STEAM教育支持的核心素养培养案例研究

黄馨 孔晶

摘  要 基于STEAM教育思想，结合有关核心素养的具体教学案例进行分析，得出目前我国结合核心素养培养的STEAM教学课堂应该做几点改善：课堂中的教学主题应是解决实际应用问题且贴近学生生活;教师在教学中的归纳总结转换为提升学生的思维，激发其思维发散，使学生思考问题能够多维度、多角

度;在教学过程中培养学生乐学勤学的科学精神。

关键词 STEAM;核心素养;机器人;项目式学习

中图分类号：G640    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2019）07-0068-03

1 STEAM教育

STEAM教育是以数学为基础，从艺术和工程的角度解读技术和科学，引导学生将实际中的生活问题以跨学科的理念去解决[1]。STEAM注重不同学科之间的知识联系，主要围绕科学、工程、技术、美学和数学等相关科目与领域展开，重点强调各个领域之间的联系，一起拓展人类有关周围世界的认识，培养学习者的核心竞争力。其中，科学是关于自然界的研究，是一种通过观察和逻辑思维推理学习自然界的方式，并能够创造新的知识;技术是科学和工程的产

物，人们创造和使用技术解决现实生活中的问题;工程是人类进行产品设计和创造的知识体系，也是解决问题的过程，其使用科学创造出的新知识以及技术探索解决问题的方式;数学是运用抽象化和逻辑化的推理方式，在科学、工程、技术方面广泛应用;艺术是增强学生的人文素养，通过在课程中加入人文艺术，提升学生的审美与个体觉悟，使其更加全面综合地发展。

华南理工大学附属实验学校“为母亲节献礼”项目充分体现了STEAM教育的特征[1]，该项目通过以STEAM作为桥梁的跨学科式学习，横跨美术、生物两个教学学科，使学生在动手实践中熟知生物学科内容中的植物光合作用与呼吸作用的原理;与此同时，在美学教育方面，体会如何通过裁剪、拼接和对色彩的搭配完成一件艺术小制作，增强其人文素养底蕴。

在设计卡片环节之前，教师可提供纸张，以供学生在纸上呈现自己的制作流程，以此使学生接触工程设计流程，了解流程设计的大致思路，培养学生构建完整的流程思路。与此同时，教师组织学生互相交流，探讨彼此的设计思路，提出自己设计过程的想法和自己能力无法实现的问题，促进学生创新和强化问题解决的能力，以此改进卡片设计。

在这节STEAM课堂中，教师关联学科的整合知识，将生物科学与现实生活联系起来，注重学生动手的实践和过程，以及贴近生活，突出技术和工程实践，强调知识与能力并重，倡导“做中学”，强调学生创新和创造能力的培养。原本只能在教室实现的生物、美术课堂教学因STEAM教学模式的加入，学生的积极性被调动，教师教学生动有趣。

STEAM以多学科融合的教育理念，成为一种培养未来优秀综合型人才的教育模式。基于21世纪全球人才培养的共同目标，以及中国学生终身发展目标与核心素养间的对接，STEAM跨学科教育在世界各国日益朝良好态势发展，其与核心素养培养充分融合是必然趋势[2]。

2 核心素养

2014年印发的《教育部关于全面深化课程改革 落实立德树人根本任务的意见》（教基二〔2014〕4号）中指出：“教育部将组织研究提出各学段学生发展核心素养体系，明确学生应具备的适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力。”综合世界各个国家（地区）以及国际组织在核心素养概念内涵方面的界定，对于核心素养的定义可以这样总结：核心素养是学生在接受相应学段的教育教学过程中逐步形成的适应个人终身发展和社会发展需要的必备品格与关键能力[3]。

核心素养包含文化基础、自主发展和社会参与三个方面，这三个方面又可分为人文底蕴与科学精神、学会学习与健康生活、责任担当与实践创新。人文底蕴包含人文积淀与情怀和审美情趣，具备良好的人文底蕴是一个人将来在社会发展立足的根本;科学精神包含理性的思维方式、批判质疑的思维模式和勇于探究的科学精神，学生对于教师所教授的知识不再是一味地照搬照抄，而是带着质疑去学习探究;学会学习与健康生活包含乐学勤学、珍爱生命、健全人格和自我管理;责任担当包含社会责任、国家认同和国际理解，爱国敬业是每一个中国人都应该具备的品质;实践创新包含问题解决、技术应用以及劳动意识，当代社会要求且需要每一个学生都具备创新意识，共同推动社会进步。

3 STEAM教育支持的核心素养培养案例分析

我国教育改革的必然趋势是STEAM教育与核心素养培养的对接。STEAM教育与核心素养培养在人才观、创新观与知识观等方面高度的契合性为其对接提供了可能性[1]。

前文提到，STEAM是一种教育模式、教育理念，是一种跨学科式的创新型学习方法。STEAM教育与核心素养培养密切联系、相互依存。如“STEAM理念下的校本课程‘圆型教案设计——以‘正方形赛道一课为例”，STEAM教育中的Science（科学）、Technology（技术）、Engineer（工程设计）、Mathematics（數学）与核心素养中的自主发展与社会参与得到良好的有机结合。

