STEAM案例課程的設計方法與途徑探究

何增榮 孔令書

摘?要：傳統課程的教學中往往比較注重單科的學習，尤其是在應試教育環境下比較關注的是學習的分數，長此以往，學生的應試能力發展水平比較高，創造性思維的發展、解決問題的能力、核心素養的發展水平等受到一定的限制。STEAM案例課程與傳統課程對比不再局限于單一學科，更加注重在真實情境中學生跨學科、多學科融合性的高效學習。項目化學習遇上STEAM案例課程使得學生在合作性的跨學科能力、多方面的實際操作能力、創新能力、核心素養的綜合能力水平更進一步發展。文章以合肥市習友小學特色STEAM案例課程項目化學習方式為例進行闡述。

關鍵詞：STEAM課程;項目式學習（Project-Based Learning）;教學策略;核心素養

一、 STEAM案例課程的特點

（一）STEAM案例課程的跨學科性

STEAM一詞最早源于科學（Science）、技術（Tecnology）、工程（Engineering）、藝術（Arts）、數學（Mathematics）五大學科英文單詞的首字母縮寫。STEAM是一種全新的教育理念或者說是教育模式，最早在美國開始發展，這種思想理念現下引入中國，已掀起一股熱潮，各大城市的中小學對于STEAM案例課程的探索實踐越來越多。在中國的校園STEAM案例的探索過程中結合自己的實際特色，由最早的這五大學科出發進行跨學科教學，卻又不局限于這五門學科。跨學科不僅僅是由打破某一門學科的壘壁跨入另一個學科，也可以是多學科間的知識點交織融合形成的特色案例課程。如我校在Scratch社團編程教學時不是簡單地將信息技術學科與工程學科進行組合，而是有機地結合了美術、德育等相關課程，以Scratch軟件為載體的特色社團課程。學生在這樣的案例課程學習中不再單一地學習某一學科的知識，從而使得多方面的綜合能力都能得到發展提高。

（二）STEAM案例課程的融合性

STEAM課程跨越多門學科知識點，如果只是簡單地將幾門學科的知識在一個案例或多個案例中機械地講解學習，對于學生來說，這樣的學習過程是沒有什么意義的，對教師而言也沒有開發探索Steam案例課程的價值。Steam案例課程更加強調在真實情境中學生通過協作探究解決以往通過單一學科知識無法解決的問題，所以steam案例課程更加注重學習內容的融合性。

以3D打印社團《智能水族箱》案例課程的學習為例，教師告訴學生需要設計出一款智能水族箱，并提出一些關于智能水族箱功能的要求。學生利用課外的時間去到花鳥魚蟲市場、大型商超的水產品區域觀察到真實生活情境中一些水族箱的外觀、種類、樣式、功能等特點，并進行了相應的記錄和初步的構思。回到社團之后，學生們在小組間進行了交流探討，各式各樣的新奇的功能、特點、外觀以及想法開始了激烈的碰撞，學生們紛紛開始在稿紙上進行智能水族箱草圖的初步繪制。有了成熟的設計方案后，學生們開始利用3Done軟件進行創作設計，最終作品成型后通過3D打印機將智能水族箱模型打印出來。然后在老師的指導下給智能水族箱安裝主板、電源等相關電子元件并進行測試。在整個智能水族箱案例的設計過程中融入了綜合實踐、美術、信息、工程幾大學科的知識，使學科間的界限不再那么深厚，能夠有機地融合成一體。學生體驗到在真實情境中觀察、思考、交流、提問、協作探究、實操，完成最終的作品后帶來的成就感。

二、 項目化學習模式下STEAM課程設計方法

1. 項目化的學習方式簡稱PBL（Project-Based Learning）學習方式，是目前當下比較流行的一種以學生為學習中心，注重發揮學生在一個項目中發現問題、提出問題、組內規劃計劃、提出一些相應的解決方案、組間生間互相評價、最終解決相應問題的一種學習方式。項目化的學習方式符合當下STEAM案例課程的設計思路，傳統課程的學習過程往往過分注重發揮教師的主導作用，很多時候弱化了學生在學習過程中的主體性。項目化的學習方式設計的STEAM案例課程中教師是學生學習過程中隱形的指導者、支撐者、傾聽者，為學生的學習做好相應的支架和支撐。以我校小菜園種植基地STEAM案例課程為例，學生在項目化的學習過程中，通過以下的相應環節實施最終精彩作品展示的過程。

2. 學校將相應的種植基地分給各班級，不給各班提出明確的種植要求，放手讓各班學生的自主操作。各班級在領到相應的小菜園種植基地后，帶領學生們去到種植基地的真實情境中觀察，引導學生思考，這塊菜地可以干什么、打算怎么做，有什么計劃？教師沒有對學生提出具體的問題和要求，在真實情境中發揮了隱形的指導者作用。

3. 項目化學習環節

（1）發現問題。學生觀察真實情境中的空白種植基地，引發思考可以利用這塊種植基地來做什么？這塊菜地是什么形狀的？有多大面積？可以種植一些什么蔬菜……學生們發現了很多不同學科的問題。

