基于STEAM理念的Light Up Science课程在校外的教学模式探索

摘 要：STEAM教育是科学、技术、工程、艺术、数学多学科融合的一种综合教育模式。本文以北京市少年宫开设的Light Up Science课程为例，探讨了校外教育环境下的STEAM教学模式—以综合性单元主题来设计探究内容；以综合实践性活动来开展室内外教学；以产品化成果来评价学生；以多师授课促进学科融合。最后，介绍了该教学模式的实施成效。

关键词：STEAM教育；核心素养；模式探索；评价

引言

1.STEAM教育模式

STEAM教育是集科学、技术、工程、艺术、数学多学科融合的一种综合教育模式，五个字母分别代表科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、艺术（Art）与数学（Mathematics）。STEAM教育模式发源于美国，很快风靡全球。2015年9月，教育部发布《关于“十三五”期间全面深入推进教育信息化工作的指导意见（征求意见稿）》，其中提到了未来5年对教育信息化的规划，提到要“探索STEAM教育、创客教育等新教育模式”。科学求真，艺术求美，人文求善，STEAM教育模式对培养科技创新后备人才具有非常重要的意义。

2.核心素养

经济合作与发展组织（OECD）的“核心素养”结构模型、欧洲联盟（EU）的“终身学习核心素养”体系以及美国的“21世纪技能”等等，都提出了关于21世纪人才所应具备的核心素养。中国学生发展核心素养体系的提出，标志着我国新世纪人才培养目标范式的转变。我国根据国家发展对人才的要求，确立了人文底蕴、科学精神、学会学习、健康生活、责任担当、实践创新六大核心素养，树立了我国新世纪教育立德树人的风向标。

3.Light Up Science课程

北京市少年宫自然探索项目以培养学生核心素养为目标，重点培养学生的科学精神、创新实践能力，引导学生学会学习。作为一名从事校外一线教学近20年的科技辅导员，在具备扎实的专业知识和活动设计能力之外，需要不断吸纳国际上先进的教育理念，并将这些理念与自己的活动项目相融合，着力培养面向未来的高素质公民。从项目发展和学生需求出发，北京市少年宫从2014年开始创新教学，开设学科·英语整合课程Light Up Science。一方面，科学内容作为英语语言学习的素材，为语言学习创设了真实交际的情境，拓展了学生语言学习和运用的空间，学生在科学内容学习的驱动下，将所学语言运用到科学内容的学习过程中。另一方面，英语语言是科学内容的载体和交流的工具，具有国际视野的内容可为学生开辟新的视角去理解科学。在教学中，教师引导学生通过动手、动脑、听、看、写、画、玩、唱等多种方式，加强该课程与社会、自然以及生活的联系，有效地激发了学生的学习兴趣，培养和发展了他们的创新实践能力，学生在丰富多彩的科学实践活动中自然习得英语语言。课程设计无论从活动形式、活动内容、活动评价都与校外教育“活动育人”的宗旨是一致的。实践证明，这种活动模式深受学生的喜爱，并得到了广大家长的认可。

Light Up Science课程在校外的教学模式

校外教育通过“活动”实施教育，具有开放性的特点：内容的开放性、时间和空间的开放性以及形式的开放性。以下，笔者将从一线教师的视角阐释如何基于Light Up Science课程设计STEAM活动并开展教学。

1.以综合性单元主题来设计探究内容

Light Up Science课程涵盖了物质科学、生命科学、地球与空间科学、技术与工程四大领域。以联系现实生活的综合性主题来整合学科教学内容，是在活动中开展STEAM教育的切入点。动物、植物、栖息地、光、声音等都是较好的综合性主题。例如，在“种子”这个单元，包括种子的传播、种子的萌发、幼苗的成长三个话題，融合了植物、动物、水、光等内容。教师应围绕学生身边的综合性问题，创设教学情境，设计探究任务，并注重引导学生透过实验现象，理解实验的本质，学习总结实验结论，掌握科学思维的精髓与内涵。对于学生而言，首先，可以发展他们的问题解决能力和综合运用多学科知识的能力，锻炼他们的理性思维、科学探究以及技术运用等能力；其次，可以培养学生的科学精神和科学态度，而不仅仅是让学生获取一些科学知识；最后，学生的情感态度价值观受到熏陶，他们从种子的内部结构中感知生命的奥秘，从亲手操作实验以及种植种子的过程中感知生命的奇迹，从而学会热爱生命、关爱生命、尊重生命。

