基于STEAM 教育理念的家庭創客課程開發與實施研究

孔麗娟（山東省榮成市幸福街小學 264300）

一、背景與起因

隨著創客教育的興起，全國各地學校都成立了創客空間，進行創客教育。創客器材上，大多以開源硬件、編程機器人、3D 打印機等為載體，同時配合相應的教材，以培養學生跨學科學習和應用知識創新創造的能力。但在進行創客教育的過程中，存在以下問題：

1.由“精英模式”向“普惠模式”轉化的瓶頸問題

在多年的創客教育教學中，我們發現，市面上創客器材昂貴，社團僅有的設備只用于個別學生的學習，難以滿足多數學生創客制作的愿望。

2.家庭創客缺少與之配套的課程體系

家庭創客活動可以因地制宜、因材施教地引導學生開展動手做、進行“做中學”的實踐活動。家庭創客活動能更多地從學生的興趣出發，引導學生使用生活中的常用材料及數字化工具，如錘子、剪刀、釘子、膠水、筆、尺等工具，制作出有趣、好玩、富有一定現實意義的作品。在這個過程中，學生與家長一起動手參與、交流溝通，可以培養學生手腦結合、主動探究、互動合作、創新實踐的能力。但由于沒有配套的課程體系，家庭創客不能持續開展。

二、實踐與研究

疫情期間，筆者校申報了山東省疫情專項課題，立項研究《疫情背景下基于STEAM 教育理念的家庭創客課程開發實施研究》，課題編號2020YZJ143。自課題立項研究后，學校積極啟動了“我愛家創”STEAM 家庭創客系列活動，將科技實踐鏈接到家庭，鼓勵家長和學生一起參與調查、實驗、游戲、制作等，共同領略科創的無限魅力。

1.做一做趣味小實驗，做中有提升

陶行知先生指出：“俗語說：‘百聞不如一見?！f得更確切些是：‘百聞不如一做?！茖W實驗要從‘做’起。每天找些小實驗教小朋友們去做吧！倘使不照書上所說而能獨出心裁地指導小朋友在做上追求真知，那就格外的好了?！边@里，不僅提出以做為中心，還指出要有創新。

在家庭小實驗剛實施的階段，教師會悉心指導，幫助學生選題。可以向學生適當推薦一些小實驗，打開學生的實驗思路，給他們以借鑒，讓學生在類推中學會創新實驗。在推薦方式方面，可以創設問題情境，可以引導學生觀察生活現象，也可以直接推薦幾個問題供學生選擇，而最常用的是科學課的拓展活動。

家庭小實驗室的內容難度小了，不能很好地激發學生的興趣；難度太大了，學生的知識能力以及動手能力都面臨挑戰。因此，結合實際，我校組織編輯了《迷你科學小實驗》校本教材，包括各領域的很多趣味小實驗，講述學生身邊的生活常識、科學知識，助推家庭小實驗的開展。

比如，在學完《不倒翁的秘密》一課后，為了讓學生更深入地理解重心的作用，我們做了系列趣味實驗，“欹器”“豎笤帚”“搭紙牌”“神奇的平衡”“土豆忍者”“平衡鳥”等小實驗，重心與支點位置的相對變化，由靜態實驗到動態實驗，由淺入深，學生在動手探究中，培養了創新能力。

2.玩一玩科學小游戲，玩中有發現

生活中的奇妙現象，常蘊含著深刻的科學道理，是學生特別喜歡參與的趣味活動。教材中的“玩鏡子”“玩磁鐵”等，很多科學道理都是在玩中發現的，像“站立的雞蛋”“捏不碎的雞蛋”就是很好的案例。

和父母共同參與科學探究，一起經歷觀察、探索、實踐的過程，豐富了學生的課余生活，拓展了他們的成長空間，培養了創造力和實踐能力，全面提升了科學素養。

3.做一做科技小制作，做中有創新

科學與數學工程等有著密切的聯系。因此，筆者還在教學中引入了STEAM 教育活動設計，利用身邊常見的材料將創意進行物化。

比如，在“門店牌”的制作中，學生綜合運用數學的周長、科學的齒輪以及趣味英語的知識。這些綜合知識的應用，培養了學生的創新能力。

再如，在“密碼箱”的制作活動中，問學生：“你想擁有自己的小秘密嗎？那我們就用瓦楞紙來做一個密碼箱吧！”在活動中學生通過巧妙地設計機關，嘗試制作自己的密碼箱。

在“循環車道”的制作活動中，筆者提出了這樣的問題：“想玩玩具賽車，但是家里的地方不夠怎么辦？”引導學生想辦法合理利用空間布局，制作一個多層循環車道。制作車道時最難的地方就是拐彎的弧形制作，怎樣讓半圓弧軌道非常的規范呢？圓弧的半徑太大，沒法使用圓規，學生提出了可以用家里的鍋蓋、盤子等工具作為模具進行繪制。在“自制3D 眼鏡”的活動中，學生利用一次性透明餐盒和馬克筆涂色，替代紅、藍膠片，這是對工具選擇的創新。

