有關(guān)STEAM教育的說明以及機(jī)器人校本課程的實(shí)踐探究

（北京理工大學(xué)附屬小學(xué) 北京海淀 100081）

一、STEAM教育

STEAM是由美國發(fā)起并主導(dǎo)的一場(chǎng)基礎(chǔ)教育改革運(yùn)動(dòng)。20 世紀(jì)90 年代，美國國家科學(xué)基金會(huì)開始用SMET作為科學(xué)（Science）、數(shù)學(xué)（Mathematics）、工程（Engineering）和技術(shù)（Technology）的簡稱。至2001年正式提出STEM一詞。此后，這個(gè)縮略詞逐漸為大眾所知。STEM教育將原本分散的科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)學(xué)科融合，形成現(xiàn)在日益受到關(guān)注的、跨領(lǐng)域的一個(gè)整體概念。

隨著STEM教育的發(fā)展，STEM教育內(nèi)涵的解釋也越來越豐富。從STEM到STEAM（增添Art藝術(shù)領(lǐng)域），再到STEAMx（增添更多項(xiàng)學(xué)科領(lǐng)域），STEAM教育的內(nèi)涵和外延越來越豐富，它囊括了藝術(shù)、體育、人文、計(jì)算機(jī)科學(xué)、調(diào)查研究、創(chuàng)造與革新、全球溝通協(xié)作等21世紀(jì)所需的知識(shí)與技能，發(fā)展為包容性更強(qiáng)的跨學(xué)科綜合素養(yǎng)教育。[1]

二、STEAM國內(nèi)外發(fā)展情況

1.國外情況

美國是最早提出STEAM概念的國家。美國在中小學(xué)階段成立了遍布全美的以STEM 為核心的學(xué)校。這些學(xué)校共同的特征是：注重STEM 學(xué)科；面向特定群體招生（STEM 資優(yōu)生或弱勢(shì)群體）；能提供嚴(yán)格的STEM 課程、超時(shí)的STEM 教學(xué)時(shí)間、豐富的STEM教育資源以及優(yōu)秀的STEM 教師等。

日本小學(xué)階段的STEAM教育相對(duì)側(cè)重STEM研究型人才的培養(yǎng)，增加學(xué)生對(duì)STEM相關(guān)學(xué)科的興趣和熱情，高中階段實(shí)施STEM精英教育。同時(shí)，日本試圖通過國際合作，特別是與美國的合作來加快STEM 教育改革的步伐。[2]

通過分析發(fā)現(xiàn)，國外不管是具體到大的政策法規(guī)還是對(duì)STEM課程的改革和研究都進(jìn)行的如火如荼，并取得了一定的成效。以美國為例，美國的STEM教育的發(fā)展促進(jìn)了教育事業(yè)的良性循環(huán)。

2.國內(nèi)情況

中國教育部在其發(fā)布的《關(guān)于“十三五”期間全面深入推進(jìn)教育信息化工作的指導(dǎo)意見（征求意見稿）》中明確提到“有效利用信息技術(shù)推進(jìn)‘眾創(chuàng)空間’建設(shè)，探索STEAM教育、創(chuàng)客教育等新教育模式，使學(xué)習(xí)者具有較強(qiáng)的信息意識(shí)與創(chuàng)新意識(shí)”。

目前我們看到的STEAM教育的課程，大致分為兩種類型：一種是從國外購買，照搬和翻譯國外學(xué)校STEAM教育的課程資源和設(shè)置體系；另外一種由本校的信息技術(shù)教師按照自己的經(jīng)驗(yàn)直接開發(fā)。第二種形式是國內(nèi)較為常見的形式，絕大多數(shù)是依托Scratch創(chuàng)意編程、Arduino創(chuàng)意電子等進(jìn)行開發(fā)。

三、STEAM機(jī)器人課程融合

1.機(jī)器人校本課程

我校的機(jī)器人課程覆蓋了所有3-6年級(jí)的學(xué)生。在機(jī)器人教學(xué)中，采用主題單元的學(xué)習(xí)方式，每個(gè)單元經(jīng)過2-4課時(shí)的學(xué)習(xí)，循序漸進(jìn)，每學(xué)年的第一學(xué)期學(xué)習(xí)搭建，第二學(xué)期學(xué)習(xí)編程。學(xué)生在畢業(yè)時(shí)能夠掌握機(jī)器人的基礎(chǔ)搭建方法，并能夠?yàn)闄C(jī)器人編寫智能控制程序。