在这节课中，教师要求学生在一个内边长为60厘米、外边长为85厘米的正方形赛道上使用mBot机器人完成相应动作，具体任务是学生操控机器人从正方形跑道的任意地点出发，绕其走一圈后到达起始位置，要求学生通过计算机编程使机器人完成这项固定项目的动作。在学生小组调试让机器人直行一定距离和转正方形直角的过程中，学生学会控制变量的数学思想，在多次记录实验数据的过程中体验统计与修改变量的方法，并且培养勤于反思和理性思维的习惯;通过互相协作，发现实际操作机器人中电脑编程与实际情况不符等问题，探讨问题，在解决问题中学会相互交流、互帮互助、协作探究;在前期制定项目流程图的过程中，能够体验工程实施的方法，工程技术在教学中得到应用，通过制作流程图，思路不再是在脑海中呈现，而是跃然纸上。当学生动手写下思路就发现，脑中所想和笔下记录有所出入，通过与同学、老师的交流探讨，更加实际地审阅自己的想法，加以修改，更加完善对工程设计的理解，体验问题从发现到解决的一系列步骤，塑造结构清晰的逻辑思维能力。

教师使核心素养融入课堂学习，小组学生探讨机器人编程，完成指定动作的应用，加强对于机器人和计算机网络编程技术的学习。这一整套项目式学习给学生创造了一个真实情境，使学生能够更加身临其境地了解应用计算机编程和数学，且在跨学科问题解决过程中促进计算机网络编程和数学的多学科融合，而且着重塑造核心素养，使学生不再运用单一的知识解决应用问题。

以美国生物学教学案例进行分析。美国著名流行女歌手Lady Gaga在2011年推出一首单曲Born This Way，歌词里主要传达了每个人都拥有独一无二浑然天成的美，DNA决定了人类的种族样貌。美国的中学生大都非常熟悉并喜欢这首歌曲，教师借助此曲来教授有关DNA知识，令学生耳目一新，可以很好地激发学生的学习热情。

本课程需要事先准备Born This Way的原唱单曲、音乐外放设备以及表演所需道具等。首先，教师教授学生学习DNA的相关知识，如DNA的本质是什么？DNA位于人体的哪里？为什么对于每个人，DNA具有如此重要的意义？对于这部分知识的传授，教师可以通过课堂讲授、阅读课本教材和观看与DNA相关的视频的方式进行。之后，教师播放Born This Way，让全班学生一起听。聆听完歌曲之后，教师布置的课堂任务是要学生替换原曲歌词，将本节课堂所学习的DNA知识融入歌曲中;歌曲编译完成以后，借助外放音乐进行舞台表演，最好在表演时还能加上一些舞蹈动作，或者事先准备的服装道具。活动的开展方式多种多样：全班学生可分成若干组，每组学生都要改编完成一个小组作品;或者让各小组提出设计创意、填词和表演等任务，全班共同参与完成一个编曲作品，将此次学习变成全班活动。学生在学习和创作过程中所做的课堂笔记，可为教师进行课堂评价提供依据了;也可设计当堂抽查默写，检查学生对本节课DNA知识的学习掌握情况[4]。

这个案例生动地将生物学科知识与音乐、舞蹈相结合，教师在该课堂中以音乐为切入点，逐步引领学生将他们的视野从音乐转向生物科学知识，进而教授有关DNA的学科知识，最后重新将知识带入音乐，完成一个循环。从音乐本身出发，Born This Way这首歌本身传达了每个人都拥有独特的美，在这个世界上每个人都是独特的个体。以这首歌为中心，培养学生核心素养中的国家认同与国际理解，同时激发学生的学习积极性;通过改编歌词，依次插入生物知识，在对于这首歌的理解上，学生会以更强烈的积极性和目的性去学习本课知识;最后以舞蹈、歌唱的形式呈

现，使教学活泼生动。

本节课，学生除了能更好地掌握、熟知DNA的相关知识，乐理知识同样得到提升。学习生物知识不再是整个课堂的全部内容，学生也不只单一掌握生物知识。结合音乐的生物课堂生动有趣，学生一边学习有关DNA学科知识，一边培养其人文情怀与交流技能。在这节结合核心素养的STEAM课堂中，从态度、情感价值观方面来说，该课程能帮助学生建立自信，更好地认识自己的特长，充分发挥自身优势。

结合核心素养的STEAM教学与传统的STEAM教学模式相比，更能体现我国教育对中小学生创新能力、交流技能、合作能力、信息素養等能力、品格培养的重视，不再是单单注重学生对于学科知识的运用，而是以一种综合的、基于学科知识的教学方式对学生进行教学，不是单纯地授予其知识，而是通过授予知识的方式使他们学会学习、健康生活、能够担当、有创新性思维。不仅育人，更使他们懂得如何做人，使其走出校门不仅能够使用储备的知识实现自我价值，更能成功地适应社会，促进社会发展。因此，结合核心素养培养的STEAM教育是教育教学中的大势所趋，两者结合是不谋而合，或者说是殊途同归。

4 研究结论

通过了解结合核心素养培养的STEAM教学案例，可得出现阶段我国中小学实施该课堂教学，教学主题应是解决实际应用问题且贴近学生生活。兴趣是学生最好的老师，一个贴近学生生活的学习主题更能引起他们的共鸣，激发学习积极性;在学生进行小组学习时，教师引导学生学会互相交流学习，培养其乐学善学、勤于向他人讨教的求知精神;教师应引导学生不再是用一种学科知识去解决问题，而是打开思路，以科学精神从多角度去看待解决问题。■

参考文献

[1]袁利平，张欣鑫.论STEAM教育与核心素养的对接[J].陕西师范大学学报：哲学社会科学版，2017，46（5）：164-169.

[2]范文翔，张一春.STEAM教育：发展、内涵与可能路径[J].现代教育技术，2018，28（3）：99-105.

[3]林崇德.21世纪学生发展核心素养研究[M].北京.北京师范大学出版社，2016.

[4]李士杏.美国STEAM生物学教学案例分析[J].生物学教学，2018（4）：8-9.