基于STEAM模型的地方特色研學旅游課程設計

羅斌

【摘要】甘肅省酒泉中學研學旅行深度挖掘酒泉當?shù)匮袑W旅行資源——絲綢之路酒泉站，采用STEAM模型，結合“宇宙航行”教學內容，開發(fā)研學旅行課程，闡明課程設計思路，增強學生愛國家、愛家鄉(xiāng)的熱情，提升學生研學旅行效果，傳播當?shù)亟浀鋫鹘y(tǒng)文化，感受絲綢之路精神，增強家鄉(xiāng)自豪感、自信心.

【關鍵詞】STEAM模型；研學旅游；課程設計

我國教育部2017年發(fā)布《中小學綜合實踐活動課程指導綱要》，明確將研學旅行納入綜合實踐活動課程，并界定為必修課程.在“CNKI期刊”檢索頁面輸入“中學研學”可以檢索到389篇文獻資料，不但有傳統(tǒng)研學旅游課程設計，還有陶瓷藝術、傳承紅色基因等主題研學游.從研學旅游課程設計角度查看相關結果，其中地理學科相關論文占比最高，占42.9%，其次為歷史學科11%，占比最少的是物理和政治學科，占比均為0.8%，可見物理研學旅游課程的設計開發(fā)的空間很大.

基于對當?shù)匮袑W資源的深度挖掘，發(fā)現(xiàn)絲綢之路酒泉站擁有“全國研學旅游示范基地”稱號的酒泉衛(wèi)星發(fā)射基地、歷史悠久文化底蘊深厚的敦煌莫高、新中國第一個石油工業(yè)基地玉門油田基地等優(yōu)質的研學資源.本課題研究小組采用STEAM模型，深度挖掘絲綢之路酒泉段內的研學旅游資源，開發(fā)和探索研學資源與教學體系中物理學科實踐力的結合點，研制研學旅行導學案，并開展實施，本文以普通高中物理（第二冊）“宇宙航行”教學內容為例.

1?STEAM模型概念及設計導學案思路

1.1?STEAM模型概念

STEAM模型包括科學-S、技術-T、工程-E、藝術-A、數(shù)學-M等五個部分，這五部分不是單一的個體，而是相互組合、相互滲透，強調學生學習過程的實踐性和體驗感，重視解決問題中能力的發(fā)展，培養(yǎng)全面發(fā)展的人的思維能力，是一種新的教育理念和學習方式.

1.2?基于STEAM模型設計導學案思路

本設計是將已經應用到生產實際過程中的STEAM模型元素貫穿到研學的戶外課堂中，讓學生體驗到航空航天、風力發(fā)電、敦煌壁畫等大型工程項目與目前學習階段基礎學習之間的聯(lián)系，并激發(fā)學生思想上的共鳴，用身處實地的工程與技術來鞏固課本上所學的科學知識與方法.

基于STEAM模型的“四步法”導學案構建流程為：

（1）提前發(fā)布導學任務：針對此次研學旅行的課程資源及學科學段學習內容特點發(fā)布學習任務單和研究型學習課題，讓學生課前通過網絡查找、學校圖書館翻閱資料、教材查找、詢問家長等方式解決.

（2）現(xiàn)場學習答疑解惑：到達研學地點，在研學過程中激勵學生帶著問題來“游”，以引發(fā)學生的學習動機；教師在適當時機提出問題讓學生來回答，增強學生的自信心和自豪感.

（3）每晚沙龍開展觀摩總結：當天研學結束后，指導教師結合當日的參觀項目，組織學生開展主題沙龍.

（4）過程目標雙量化考核：舉辦研學攝影比賽、研學報告評比、研學旅行征文評比、制作研學“美篇”等的過程性評價，并與“賽事星”競賽答題的目標考核相結合.

2?“絲綢之路酒泉站”研學路線與物理相關知識聯(lián)系

甘肅省酒泉市地處絲綢之路咽喉要道，是敦煌藝術的故鄉(xiāng)、中國航天的搖籃.本課題組成員參與了主題為“領略絲路古韻，傳承鐵人精神”的研學旅行活動，深度發(fā)掘絲綢之路酒泉站歷史文化資源，聚焦勞動實踐教育基地、老一井、王進喜紀念館、酒泉衛(wèi)星發(fā)射基地、莫高窟等地.研學過程中的一些站點與物理學科具有非常強的關聯(lián)度.

（1）勞動實踐教育基地：活動內容為認領班級土地、熟悉勞動流程、了解作物生長情況.知識點：將小車從土坑中拉出，如何用力最省勁——力的合成與分解、杠桿原理.STEAM模型指導：應用所學物理科學中力的知識和元素.數(shù)學運算思維來綜合判斷，從而解決實際勞動中的問題.

