例谈基于STEAM理念的科学探究课程的实施王越玲

STEAM教育注重学习和现实生活之间的联系，有利于培养学生三大核心素养（批判性思维、开放性思维以及社会使命感）和七大能力（创新创造能力、团队合作能力、问题解决能力、科学探究能力、动手实践能力、自我反思能力）。科学探究的形式多样，但其目的均是解放学生的天性，激发学生的创造力和想象力，培养学生的综合实践和动手能力，同时也推动教师自身的发展。而这一目的与STEAM理念不谋而合。在此，将以“桥梁”一课为例，讨论如何基于STEAM理念开展科学探究课程。

一、以学生为中心，促进学习能力的形成

基于STEAM理念的科学探究课程以培养学生核心素养为宗旨，让学生围绕实际问题思考可行的解决方案，注重对学生自主学习、合作探究以及思维方法的锻炼，试图通过思维碰撞，促进学生深层次、理解性的学习。教师可通过以下方法引导学生。

1.选择恰当的教学方法

“桥梁”一课分为四个单元：“桥梁小家族”“梁桥”“拱桥”“桥梁大比拼”。每个单元都由一些小的项目组成，并以问题为中心展开。如在“梁桥”单元，学生将研究“不同形状的桁架对于梁桥稳定性有什么影响”，同时经历“分析问题—提出可行方案—实践—提交报告”的学习过程。这一自主学习过程可以采取项目式教学法进行。即以项目问题为学习起点，通过小组讨论和研究中心问题展开实践，最后进行汇报及总结。在这个过程中，学生需要主动学习，而教师则更关注问题的提出，并保证学生以项目为导向。

2.建构学科知识框架

STEAM教育提倡打破学科界限，强调知识的整合并将其转化为学生容易理解和掌握的形式，因此要对知识框架进行建构。知识框架是对繁杂知识的简化，有目的地搭建学科知识框架能够让学生更全面、快速、深入地分析问题与解决问题，从而提高学习新知识的效率。搭建“桥梁”一课的知识框架经历了如下过程。一是分析学生需要掌握的前概念。要对学生提出更高的要求，需要学生在知识和能力方面有一定的准备。二是在已有知识和能力的前提下，挖掘学生与其前概念相匹配的知识能力。三是将与本课相关的全部知识与能力分别归入STEAM五大学科分类（见表1）。

二、保护学生好奇心，促进创造性思维的发展

STEAM课程本身极富创造性。教师可以教授学生一些创造性思维策略，鼓励学生在项目设计中保持独立的思考和创新精神，促进学生创造性思维的发展。

1.创设有趣的情境

在学生思考造桥因素时，笔者组织了一场辩论赛，引导学生们从经济、社会、自然、人文等因素方面论述在山区建桥的合理性，由此激发他们主动探究问题、解决问题的热情和兴趣。这也符合STEAM课程希望学生根据现实问题的需要将各个学科的零散知识整合在一起解决问题的要求。

2.課前有效的角色代入

与其给学生设计代入一些他们无法接触和想象的事物，不如以实际生活为切入点，赋予他们一个合适的主题角色。当学生进入另一个角色时，更容易产生探究的热情，提升解决问题的创造力。例如，在搭建拱桥时引导学生化身工程师解决造桥问题。自我代入需要根据不同的课程内容进行设计，教师可按需而制。

3.重视头脑风暴的应用

头脑风暴由美国学者奥斯本提出，是一种打破常规思维方式的讨论形式。在头脑风暴阶段，学生的思维高度活跃，是培养创造力的绝佳时期。例如在“桥梁大比拼”这一单元，笔者首先要求学生在小组内进行头脑风暴。学生要思考设计哪种类型的桥，以及搭建模型需要多少材料。针对这两个问题，小组内罗列出多种方案，并从中选取最有利于解决问题的方案，最后要在全班发言。头脑风暴可以明显减少对学生思维的局限，更好地体现学生思维的独特性和创造性。

三、加强评价的多样性，促进学生全面发展

1.增加学生自评与互评

教师的评价要有一定的延迟性，可先由学生进行自评和互评。如在“搭建拱桥”单元，学生对组内设计进行汇报时，教师可请其他组的学生评价该组方案是否可行。在完成拱桥的最终搭建后，由每个小组选派的验收人员进行投票，选出最优设计方案。由学生点评，不仅能提高学生的语言表达能力，还能促进其对本组设计的反思。

2.结果性评价

在实际应用中，最终选用的一定是成功的方案，所以要重视结果性评价。如“桥梁”一课设置的检验环节，就是根据项目要达成的目标进行评价，筛选最优设计的过程。实践表明，结果性评价能提高学生良性竞争的意识并促进学生反思。

四、注重反思，师生共同进步

1.重视反思后的完善

反思性学习可培养高阶思维。在整个项目过程中，从前期的理论知识到最后的模型展示，历经较长周期，学生通过反思，变被动学习为主动学习，优化了学习的思维过程。反思有多种表现形式。一是小组展示交流时，立刻反思在设计讨论过程中出现的问题以及解决办法，包括知识层面和团队合作层面。二是在搭建桥梁结束后，回顾整个过程，并对小组设计进行优化和完善。

2.加强教师的课后反思

作为学生的领路人，教师必须对教学进行不断反思。STEAM课程没有明确的界限，知识涵盖面广，对教师的能力要求较高。课后反思能让教师对教学内容有更深刻的理解，从而不断提高专业水平。

基于STEAM理念的科学探究课程的设计、实施、评价与反思，需要教师持续的探索与实践，从而促进学生在探索过程中锻炼动手实践能力，在积极动脑发散思维中提高创造力和想象力，在交流合作中切身感悟科学的真谛与精神，真正做到动手、动脑、动心。

（责任编辑   郭向和）