（2）提出問題。不同的學生從不同的學科角度出發提出了不同問題。如從數學學科角度出發，學生們提出了不同的問題：種植基地設計成什么形狀的？長方形、正方形、圓形、半圓形還是一些不規則形狀。如何測量不同形狀的面積，用什么工具怎么樣的形式來測量。從科學學科角度出發的學生提出了：在不同的季節該種植什么樣的植物？春天種植什么？秋天種植什么？是種植蔬菜還是種植花卉呢？一個個有趣的問題由學生的小腦袋迸發出來。從綜合實踐學科角度：涉及靠墻位置的空白種植基地怎樣為柵欄空地的面積最大等等問題。

（3）組內規劃、計劃。根據前兩個環節同學之間提出的相應問題，小組內有針對性地開始根據實際情況規劃設計。比如涉及種植的形狀，長方形、正方形、圓形、半圓形這些形狀比較容易測量得到對應的長、寬、邊長或者半徑這些具體的數據。使用到的測量工具如米尺、卷尺等。根據季節的不同規劃種植不同種類的蔬菜、水果、花卉等，春夏季節種植一些豆角、黃瓜、茄子、青椒、小青菜、草莓等。秋冬季節種植一些蘿卜、大蒜、油菜、蠶豆、豌豆等。種植相關蔬菜需要的種子、化肥、種植工具等從哪里購買，這些需要請教家長或者老師。分到靠墻位置的班級需要為種植基地圍柵欄，怎么圍？用多少柵欄？圍多大？在規劃計劃種植的過程中學生運用到包括數學、科學、勞動教育、綜合實踐學科等相關知識，能夠完成一塊種植基地也不是僅僅使用某一學科的知識就能解決的問題。基于項目化的學習方式在真實學習情境中的跨學科、融合性的STEAM案例課程中清楚地詮釋了STEAM案例課程的特點。

（4）提出一些相應的解決方案。經過規劃、計劃設計，小組間分別提出了各自對于某個問題的解決方案。如種植基地的形狀規劃設計為長方形的小組，提出他們的具體可操作方案是：需要使用到米尺或卷尺來測量長方形的長、寬，由此計算出長方形的面積。根據家長和科學老師的建議在春天種植草莓，需要購買一些草莓的種子或者買大棚里培育好的草莓幼苗，一些化肥、澆水的水壺、小鏟子等工具。如同玩的開心農場游戲一樣、草莓植株之間的間距也是一個值得關注的問題，小組間經過討論后植株間距大概為30～40厘米比較合適。

（5）小組間學生間的質疑、交流評價。針對小組間提出的具體解決問題的方案，班級內其他小組的同學進行相互的交流質疑評價，提出有疑義的地方通過大家的交流拿出最終的解決方案。對于靠墻種植的班級需要圍籬笆墻，小組間提出了不同的方案，有的小組認為圍成長方形種植的面積最大，有的小組認為將籬笆靠墻圍成正方形最大。每組派代表各組間共同討論分析。記錄過程如下表。

通過計算發現：周長相同的長方形，它們的面積不一定相同，當長和寬相差越小的時候，它的面積越大;當長和寬相差越大時，它的面積越小，當圍成正方形時面積最大。

（6）拿出具體方案解決問題。經過前面一系列的環節，學生間拿出具體的可操作方案，在得到老師和家長的認可后，可以開始執行具體的解決方案了。在這一系列的操作環節中教師并沒有像傳統課程上發揮強烈的主導作用，而是在必要的時候給學生一個輔助的支架。項目化的學習方式中學習的空間也不局限于校園，家庭、社會、學校三方共同作用于學生形成一股合力。

三、 STEAM案例課程設計過程對師生的影響

STEAM案例課程的學習過程中，雖說教師不再像傳統課堂的那樣是教學的主導者，但卻是學生學習背后的隱形決策者，教學策略的形式不像傳統過程中那么明顯，學生在STEAM案例課程學習的背后每一步的深度學習教師都在關注。必要時給予一定的指導，這種跨學科的融合教學能力對與很多教師來說都是不小的挑戰，因此老師需要不斷地更新教學理念、學習多方面的教學知識，促進學生多方面能力的發展。

對于學生而言，STEAM案例課程的學習過程中發揮自身的主體性得到了很好的體現，生生間、小組間的交流互動、質疑評價、學習的內容等比傳統課堂更豐富，多方面的能力如思維能力、動手實踐能力、交流表達能力、各學科的核心素養等都在發展提高。

四、 結語

目前國內對于STEAM案例課程的開發設計途徑并沒有提出具體操作方法，在具體的實踐探索過程中可能有一些符合地方特色方法需要更大區域范圍去實踐、論證。STEAM案例的設計操作過程中可能形式需要更豐富化，評價的方式也要多元化適應學生的個性化成長過程，做到真正地發展學生的學科關鍵能力與核心素養。文章主要是以合肥市習友小學項目化STEAM案例課程開發設計過程的一些經驗想法分享，不足之處懇請專家批評指正。

參考文獻：

[1]傅騫，王辭曉.當創客遇上STEAM教育[J].教學研究，2014（10）.

[2]潘香君.當項目化學習遇見STEAM課程[J].江蘇教育小學教學，2017（1）.

作者簡介：

何增榮，孔令書，安徽省合肥市，合肥市習友小學。