（2）老一井、王進喜紀念館：活動內容為解讀玉門油田老一井碑記，近距離觀察鉆井等一系列采油過程.參觀王進喜紀念館，深入了解王進喜生平事跡及對玉門油田的影響.知識點：抽油機上升過程電機從電網吸收能量電動運行，下降過程電機的負載性質為位勢負載，加之井下負壓使電動機處于發(fā)電狀態(tài)，把機械能量轉換成電能回饋電網——能量守恒定律.STEAM模型指導：在油田基地所見的抽油機，學生并不陌生，但是其工作機理部分與能量守恒定律的聯(lián)系使學生體會到物理定律在解決實際問題中的應用.

（3）酒泉衛(wèi)星發(fā)射基地：活動內容為參觀發(fā)射場、展覽館，體驗穿著宇航服，感受中國航天事業(yè)的發(fā)展歷程與中國航天人百折不撓的敬業(yè)精神.知識點：載人航天、星空探索、稱量地球質量——宇宙航行.STEAM模型指導：學生可以在科技強國、科技強軍、科技強民生等方面充分體驗到STEAM模型中各學科相互融合，定律原理如何應用到實際工程中.

（4）莫高窟：活動內容為欣賞壁畫之美和聆聽佛教故事，感受莫高窟的前世今生.知識點：精美絕倫的中心柱窟、殿堂窟等石窟以及美輪美奐的木質結構窟檐——建筑力學.STEAM模型指導：莫高窟高超的藝術造詣體現(xiàn)在石窟建筑工程中，充分體現(xiàn)力學藝術.

例如?以《宇宙航行》為例開展設計.

①提前發(fā)布導學任務（見表1）.

②現(xiàn)場學習答疑解惑.

到達研學地點，在研學過程中激勵學生帶著問題來“游” 衛(wèi)星發(fā)射場、指揮控制中心、酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心場史展覽館，以引發(fā)學生的學習動機；教師在適當時機提出問題讓學生來回答，增強學生的自信心和自豪感.“宇宙航行”課程設計現(xiàn)場講解知識點.

③每晚沙龍開展觀摩總結.

活動1：中國歷史上的宇航員，你最敬重哪位宇航員？為什么？

活動2：如果你成為一名宇航員，你在空間站里最想體驗什么項目？

活動3：如果你是空間站的總設計師，你想設計一個什么樣的空間站？

活動說明：限于酒店里沒有大教室的環(huán)境條件，教師利用網絡課堂的形式，通過隨機抽取發(fā)言人確定發(fā)言人及發(fā)言題目.

④過程目標雙量化考核.

在研學旅行結束后，通過活動的開展實施過程性量化考核.

活動1：開展宇宙航行“賽事星”競賽答題.

活動2：撰寫研學報告，并通過班級匯報方式進行評比.

活動3：舉辦“我的航天 我的夢”主題攝影比賽，收集學生在研學過程中拍攝的精美照片并評選最優(yōu)作品展覽.

活動4：舉辦“筑夢航天”征文競賽活動.

活動5：制作并網絡上傳研學“美篇”.

活動說明：“賽事星”競賽答題全員參加，答題分數(shù)作為基礎分，其他四項活動根據(jù)競賽結果獎勵等級分別加分，最終得到總分.

3?課后反思

3.1?基于STEAM模型以學生為主體提升研學學習力

研學課程設計仍然考慮課前、課中、課后的設計，基于STEAM模型，挖掘宇宙航行中宇宙速度、發(fā)射速度、運行速度等知識點的“教”和“學”之間相互聯(lián)系，結合衛(wèi)星發(fā)射基地真實工程現(xiàn)場，視覺效果更直觀，課前采用提前發(fā)布導學任務，做到有的放矢；課中現(xiàn)場學習答疑解惑，做到理實一體化；課后沙龍總結和過程目標雙量化考核，做到學習結果高效及時評價.

3.2?精準對接當?shù)匮袑W資源是探索研學課程設計的基礎

結合當?shù)亟z綢之路酒泉站的酒泉衛(wèi)星發(fā)射基地研學資源，精準對接宇宙航行教學內容，使枯燥的理論計算內容變得生動，學生在真實情境下探究欲望被激發(fā)，并且通過調查、走訪、聽講解等方式獲取物理信息，充分體現(xiàn)了學生的行動能力.

3.3?開發(fā)后續(xù)本土化的研學課程設計是研學活動的提升

以本次研學活動為契機，深度挖掘本土研學資源，組織科組內教師嘗試開發(fā)相關校本課程，建議學校及教育主管部門能通過延長研學時間、投入資金支持研學課程設計、提供更多研學資源等方式給予大力支持，把更多的課堂搬到戶外.

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