2.以综合实践性活动来开展室内外教学

既动手又动脑的科技实践是STEAM教育的一大特色，也是整合多学科教学方式的切入点。这些实践是综合科学探究与工程设计的活动，既有像科学家一样开展的科学实验、科学建模等探究活动，也包含像工程师为满足某些需求而进行的工程设计活动，因此STEAM活动有助于培养学生的实践创新与人文底蕴等核心素养。例如，在研究月相时，学生小组合作，用奥利奥饼干等材料制作月相图，充分整合了科学、工程、技术、数学和美术；在探究风媒传粉时，学生会用小木棍、毛刷和双面胶来制作风媒花的模型，并在模型顶端蘸上面粉来模拟花粉，用嘴吹模型，以模拟风媒传粉的过程；在学习水循环时，机器人教师用教学机器人自主设计并搭建了一套模拟水循环过程的教具，将机器人搭建与编程以学生们能够理解的方式与课程主题有机结合起来。

大自然是最有效、最活生生的生命课堂。在学习植物时，教师会带领学生走出教室，走进教学植物园，让学生亲自观察虫媒花与风媒花，发现、记录、总结它们的区别。在这样的户外实践环节中，学生开展的是体验式学习，这有助于提高学生学习的兴趣，增强直接经验获取，加深对知识的理解，提高科学观察的能力。从学生反馈来看，所有的学生都对户外实践非常感兴趣，有学生认为，“外出可以让我们更好地观察大自然，认识植物的特征，这比书本上的描述更加真实。”有学生说道：“如果不亲自闻一闻、摸一摸，看一看，只凭文字介绍，很难理解虫媒花的特征，只能是死记硬背。”大自然是最好的课堂，基于地点的学习将是开展自然科学教学必不可少的活动形式。

3.以产品化成果来评价学生

以产品化成果来评价学生，是STEAM教育的一大特色，也是整合多学科学习与评价的关键点。在评价学生时，教师不仅要关注学生对学科知识的理解深度、科学性解释及其迁移运用，还要关注学生的团队合作、技术运用、人文情怀、审美情趣等素养。例如，在Light Up Science每个学年最后一个单元，是设计与技术单元，学生会利用一些物品进行设计与制作，完成一个作品，如：明轮船、灯塔、遮蔽处等。每个设计与技术单元包括三个环节：在制作环节，会给学生设定一个任务，并指导学生完成产品的设计和制作；在测试环节，学生要检验他们的产品是否达到预期目标，还可以基于给定的标准对产品进行评分；在反思环节，学生将有机会回顾设计与制作的过程，并反思如何改进产品。在评价方式上，教师要尽可能地多采用真实性评价，鼓励学生积极创新、团队合作，并以多媒体等手段展示自己的产品，同时鼓励学生开展自评与互评，切实地以评价促进学生发展，让他们具备信息意识，学会自我管理，勤于反思，乐学善学，勇于质疑，乐于探究。

4.以多师授课促进学科融合

在校外，笔者初步尝试了多师授课的教学模式，以整合教师专长，促进学科融合。以“制作遮蔽处”为例，首先笔者基于教材的蓝本，从“概念”、“设计要素”两方面结合实物照片对遮蔽处进行讲解，让学生建立理论层面的认识；然后，指导学生以小组为单位，设计并制作了“遮蔽处”模型，加深学生对遮蔽处设计的理解；最后，为了拓展学生的视野，更好地联系现实生活，笔者邀请了有工程设计专业背景的模型老师开展拓展活动——模型老师将一个顶级户外帐篷带到教室里，从专业角度介绍了工业产品的一般设计制作流程，并鼓励学生尝试搭建实际的帐篷来加深对遮蔽处的功能和选材的理解。实践证明，多师授课、学科融合的活动模式能够丰富学生的体验，拓展学生的视野，提升学生的审美情趣，让学生更好地将所学知识运用到实际问题的解决中去。

Light Up Science课程的活动效果及反馈

Light Up Science课程在北京市少年宫深受学生欢迎，究其原因，关键在于通过教师对教材的整理、总结和拓展，激发了学生对于科学实践的热情。通过四年的学习，学生的变化显而易见，比如：他们对于自然的认识，对于科學的喜爱与日俱增；科学思维能力、动手实践能力、科技英语运用能力也有很大的提高，尤其是学生敢于大胆用英语去表达自己的思想和观点。

通过对家长进行的问卷调查，我们发现：家长们认为孩子在多个方面都有不同程度的提升。其中，83.3%的家长认为孩子的科学知识变得更加丰富了，77.8%的家长认为孩子的科学实践能力提高了，66.7%的家长认为孩子在科学思维方法方面得到了充分的锻炼。部分家长表示，希望增加一些贴近生活、甚至是科技前沿的主题，如人工智能、大气治理等，以便更好地让学生学以致用。

参考文献

赵成平，黄萍.2004.双语教学大突破——技能与方法[M].重庆： 重庆大学出版社.

史建华.2014.校外教育机构教师手册[M].北京： 光明日报出版社.

刘景福，钟志贤.2002.基于项目的学习（PBL）模式研究[J].外国教育研究，（11）： 18-22

马洪梅，北京学生活动管理中心自然探索项目辅导教师，中学高级教师。