新時代下的“4C+STEAM”創新課堂

丁琳 余青何 張福祥 星文燕

摘 要 隨著21世紀素質教育、培養高質量創新人才計劃的全面推進，“STEAM”教育進入新的歷史舞臺，作為“STEAM”創新教育的探索者，我們認為學生的科技教育、科學教育在素質教育中具有重要地位。本文以LEGO課程WEDO2.0項目“小鳥喂食”為例，對“4C+STEAM”創新課堂進行多角度、深層次的闡述，讓學生在探索過程中形成“4C+”意識，具備長期堅持學習的能力，最終有效地提升學生的創造、創新能力。

關鍵詞 4C+STEAM 創新教育

中圖分類號：G642文獻標識碼：A

0引言

“4C+STEAM”創新教育，即將聯系（connect）、建構（construct）、反思（contemplate）、延續（continue）與科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）、藝術（Art）、數學（Mathematics）進行多學科交叉融合，形成一個完備知識體系，并將其應用于實際的問題解決之中。該理念闡述了學生在與周圍環境相互作用過程中，逐步建構起關于外部世界的知識體系，從而使自身認知結構得到發展。

在創新課堂教學中強調創新探索式學習，要經歷“問題情景——建立假設——尋求證據——解釋、交流與應用”的基本過程。教師應引導學生主動參與、親身實踐、獨立思考、合作探究，發展學生搜集和處理信息的能力、獲取新知識的能力、分析解決問題的能力以及交流與合作的能力。

“4C+”教育理念與“STEAM”創新教育的巧妙結合對中小學生的各個學科之間的相互滲透起到了促進作用，讓學生的知識構架更加完整，本文將WEDO2.0項目“小鳥喂食”為例，多方面闡述“4C+STEAM”教育理念在實際教育教學中的應用與發展。

1“4C+STEAM”之聯系（connect）

作為一名合格的STEAM創新教師，應將學生已學知識、興趣與課程目標緊密聯系，創造一個開放式的挑戰或任務，為學生賦予一個問題探索并自主解決的角色，鼓勵學生大膽提出自己的想法，激發獨立思考的能力。

課程導入時，引導學生將“鳥類”這一角色與大自然聯系起來，理解哺乳動物與卵生動物的區別，并且能夠對鳥類這一生物的運動方式、取食、繁殖、攻擊、防御等行為有一定的認識與了解，激發學生對大自然以及生物界的興趣?！耙詫Т賹W”，引導學生探究大自然的特點和規律、生物的特性，從視覺沖擊和基礎知識構建中受到啟發。

教育的藝術在于懂得如何與現實取得聯系，如何最大限度的調動學生思維的積極性。作為“STEAM”創新教育的探索者，我們必須重視課堂教學訓練，掌握課堂聯系的技能技巧，通過事物之間豐富的聯系性來激發學生的興趣思維。

2“4C+STEAM”之建構（construct）

課程過程中動手動腦密切結合，手腦并用能夠極大限度的鍛煉學生的各個方面能力。學生根據教學目標以及聯系的內容，搭建自己在現實或想象中的物體模型。在搭建的過程中，學生既需要做到對目標任務進行策劃、設計、建構，同時心、眼、手都必須到位。

在“小鳥喂食”模型的搭建中，運用齒輪傳動、齒輪嚙合等機械結構實現雛鳥在鳥巢中嗷嗷待哺的動作形態，同時運用齒輪傳動比的知識，使得不同雛鳥處于各個運動狀態。另外，使用運動傳感器作為成鳥靠近鳥巢的判斷條件，從而達到“喂食”的效果;程序編寫方面，采用圖形化可視界面，簡單直觀，同時運用邏輯條件、并列語句，再以運動傳感器的不同狀態作為循環條件反饋。在此過程中，能夠極大程度的培養學生的抽象思維和團隊協作能力。

這種構建過程，就像學習一門語言，需要一種把抽象化為具體的能力，就能了解、表達抽象的事物完成課堂任務，必須學習團隊合作，讓學生在互動中增進情誼，在學習中共同成長。

3“4C+STEAM”之反思（contemplate）

教師應該對學生反思總結過程提供幫助，鼓勵學生有意識地思考在建構階段遇到的困難、和自己解決的辦法來獲得的領悟。反思階段是一個重新思考的過程，它常常發生在學生小組一起回顧、描述建構階段時，同時教師在反思階段扮演的角色至關重要，他們要幫助和確保提出的問題（教師或學生提出的問題）是能夠促進學生的思考與表達，進而促進學生對知識的吸收。

在模型搭建和程序編寫完成之后，教師應該對學生的反思過程作出評價。在鳥類哺育后代的行為背后，透露出更多的是物種繁衍的深深不息與“烏鴉反哺”感恩之念的道理。此外，部分鳥類數量瀕危的嚴酷現實告訴我們：（1）人類只有做到與自然的和諧，才能減少或消除因生態破壞、環境污染和資源短缺導致的各種社會矛盾，人類社會才能持續發展;（2）人類只有科學認識大自然的規律，才能科學地合理地開發利用大自然;（3）人類只要科學地認識地球上生物的運行規律，就能有所發明創造。

4“4C+STEAM”之延續（continue）

鳥對人類的貢獻是眾所周知的，它啟發了人類的智慧，為人類在物理結構、功能、通訊等方面提供了原理和藍圖。人類根據鳥類翅膀的特殊功能和結構發明出飛機并不斷對其進行改造，同時根據鳥類眼睛對運動目標具有強敏感性、調節迅速性等特點，能夠從相對運動景物中準確無誤地識別目標，這對幫助飛行員識別地面目標、控制定位導彈等方面有重大啟迪作用。

延續階段為學生呈現一項具有挑戰性的活動，需要學生用到在建構-反思階段所學到的知識和技能。延續活動應給學生機會去應用所學到的技能，以及用所獲得的知識進行嘗試，同時，能夠激發學生興趣，培養學生的科學素養和創新精神，達到創新教育的最終目的，如此可見，延續階段在教育中是必不可少的。

5結束語

“4C+STEAM”課堂是以教學、實踐、借鑒、創新和實現的創新教育理念為基礎，建構虛實融合的學習環境，旨在幫助更多學校創設新型學習空間，促使更多學生擁有學習的主動性與積極性，提高學習能力，獲取最佳的學習效果。營造學生自由探索、敢于實踐、勇于創新，善于合作的氛圍。“4C+STEAM”課堂是迎接即將到來的知識經濟時代而提出來的，它不僅是方法的改革和教育內容的增減，而是教育功能的重新定位，是帶有全局性、結構性的教育革新和教育發展的價值追求，是新的時代背景下教育發展的方向，將來帶來的是教育全方位的創新。

參考文獻

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