做有溫度的STEAM教育

張宏 閆春峰 李慧

課程概要

繼紅小學對于STEAM課程的理解和實施開始于2015年，至今已經有3年多的時間了。我們對于STEAM課程的認識和理解從開始的字面分析、學習借鑒，逐漸內化成為一種理念。從單純的追求技術，到全學科參與務實研究，經歷了比較漫長的過程?，F在，我們理解的STEAM課程，不僅是綜合的技術教育、跨學科的融合，更是創新教育、個性化教育的理念和基于解決真實問題的探究性學習方式。我們學校是全員參與STEAM課程探究與實踐，進行了大量的學科整合與技術探索。在實踐中，我們切實體會到，STEAM課程決不是僅僅以學技術為目的，課程的核心應是以人為本、解決問題，我們提倡做有溫度的STEAM教育。

1.課程設計目標

我校依據STEAM課程教育的特點、“追求主動發展”的辦學理念以及學生的現有情況，確定了“以校本課程為實施載體，綜合信息技術與科學、數學、美術、音樂、語文等相關內容；從學生的興趣出發，基于真實問題，營造探索、發現、創造三個條件激發學生學習；以培養學生的求知欲、自信心、思維技巧、創意表達、解決問題能力為目的；以發展學生的個性特長，提升學生的綜合素養為宗旨”的課程目標。課程活動被安排在“課后服務”的自主拓展課程中，學生對象跨年級和班級，涵蓋Scratch創意編程、3D設計與打印和傳感器的應用等諸多項目活動。

2.課程設計思路

STEAM教育涵蓋的范疇特別廣泛，從Arduino開源硬件與編程到各類機器人搭建與設計，再到創客空間與3D打印等都蘊含其中。如果僅從技術角度出發來設計小學階段STEAM課程，我們做不到將技術做得高大上。因此，我們更多地將人文的情懷與德育教育融入到STEAM課程中，讓學生感受到創客作品不再是冰冷的科技產物，而是有溫度的。故此，我們將“做有溫度的STEAM教育”作為我們課程設計的根基，追求技術讓“愛”看得見。圖1、下頁圖2為課程中的兩個主題單元內容。

3.課程實施方案

課程活動被安排在“課后服務”的自主拓展課程中，學生對象跨年級和班級，涵蓋Scratch創意編程、3D設計與打印和傳感器的應用等諸多項目活動。在課程研發過程中，我們經歷了對學生的問卷調查、與各個學科教師的課程整合、結合學校的德育課程，與多學科教師依據學情共同制定了課程的主題內容，再由授課教師初步設計課程內容，研究團隊教師進行聽課、評課、反思、改課，最后形成了較為穩定的課程內容。

典型案例

典型案例1：《3D打印設計指環》

《3D打印設計指環》一課是在“愛用科技來表達”主題下的一個小課題。在我的班級里，有一位學生得了白血病。聽到這個消息，我和學生們都很難過，想為她做些力所能及的事。我們在課堂上討論如何幫助這位學生，學生們群策群力，有的要捐款，有的要送吃的，但大家還是覺得花錢買來的東西不足以表達我們的心情，商量著能不能親手做點什么，給那位生病的學生以鼓勵和信心，幫助、陪伴她共度難關。

我提議大家用3D打印設計個性指環。因為這樣一個真實的問題，學生在設計制作中全情投入，用智慧和創意，用一個簡單的3D作品表達深厚的情感（如圖3）。學生的設計和制作，雖算不上精美，但蘊含其中的初衷和情感卻給這冰冷的作品帶來了溫度。

學生帶著自己的問題，課堂上主動嘗試科學嚴謹地探究問題，了解3D建模的過程以及打印機工作狀態和作品形成過程。拓展任務環節難度加大，也更開放了：美化指環，關注的是學生的自主學習能力，獨立思考，將自己的想法付諸實踐，大膽嘗試，發揮空間想象力和創新設計的意識。

在評價展示環節，學生能根據評價量表從指環設計、結構、創意形象等方面表達自己的看法和觀點，并認識到其實創造一件3D展示作品就是表達思想和個性的重要途徑。我覺得學生做得很好，收獲也很大。其中最令我們感動的，是學生這種基于問題、尋找方法、學習知識、展示個性、表達情感的探究模式（如上頁圖4）。

這一系列的課程，還有教師節時學生親自設計制作的各種小禮物，父親節送給爸爸的泊車號碼牌，為了給寵物更舒適的環境的各種高科技改造，為解決防震問題設計的避震屋，航模、火箭制作中的強國夢……（如上頁圖5）通過這一系列課程的學習，學生明確了技術是為了解決實際問題，是為了追求美好的生活，是為了表達精彩的創意，是為了傳遞心中的愛。技術讓“愛”看得見！

典型案例2：《簡易倒車雷達》

技術讓冰冷的科技產物有了愛的溫度，這種愛將推動學生成為一個個小主人。從愛家到愛班級，再到愛校園乃至愛社會、祖國，他們無時無刻不在發揮著主人翁精神。在這種理念的帶動下，我們設立了“我愛我?！边@一主題內容。這一主題內容是學生對校園熱愛之情的一個展現，從學科知識到德育滲透，從想法設計到動手實踐，不是哪一位教師的功勞，其中飽含的是我校多位學科教師的辛勤付出?！逗喴椎管嚴走_》只是這個主題下的一個小小的片段，其創意來源于一個因媽媽停車技術不好導致屢次遲到而苦惱的小男孩。為了解決這個現實問題，我們采用“百變機器人”套裝搭建了模擬設備，運用Scratch進行編程設計。

這節課一共設計了以下三個學習任務。

任務1：如圖6所示，以小組為單位搭建倒車雷達裝置。STEAM課程的宗旨在于“動手動腦的探索式學習”，所以在完成任務的過程中，我們將更多的時間和空間留給學生進行合作、探究，提倡做中學，學后用。課堂上，我們看到學生參與學習的積極性很高，解決問題的過程中也表現出了不畏困難、敢于探究的精神。這樣一種精神的奠基，對于學生來說是將受益終身的。

任務2：如圖7所示，依據倒車雷達的工作原理，設計簡易的程序流程圖。在以探究式學習為本質的STEAM課程中，我們鼓勵學生發現問題、分析問題并積極主動地尋求解決問題的方法。因此，在編程教學活動中，為了幫助學生建立科學的理性思維，我們側重引導學生將實際問題運用流程圖的形式進行梳理和表達，從而提高學生利用流程圖算法認識事物、設計解決問題方案的能力。