STEAM教育模式與應(yīng)用研究

汪彩蓮

摘要：STEAM教育是指向真實(shí)世界問題解決的多學(xué)科融合的綜合教育方式。基于STEAM教育，小學(xué)階段我們可以做什么？筆者認(rèn)為，應(yīng)該努力以多元融合的方式使學(xué)生掌握知識(shí)與技能，故嘗試構(gòu)建STEAM教育模式，并基于課堂教學(xué)進(jìn)行應(yīng)用研究。

關(guān)鍵詞：STEAM教育模式教學(xué)模式應(yīng)用研究

引言

我國傳統(tǒng)的教育教學(xué)模式，往往過于注重學(xué)生單學(xué)科知識(shí)和成績，許多學(xué)生是考試高手，思維與能力卻比較低下，出現(xiàn)了高分低能的現(xiàn)象。但世界發(fā)展的不確定性，對走向未來的每一個(gè)人的能力素養(yǎng)提出了新的要求。STEAM教育應(yīng)運(yùn)而生，給我們帶來了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，這就要求我們必須與時(shí)俱進(jìn)，讓利用多種學(xué)習(xí)工具進(jìn)行學(xué)科知識(shí)學(xué)習(xí)、探究跨學(xué)科問題成為常態(tài)。

一、STEAM教育模式的建構(gòu)

1.STEAM教育模式建構(gòu)的理論依據(jù)

俗話說，實(shí)踐出真知?！白鲋袑W(xué)”理論強(qiáng)調(diào)實(shí)踐是獲取知識(shí)的必要途徑，學(xué)生知識(shí)的獲取和能力的培養(yǎng)需要通過動(dòng)手實(shí)踐操作來完成。“做”是STEAM教育模式中必不可少的環(huán)節(jié)，并且占據(jù)整個(gè)教學(xué)活動(dòng)的較大比重。建構(gòu)主義理論強(qiáng)調(diào)真實(shí)情境的創(chuàng)設(shè)，注重學(xué)生對知識(shí)的自我建構(gòu)，而不是對事物的統(tǒng)一認(rèn)識(shí)，為STEAM教育模式的建構(gòu)提供理論支撐，具有重要的指導(dǎo)意義。

2.STEAM教育模式的建構(gòu)

教育模式指在一定教育思想或理念指導(dǎo)下的教學(xué)活動(dòng)進(jìn)程的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)形式。STEAM教育不同于以往事先由教師設(shè)計(jì)好的、高度結(jié)構(gòu)化的講授式，而是強(qiáng)調(diào)以學(xué)習(xí)者為中心、以實(shí)際問題為導(dǎo)向的開放式的課堂。

（1）學(xué)習(xí)模式的建構(gòu)

傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)模式是老師教、學(xué)生學(xué)。STEAM教育模式下，學(xué)生的學(xué)習(xí)形式發(fā)生改變，跳出單個(gè)學(xué)科模塊，把需要解決的問題看作是一個(gè)整體，針對同一個(gè)問題，進(jìn)行全面把握，運(yùn)用不同的學(xué)科知識(shí)去解決;學(xué)習(xí)過程也發(fā)生變化，傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)是學(xué)生在學(xué)習(xí)完知識(shí)后進(jìn)行練習(xí)或測試，檢查學(xué)生的掌握情況，而STEAM教育模式是在問題解決中學(xué)習(xí)學(xué)科知識(shí)，教師、學(xué)生相互合作，同屬一個(gè)學(xué)習(xí)共同體，要積極尋求和學(xué)習(xí)共同體中其他人的合作，構(gòu)建對知識(shí)共享的理解，一起解決問題。

（2）教學(xué)模式的構(gòu)建

通過前期的文獻(xiàn)調(diào)研，筆者發(fā)現(xiàn)STEAM教育在學(xué)校常見的實(shí)施形式大致有三種情況：校本課程的形式、工作坊的形式和活動(dòng)的形式?；诖藰?gòu)建了相應(yīng)的教學(xué)模式：基于課堂的STEAM教學(xué)模式、基于工作坊的STEAM教學(xué)模式、基于活動(dòng)的STEAM教學(xué)模式。以問題探究為中心的基于課堂教學(xué)的STEAM教學(xué)模式為例，其基本結(jié)構(gòu)和實(shí)施步驟如下表所示：

