學(xué)生為學(xué)習(xí)中心，注重發(fā)揮學(xué)生在一個項目中發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、組內(nèi)規(guī)劃計劃、提出一些相應(yīng)的解決方案、組間生間互相評價、最終解決相應(yīng)問題的一種學(xué)習(xí)方式。項目化的學(xué)習(xí)方式符合當(dāng)下STEAM案例課程的設(shè)計思路，傳統(tǒng)課程的學(xué)習(xí)過程往往過分注重發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，很多時候弱化了學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主體性。項目化的學(xué)習(xí)方式設(shè)計的STEAM案例課程中教師是學(xué)生學(xué)習(xí)過程中隱形的指導(dǎo)者、支撐者、傾聽者，為學(xué)生的學(xué)習(xí)做好相應(yīng)的支架和支撐。以我校小菜園種植基地STEAM案例課程為例，學(xué)生在項目化的學(xué)習(xí)過程中，通過以下的相應(yīng)環(huán)節(jié)實施最終精彩作品展示的過程。

2. 學(xué)校將相應(yīng)的種植基地分給各班級，不給各班提出明確的種植要求，放手讓各班學(xué)生的自主操作。各班級在領(lǐng)到相應(yīng)的小菜園種植基地后，帶領(lǐng)學(xué)生們?nèi)サ椒N植基地的真實情境中觀察，引導(dǎo)學(xué)生思考，這塊菜地可以干什么、打算怎么做，有什么計劃？教師沒有對學(xué)生提出具體的問題和要求，在真實情境中發(fā)揮了隱形的指導(dǎo)者作用。

3. 項目化學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)

（1）發(fā)現(xiàn)問題。學(xué)生觀察真實情境中的空白種植基地，引發(fā)思考可以利用這塊種植基地來做什么？這塊菜地是什么形狀的？有多大面積？可以種植一些什么蔬菜……學(xué)生們發(fā)現(xiàn)了很多不同學(xué)科的問題。

（2）提出問題。不同的學(xué)生從不同的學(xué)科角度出發(fā)提出了不同問題。如從數(shù)學(xué)學(xué)科角度出發(fā)，學(xué)生們提出了不同的問題：種植基地設(shè)計成什么形狀的？長方形、正方形、圓形、半圓形還是一些不規(guī)則形狀。如何測量不同形狀的面積，用什么工具怎么樣的形式來測量。從科學(xué)學(xué)科角度出發(fā)的學(xué)生提出了：在不同的季節(jié)該種植什么樣的植物？春天種植什么？秋天種植什么？是種植蔬菜還是種植花卉呢？一個個有趣的問題由學(xué)生的小腦袋迸發(fā)出來。從綜合實踐學(xué)科角度：涉及靠墻位置的空白種植基地怎樣為柵欄空地的面積最大等等問題。

（3）組內(nèi)規(guī)劃、計劃。根據(jù)前兩個環(huán)節(jié)同學(xué)之間提出的相應(yīng)問題，小組內(nèi)有針對性地開始根據(jù)實際情況規(guī)劃設(shè)計。比如涉及種植的形狀，長方形、正方形、圓形、半圓形這些形狀比較容易測量得到對應(yīng)的長、寬、邊長或者半徑這些具體的數(shù)據(jù)。使用到的測量工具如米尺、卷尺等。根據(jù)季節(jié)的不同規(guī)劃種植不同種類的蔬菜、水果、花卉等，春夏季節(jié)種植一些豆角、黃瓜、茄子、青椒、小青菜、草莓等。秋冬季節(jié)種植一些蘿卜、大蒜、油菜、蠶豆、豌豆等。種植相關(guān)蔬菜需要的種子、化肥、種植工具等從哪里購買，這些需要請教家長或者老師。分到靠墻位置的班級需要為種植基地圍柵欄，怎么圍？用多少柵欄？圍多大？在規(guī)劃計劃種植的過程中學(xué)生運(yùn)用到包括數(shù)學(xué)、科學(xué)、勞動教育、綜合實踐學(xué)科等相關(guān)知識，能夠完成一塊種植基地也不是僅僅使用某一學(xué)科的知識就能解決的問題?；陧椖炕膶W(xué)習(xí)方式在真實學(xué)習(xí)情境中的跨學(xué)科、融合性的STEAM案例課程中清楚地詮釋了STEAM案例課程的特點。