課堂上同學(xué)們會(huì)經(jīng)歷提出問題、分析問題、小組合作、解決問題和展示分享幾個(gè)環(huán)節(jié)。課堂上會(huì)涉及到其他課程的知識(shí)，比如數(shù)學(xué)、美術(shù)、力學(xué)等方面的知識(shí)。例如：三年級(jí)的WEDO2.0有一課的內(nèi)容是搭建吊車，我聯(lián)合美術(shù)老師，讓學(xué)生們提前畫了吊車，這樣學(xué)生們?cè)诖罱ǖ臅r(shí)候，能夠根據(jù)之前自己設(shè)計(jì)的樣式進(jìn)行搭建。

2.機(jī)器人競(jìng)賽

學(xué)校每學(xué)期會(huì)開設(shè)4-6年級(jí)的機(jī)器人興趣班，從興趣班里挑選有潛力的隊(duì)員組成集訓(xùn)隊(duì)，集訓(xùn)隊(duì)的成員會(huì)在中午大課間和放學(xué)后以及周六日寒暑假來機(jī)器人教室訓(xùn)練，我們會(huì)從集訓(xùn)隊(duì)里面挑選出參加比賽的隊(duì)員。例如今年FLL的比賽主題是“動(dòng)物之友”，隊(duì)員們?cè)诒荣悤r(shí)要完成場(chǎng)地賽、論文答辯、團(tuán)隊(duì)合作和技術(shù)問辯。每名同學(xué)都會(huì)經(jīng)歷如下的過程：1.發(fā)現(xiàn)問題；2.分析問題；3.嘗試實(shí)踐；4.解決問題。在解決問題的過程中，要用到跨學(xué)科知識(shí)，比如：什么結(jié)構(gòu)最穩(wěn)定、如何保證機(jī)器人程序運(yùn)行穩(wěn)定、如何防潮、如何保證機(jī)器人手臂在運(yùn)送的途中不損壞等等。例如：2017年6月去上海比賽，在備場(chǎng)區(qū)遇到第一個(gè)問題就是如何固定旗桿和隊(duì)旗，因?yàn)槿狈ο鄳?yīng)的工具，同學(xué)們開動(dòng)腦筋，現(xiàn)場(chǎng)使用樂高零件很好的解決了這個(gè)問題。我想就是這么簡單的一個(gè)事情，學(xué)生們就經(jīng)歷了發(fā)現(xiàn)問題，分析問題，嘗試實(shí)踐和解決問題，很好了運(yùn)用了各方面的知識(shí)，我想這就是我們培養(yǎng)學(xué)生的目標(biāo)，能夠隨時(shí)隨地解決問題。

四、關(guān)于STEAM的思考

作為學(xué)校機(jī)器人的教師，我一直在踐行著以解決問題為導(dǎo)向的教學(xué)策略。在課堂上以實(shí)際問題為背景，采用啟發(fā)式教學(xué)，以最終解決問題為目標(biāo)，引導(dǎo)學(xué)生逐步發(fā)現(xiàn)問題的本質(zhì)，在嘗試中不斷完善自己的搭建作品。在外出比賽的過程中，會(huì)結(jié)合學(xué)生在實(shí)際中遇到的問題隨時(shí)解決問題，做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)，及時(shí)糾正。例如：在今年外出的比賽中，發(fā)現(xiàn)那邊的氣候潮濕并經(jīng)常下雨，學(xué)生們提前購買了干燥劑并攜帶了吹風(fēng)機(jī)。我認(rèn)為，比賽成績的取得固然重要，但不是最重要的。相比較而言，學(xué)生參賽的過程顯得更為重要。我想作為學(xué)生，只有走出去，遇到了問題，并且試著通過自己所學(xué)的知識(shí)去解決問題，在不斷嘗試中不斷修正自我，不斷提升自我。在解決問題的過程中，不僅鍛煉了學(xué)生學(xué)以致用的能力，而且學(xué)到了很多課本之外的知識(shí)，例如：吃苦耐勞、堅(jiān)持不懈和提高自身的自控力等等各方面。我認(rèn)為只有讓學(xué)生不斷經(jīng)歷這樣的過程，才能不斷成長，不斷突破自我，成為我們國家的復(fù)合型人才。