①情境引入，明確問題。在開始STEAM教學(xué)前，教師要?jiǎng)?chuàng)設(shè)問題情境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。STEAM教育研究的問題必須來自現(xiàn)實(shí)世界中真實(shí)的問題，解決問題的過程需要多個(gè)學(xué)科知識(shí)來解決，通過解決問題可以培養(yǎng)STEAM知識(shí)素養(yǎng)以及各種能力。問題的設(shè)計(jì)，要結(jié)合學(xué)生的現(xiàn)有認(rèn)知水平和知識(shí)基礎(chǔ)進(jìn)行分析，不能過難和過易。

②研究問題，交流資料，提出方案。確定研究問題之后，學(xué)生課前大量查找相關(guān)資料。課堂上，要結(jié)合所查資料并結(jié)合STEAM相關(guān)學(xué)科知識(shí)提出問題解決的方案，教師針對學(xué)生提出的不同方案給予指導(dǎo)，這個(gè)環(huán)節(jié)決定后面環(huán)節(jié)是否能夠正常運(yùn)行。

③選擇和制定方案。解決方案的制定，需要使用多種途徑和手段，其中，小組頭腦風(fēng)暴是最普遍使用的。思維火花的碰撞，可以激發(fā)和挖掘出學(xué)生的潛力以及創(chuàng)新能力。方案的選擇和制定都需要以小組的形式來完成。在制定解決方案環(huán)節(jié)，主要的任務(wù)是分組以及對組員任務(wù)分工。

④制作原型，實(shí)施解決方案。方案制定好，就要檢驗(yàn)有效性了。教師在實(shí)施前明確各種要求，給學(xué)生以目標(biāo)指引和導(dǎo)向。教師還需要對小組合作的過程進(jìn)行監(jiān)控，確保有效的小組合作。對于學(xué)生在實(shí)施過程中的不當(dāng)行為，要制止并給予正確的引導(dǎo)。

⑤成果展示，評價(jià)解決方案。評價(jià)解決方案就是對制定的解決方案和實(shí)施效果進(jìn)行反饋。在此之前，教師需要準(zhǔn)備好評價(jià)工具，既可以自己來制作評價(jià)工具，也可以使用現(xiàn)成的評價(jià)工具。在評價(jià)之前，教師需要引導(dǎo)學(xué)生展示自己的成果，引導(dǎo)其他同學(xué)根據(jù)評價(jià)工具進(jìn)行評價(jià)。在這個(gè)環(huán)節(jié)，既可以讓學(xué)生了解自己解決方案的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，幫助完善后期解決方案，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)評價(jià)的能力。

二、STEAM教育模式的應(yīng)用研究

《日晷》教學(xué)設(shè)計(jì)是基于“情境引入，明確問題—研究問題，交流資料，提出方案—選擇和制定方案—制作原型，實(shí)施解決方案—成果展示，評價(jià)解決方案”的思路進(jìn)行的。下面將結(jié)合這一主題來進(jìn)行具體的實(shí)踐研究，具體如下：

1.情境引入，明確問題

老師提問：如果被某些條件約束，不能使用鐘表或是徹底失去了鐘表，你又會(huì)想到什么樣的方式來計(jì)時(shí)呢？古時(shí)的人們就沒有鐘表，他們是如何計(jì)時(shí)的？古代的人們看時(shí)間，基本上是通過直接觀察太陽的位置來判斷，所得出的都是大致時(shí)間，而有些人則根據(jù)太陽的位置制作出了一個(gè)工具來觀察時(shí)間，這個(gè)工具的名字叫作日晷。晷是一種工具，日晷即利用太陽的位置制作出來的一種測量時(shí)間的工具。小朋友們見過日晷嗎？本節(jié)課的主題：制作可以觀察時(shí)間的日晷。

