做有温度的STEAM教育

张宏 闫春峰 李慧

課程概要

继红小学对于STEAM课程的理解和实施开始于2015年，至今已经有3年多的时间了。我们对于STEAM课程的认识和理解从开始的字面分析、学习借鉴，逐渐内化成为一种理念。从单纯的追求技术，到全学科参与务实研究，经历了比较漫长的过程。现在，我们理解的STEAM课程，不仅是综合的技术教育、跨学科的融合，更是创新教育、个性化教育的理念和基于解决真实问题的探究性学习方式。我们学校是全员参与STEAM课程探究与实践，进行了大量的学科整合与技术探索。在实践中，我们切实体会到，STEAM课程决不是仅仅以学技术为目的，课程的核心应是以人为本、解决问题，我们提倡做有温度的STEAM教育。

1.课程设计目标

我校依据STEAM课程教育的特点、“追求主动发展”的办学理念以及学生的现有情况，确定了“以校本课程为实施载体，综合信息技术与科学、数学、美术、音乐、语文等相关内容；从学生的兴趣出发，基于真实问题，营造探索、发现、创造三个条件激发学生学习；以培养学生的求知欲、自信心、思维技巧、创意表达、解决问题能力为目的；以发展学生的个性特长，提升学生的综合素养为宗旨”的课程目标。课程活动被安排在“课后服务”的自主拓展课程中，学生对象跨年级和班级，涵盖Scratch创意编程、3D设计与打印和传感器的应用等诸多项目活动。

2.课程设计思路

STEAM教育涵盖的范畴特别广泛，从Arduino开源硬件与编程到各类机器人搭建与设计，再到创客空间与3D打印等都蕴含其中。如果仅从技术角度出发来设计小学阶段STEAM课程，我们做不到将技术做得高大上。因此，我们更多地将人文的情怀与德育教育融入到STEAM课程中，让学生感受到创客作品不再是冰冷的科技产物，而是有温度的。故此，我们将“做有温度的STEAM教育”作为我们课程设计的根基，追求技术让“爱”看得见。图1、下页图2为课程中的两个主题单元内容。

3.课程实施方案

课程活动被安排在“课后服务”的自主拓展课程中，学生对象跨年级和班级，涵盖Scratch创意编程、3D设计与打印和传感器的应用等诸多项目活动。在课程研发过程中，我们经历了对学生的问卷调查、与各个学科教师的课程整合、结合学校的德育课程，与多学科教师依据学情共同制定了课程的主题内容，再由授课教师初步设计课程内容，研究团队教师进行听课、评课、反思、改课，最后形成了较为稳定的课程内容。

典型案例

典型案例1：《3D打印设计指环》

《3D打印设计指环》一课是在“爱用科技来表达”主题下的一个小课题。在我的班级里，有一位学生得了白血病。听到这个消息，我和学生们都很难过，想为她做些力所能及的事。我们在课堂上讨论如何帮助这位学生，学生们群策群力，有的要捐款，有的要送吃的，但大家还是觉得花钱买来的东西不足以表达我们的心情，商量着能不能亲手做点什么，给那位生病的学生以鼓励和信心，帮助、陪伴她共度难关。

我提议大家用3D打印设计个性指环。因为这样一个真实的问题，学生在设计制作中全情投入，用智慧和创意，用一个简单的3D作品表达深厚的情感（如图3）。学生的设计和制作，虽算不上精美，但蕴含其中的初衷和情感却给这冰冷的作品带来了温度。

学生带着自己的问题，课堂上主动尝试科学严谨地探究问题，了解3D建模的过程以及打印机工作状态和作品形成过程。拓展任务环节难度加大，也更开放了：美化指环，关注的是学生的自主学习能力，独立思考，将自己的想法付诸实践，大胆尝试，发挥空间想象力和创新设计的意识。

在评价展示环节，学生能根据评价量表从指环设计、结构、创意形象等方面表达自己的看法和观点，并认识到其实创造一件3D展示作品就是表达思想和个性的重要途径。我觉得学生做得很好，收获也很大。其中最令我们感动的，是学生这种基于问题、寻找方法、学习知识、展示个性、表达情感的探究模式（如上页图4）。

这一系列的课程，还有教师节时学生亲自设计制作的各种小礼物，父亲节送给爸爸的泊车号码牌，为了给宠物更舒适的环境的各种高科技改造，为解决防震问题设计的避震屋，航模、火箭制作中的强国梦……（如上页图5）通过这一系列课程的学习，学生明确了技术是为了解决实际问题，是为了追求美好的生活，是为了表达精彩的创意，是为了传递心中的爱。技术让“爱”看得见！

典型案例2：《简易倒车雷达》

技术让冰冷的科技产物有了爱的温度，这种爱将推动学生成为一个个小主人。从爱家到爱班级，再到爱校园乃至爱社会、祖国，他们无时无刻不在发挥着主人翁精神。在这种理念的带动下，我们设立了“我爱我校”这一主题内容。这一主题内容是学生对校园热爱之情的一个展现，从学科知识到德育渗透，从想法设计到动手实践，不是哪一位教师的功劳，其中饱含的是我校多位学科教师的辛勤付出。《简易倒车雷达》只是这个主题下的一个小小的片段，其创意来源于一个因妈妈停车技术不好导致屡次迟到而苦恼的小男孩。为了解决这个现实问题，我们采用“百变机器人”套装搭建了模拟设备，运用Scratch进行编程设计。

这节课一共设计了以下三个学习任务。

任务1：如图6所示，以小组为单位搭建倒车雷达装置。STEAM课程的宗旨在于“动手动脑的探索式学习”，所以在完成任务的过程中，我们将更多的时间和空间留给学生进行合作、探究，提倡做中学，学后用。课堂上，我们看到学生参与学习的积极性很高，解决问题的过程中也表现出了不畏困难、敢于探究的精神。这样一种精神的奠基，对于学生来说是将受益终身的。

任务2：如图7所示，依据倒车雷达的工作原理，设计简易的程序流程图。在以探究式学习为本质的STEAM课程中，我们鼓励学生发现问题、分析问题并积极主动地寻求解决问题的方法。因此，在编程教学活动中，为了帮助学生建立科学的理性思维，我们侧重引导学生将实际问题运用流程图的形式进行梳理和表达，从而提高学生利用流程图算法认识事物、设计解决问题方案的能力。