（4）提出一些相應(yīng)的解決方案。經(jīng)過規(guī)劃、計劃設(shè)計，小組間分別提出了各自對于某個問題的解決方案。如種植基地的形狀規(guī)劃設(shè)計為長方形的小組，提出他們的具體可操作方案是：需要使用到米尺或卷尺來測量長方形的長、寬，由此計算出長方形的面積。根據(jù)家長和科學(xué)老師的建議在春天種植草莓，需要購買一些草莓的種子或者買大棚里培育好的草莓幼苗，一些化肥、澆水的水壺、小鏟子等工具。如同玩的開心農(nóng)場游戲一樣、草莓植株之間的間距也是一個值得關(guān)注的問題，小組間經(jīng)過討論后植株間距大概為30～40厘米比較合適。

（5）小組間學(xué)生間的質(zhì)疑、交流評價。針對小組間提出的具體解決問題的方案，班級內(nèi)其他小組的同學(xué)進(jìn)行相互的交流質(zhì)疑評價，提出有疑義的地方通過大家的交流拿出最終的解決方案。對于靠墻種植的班級需要圍籬笆墻，小組間提出了不同的方案，有的小組認(rèn)為圍成長方形種植的面積最大，有的小組認(rèn)為將籬笆靠墻圍成正方形最大。每組派代表各組間共同討論分析。記錄過程如下表。

通過計算發(fā)現(xiàn)：周長相同的長方形，它們的面積不一定相同，當(dāng)長和寬相差越小的時候，它的面積越大;當(dāng)長和寬相差越大時，它的面積越小，當(dāng)圍成正方形時面積最大。

（6）拿出具體方案解決問題。經(jīng)過前面一系列的環(huán)節(jié)，學(xué)生間拿出具體的可操作方案，在得到老師和家長的認(rèn)可后，可以開始執(zhí)行具體的解決方案了。在這一系列的操作環(huán)節(jié)中教師并沒有像傳統(tǒng)課程上發(fā)揮強(qiáng)烈的主導(dǎo)作用，而是在必要的時候給學(xué)生一個輔助的支架。項目化的學(xué)習(xí)方式中學(xué)習(xí)的空間也不局限于校園，家庭、社會、學(xué)校三方共同作用于學(xué)生形成一股合力。

三、 STEAM案例課程設(shè)計過程對師生的影響

STEAM案例課程的學(xué)習(xí)過程中，雖說教師不再像傳統(tǒng)課堂的那樣是教學(xué)的主導(dǎo)者，但卻是學(xué)生學(xué)習(xí)背后的隱形決策者，教學(xué)策略的形式不像傳統(tǒng)過程中那么明顯，學(xué)生在STEAM案例課程學(xué)習(xí)的背后每一步的深度學(xué)習(xí)教師都在關(guān)注。必要時給予一定的指導(dǎo)，這種跨學(xué)科的融合教學(xué)能力對與很多教師來說都是不小的挑戰(zhàn)，因此老師需要不斷地更新教學(xué)理念、學(xué)習(xí)多方面的教學(xué)知識，促進(jìn)學(xué)生多方面能力的發(fā)展。

對于學(xué)生而言，STEAM案例課程的學(xué)習(xí)過程中發(fā)揮自身的主體性得到了很好的體現(xiàn)，生生間、小組間的交流互動、質(zhì)疑評價、學(xué)習(xí)的內(nèi)容等比傳統(tǒng)課堂更豐富，多方面的能力如思維能力、動手實踐能力、交流表達(dá)能力、各學(xué)科的核心素養(yǎng)等都在發(fā)展提高。

四、 結(jié)語

目前國內(nèi)對于STEAM案例課程的開發(fā)設(shè)計途徑并沒有提出具體操作方法，在具體的實踐探索過程中可能有一些符合地方特色方法需要更大區(qū)域范圍去實踐、論證。STEAM案例的設(shè)計操作過程中可能形式需要更豐富化，評價的方式也要多元化適應(yīng)學(xué)生的個性化成長過程，做到真正地發(fā)展學(xué)生的學(xué)科關(guān)鍵能力與核心素養(yǎng)。文章主要是以合肥市習(xí)友小學(xué)項目化STEAM案例課程開發(fā)設(shè)計過程的一些經(jīng)驗想法分享，不足之處懇請專家批評指正。

參考文獻(xiàn)：

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[2]潘香君.當(dāng)項目化學(xué)習(xí)遇見STEAM課程[J].江蘇教育小學(xué)教學(xué)，2017（1）.

作者簡介：

何增榮，孔令書，安徽省合肥市，合肥市習(xí)友小學(xué)。