2.研究問題，交流資料，提出方案

提前將任務(wù)分發(fā)給學(xué)生，讓學(xué)生在課后通過書籍、網(wǎng)絡(luò)等途徑搜集日晷的相關(guān)知識(shí)。

（1）帶領(lǐng)學(xué)生明確日晷是怎么測量時(shí)間的

日晷本義是太陽的影子。現(xiàn)代的“日晷”指的是古代利用日影測得時(shí)刻的一種計(jì)時(shí)儀器，又稱“日規(guī)”。日晷上有刻度，中間有根指針，太陽在不同時(shí)刻的位置不同，照射到指針上產(chǎn)生影子的方向也不同，影子在不同時(shí)刻會(huì)倒映在不同的刻度上，以此來讀取當(dāng)時(shí)的時(shí)刻。其原理就是利用太陽的投影方向來測定并劃分時(shí)刻。

（2）日晷的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

晷面和晷針。

3.選擇和制定方案

任務(wù)要求：晷盤上的刻度要使用現(xiàn)在24小時(shí)制。

其他資料：日晷要與水平面有一定的夾角，使得指針的影子長度保持一致，這個(gè)夾角為當(dāng)?shù)氐木暥取Ｈ纾汉戏实木暥葹楸本?2°，因此在合肥使用日晷的時(shí)候，其與水平面的夾角應(yīng)為32°。

以組為單位，根據(jù)所搜集的資料和任務(wù)要求設(shè)計(jì)制作方案，并繪制設(shè)計(jì)圖。設(shè)計(jì)完成的小組向老師匯報(bào)，領(lǐng)取所需材料進(jìn)行試制。

4.制作原型，實(shí)施解決方案

老師給每組提供一些材料：竹簽、硬卡紙、剪刀、圓規(guī)、套尺、鉛筆、黏土、小手電等。學(xué)生可自行選擇使用全部或部分材料，制作相應(yīng)的日晷。老師根據(jù)學(xué)生方案提出其中典型的不合理之處，并要求學(xué)生適當(dāng)修改方案，在制作的過程中對最初的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行完善以滿足要求。

5.成果展示，評價(jià)解決方案

制作好后，每組再選派一個(gè)代表進(jìn)行展示及功能解說，包括本組日晷的傾斜角度的量取、日晷與水平面夾角的固定方法等。再做美觀度的評價(jià)，以小組為單位進(jìn)行投票，選出外觀設(shè)計(jì)最受歡迎的產(chǎn)品。

課后還要進(jìn)行修改和調(diào)整，完善設(shè)計(jì)方案。傳統(tǒng)課堂教學(xué)中，學(xué)生不可能在一節(jié)課完成一個(gè)問題，所以教學(xué)需要延伸到課前或課后，有時(shí)還要分課時(shí)完成。

結(jié)語

STEAM教育模式的應(yīng)用，給課堂教學(xué)帶來了巨大的變化：學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性被充分調(diào)動(dòng)，主動(dòng)嘗試進(jìn)行問題研究，成績越來越優(yōu)秀;激發(fā)了教師內(nèi)驅(qū)力，改善了教學(xué)行為。但是目前，STEAM教育模式也存在課時(shí)不足、專業(yè)師資培訓(xùn)不夠、教師跨學(xué)科教學(xué)能力有待提升、教學(xué)資源不夠用等問題，亟待解決。

參考文獻(xiàn)：

[1]王娟.“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代STEAM教育應(yīng)用的反思與創(chuàng)新路徑[J].遠(yuǎn)程教育雜志，2016（2）：94.

[2]樸美善.試論STEAM教育中創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)[J].美術(shù)教育研究，2014（11）：134.

[3]趙慧臣，陸曉婷.開展STEAM教育，提高學(xué)生創(chuàng)新能力——訪美國STEAM教育知名學(xué)者格雷特·亞克門教授[J].開放教育研究，2016（5）.

[4]余勝泉，胡翔.STAM教育理念與跨學(xué)科整合模式[J].開放教育研究，2015（4）.

[5]姬廣敏.青少年科技創(chuàng)新能力的結(jié)構(gòu)構(gòu)建與培養(yǎng)研究[D].山東師范大學(xué)，2015.

責(zé)任編輯：丁?蔚