4.比一比工程設計，比中有改進

在科技實踐活動中，學生能感到自己是一個發現者、研究者和探索者，體驗到智慧的力量和創造的快樂。認知心理學認為：思維產生于動作。教師要不失時機地為學生提供實踐的機會，讓學生在生活實踐中體會知識的力量。因此，突出學生的實踐性，讓學生經歷“技術與工程”設計的過程，比獲取最終結果更重要。

在“紙飛機”的飛行比賽中，比較誰的飛機飛得最遠。當飛機出現水平或豎直偏離航向時，能夠判斷出機頭的輕重，并通過調整機翼和尾翼的方法進行修改。

在“木筷廊橋”的活動中，學生探究通過筷子之間的摩擦力和相互擠壓搭建6 根筷子的橋，然后探究增大摩擦力的方法，并進行承重和跨度的比賽。

在“投石器”的活動中，學生用橡皮筋、冰棒棍、小勺等制作一個投石器，通過反復調整測試，達到最大的投射距離。

在“自制走馬燈”活動中，筆者嘗試引導學生從開口的位置、形狀、大小、轉動方向與開口折向的關系、影響轉速的原因、熱源的選取、支架的選擇等方面思考，讓學生自主進行探究科學活動并鼓勵學生自主發現問題。經過探究，有的學生竟然想到了利用熱水、燈泡甚至冰塊做熱源，制作出獨具個性的走馬燈。

類似的工程設計還有很多，比如，“水火箭”“紙環飛行器”“做一只紙船”和“雞蛋撞地球”。根據“雞蛋撞地球”這個活動，筆者開發了“快遞薯片”的科技實踐活動，先提出問題：“作為食品開發商的王先生有一個疑惑，在快遞薯片的過程中，總是有一些薯片破碎，導致客戶很不滿意，你能幫他解決這個煩惱嗎？”然后給學生提供了吸管、氣球、塑料袋、橡皮筋、海綿等材料，讓學生自主設計包裝，然后進行材料成本及安全性的測試及改進。

在這些工程設計制作活動過程中，在確定問題、研究問題、提出方案、選擇方案、制作原型、測評原型、重新設計和交流方案的過程中，增強了學生的創新思維與能力。

5.做一做項目化學習，做中有發明

在“設計自動澆花器”的活動中，有的學生利用了虹吸原理，有的學生利用了毛細現象，設計了不同的澆花裝置，還有的學生利用電路設計了澆花器，社團的學生還用編程設計了物聯網遠程澆花器。

在“改進兔籠”項目實施過程中，通過驅動式的任務，圍繞如何解決舊兔籠糞便難清理、漏雨、潮濕、墻體破損、功能單一等問題展開活動，學生通過實地考察、調研收集信息、學習新技能等多種途徑去解決項目中遇到的問題。在這一過程中，鼓勵解決問題方法的多樣性，促進學生對材料、功能、占地、成本、設計圖、建模等概念的理解，最終通過物化的成果來評價學生的習得和理解。

活動中，每個小組在設計、修改、深入討論其他組設計圖的過程中，經過觀點的碰撞，思維的深度和廣度都得到一定的提高，思維的靈活性和流暢性得到一定的提升。各組的設計圖在符合兔籠設計基本的要求之外，還有1～2 個的創新點，這在一定程度上表現出創新思維的新穎性。分小組設計兔籠，反復修改，并在全班多次討論中，聽取其他小組的意見和建議修改設計圖，形成本組設計圖終稿。在評選出班級最佳設計圖的基礎上，結合各小組設計圖之所長，形成班級兔籠設計圖，學生的創新思維得到一定的鍛煉和提高。

再如，飲水健康一直是人們重點關注的話題，為此，我們選擇了“水質檢測及飲水健康”科技實踐活動。學生通過實驗、調查、訪問、收集資料等方式，分析了不同飲用水的區別，對飲水與健康的關系做了較為詳細的分析，總結了科學飲水的若干原則，并把研究成果進行推廣，倡導人們節約用水，保護水資源，了解健康飲水知識。

三、反思與改進

在研究中，雖然我們取得了一定的成績，但仍存在一些問題，后續會圍繞以下幾方面進行改進：

第一，進一步豐富家庭創客課程的內容，激發學生深度參與實施本課題研究。隨著研究的深入，還需要繼續整理創客課外探究的內容，使活動的開展有層次、有系統，更有利于對學生綜合素養的培育。

第二，進一步加強學生學習方法的指導，不斷提升探究水平?，F階段，教師的幫扶還多了些，今后會繼續多指導，逐步實現教師從“幫扶”到“全放”的過渡，引導他們更多地自主進行探究。后續，可以引領學生開講，鼓勵他們積極爭當創客課程的小老師。

第三，進一步加強學校家庭深度的合作，提升課程特色品質。在時間、地點不變的情況下，如何真正以學生為主體，著重于提升課程品質，還需要進一步研究。

總之，“疫情背景下，基于 STEAM 教育理念的家庭創客課程開發實施研究”能將科學與創客教育相融合，具有貼近生活、題材廣泛、內容豐富等特點，在確保內容設置科學合理、程序安全可靠的前提下，精心選擇和編制多組項目化學習內容，將課內和課外知識有機結合，大大促進學生創新意識和實踐能力等科學素養的不斷提升。