STEAM案例课程的设计方法与途径探究

何增荣 孔令书

摘 要：传统课程的教学中往往比较注重单科的学习，尤其是在应试教育环境下比较关注的是学习的分数，长此以往，学生的应试能力发展水平比较高，创造性思维的发展、解决问题的能力、核心素养的发展水平等受到一定的限制。STEAM案例课程与传统课程对比不再局限于单一学科，更加注重在真实情境中学生跨学科、多学科融合性的高效学习。项目化学习遇上STEAM案例课程使得学生在合作性的跨学科能力、多方面的实际操作能力、创新能力、核心素养的综合能力水平更进一步发展。文章以合肥市习友小学特色STEAM案例课程项目化学习方式为例进行阐述。

关键词：STEAM课程;项目式学习（Project-Based Learning）;教学策略;核心素养

一、 STEAM案例课程的特点

（一）STEAM案例课程的跨学科性

STEAM一词最早源于科学（Science）、技术（Tecnology）、工程（Engineering）、艺术（Arts）、数学（Mathematics）五大学科英文单词的首字母缩写。STEAM是一种全新的教育理念或者说是教育模式，最早在美国开始发展，这种思想理念现下引入中国，已掀起一股热潮，各大城市的中小学对于STEAM案例课程的探索实践越来越多。在中国的校园STEAM案例的探索过程中结合自己的实际特色，由最早的这五大学科出发进行跨学科教学，却又不局限于这五门学科。跨学科不仅仅是由打破某一门学科的垒壁跨入另一个学科，也可以是多学科间的知识点交织融合形成的特色案例课程。如我校在Scratch社团编程教学时不是简单地将信息技术学科与工程学科进行组合，而是有机地结合了美术、德育等相关课程，以Scratch软件为载体的特色社团课程。学生在这样的案例课程学习中不再单一地学习某一学科的知识，从而使得多方面的综合能力都能得到发展提高。

（二）STEAM案例课程的融合性

STEAM课程跨越多门学科知识点，如果只是简单地将几门学科的知识在一个案例或多个案例中机械地讲解学习，对于学生来说，这样的学习过程是没有什么意义的，对教师而言也没有开发探索Steam案例课程的价值。Steam案例课程更加强调在真实情境中学生通过协作探究解决以往通过单一学科知识无法解决的问题，所以steam案例课程更加注重学习内容的融合性。

以3D打印社团《智能水族箱》案例课程的学习为例，教师告诉学生需要设计出一款智能水族箱，并提出一些关于智能水族箱功能的要求。学生利用课外的时间去到花鸟鱼虫市场、大型商超的水产品区域观察到真实生活情境中一些水族箱的外观、种类、样式、功能等特点，并进行了相应的记录和初步的构思。回到社团之后，学生们在小组间进行了交流探讨，各式各样的新奇的功能、特点、外观以及想法开始了激烈的碰撞，学生们纷纷开始在稿纸上进行智能水族箱草图的初步绘制。有了成熟的设计方案后，学生们开始利用3Done软件进行创作设计，最终作品成型后通过3D打印机将智能水族箱模型打印出来。然后在老师的指导下给智能水族箱安装主板、电源等相关电子元件并进行测试。在整个智能水族箱案例的设计过程中融入了综合实践、美术、信息、工程几大学科的知识，使学科间的界限不再那么深厚，能够有机地融合成一体。学生体验到在真实情境中观察、思考、交流、提问、协作探究、实操，完成最终的作品后带来的成就感。

二、 项目化学习模式下STEAM课程设计方法

1. 项目化的学习方式简称PBL（Project-Based Learning）学习方式，是目前当下比较流行的一种以学生为学习中心，注重发挥学生在一个项目中发现问题、提出问题、组内规划计划、提出一些相应的解决方案、组间生间互相评价、最终解决相应问题的一种学习方式。项目化的学习方式符合当下STEAM案例课程的设计思路，传统课程的学习过程往往过分注重发挥教师的主导作用，很多时候弱化了学生在学习过程中的主体性。项目化的学习方式设计的STEAM案例课程中教师是学生学习过程中隐形的指导者、支撑者、倾听者，为学生的学习做好相应的支架和支撑。以我校小菜园种植基地STEAM案例课程为例，学生在项目化的学习过程中，通过以下的相应环节实施最终精彩作品展示的过程。

2. 学校将相应的种植基地分给各班级，不给各班提出明确的种植要求，放手让各班学生的自主操作。各班级在领到相应的小菜园种植基地后，带领学生们去到种植基地的真实情境中观察，引导学生思考，这块菜地可以干什么、打算怎么做，有什么计划？教师没有对学生提出具体的问题和要求，在真实情境中发挥了隐形的指导者作用。

3. 项目化学习环节

（1）发现问题。学生观察真实情境中的空白种植基地，引发思考可以利用这块种植基地来做什么？这块菜地是什么形状的？有多大面积？可以种植一些什么蔬菜……学生们发现了很多不同学科的问题。

（2）提出问题。不同的学生从不同的学科角度出发提出了不同问题。如从数学学科角度出发，学生们提出了不同的问题：种植基地设计成什么形状的？长方形、正方形、圆形、半圆形还是一些不规则形状。如何测量不同形状的面积，用什么工具怎么样的形式来测量。从科学学科角度出发的学生提出了：在不同的季节该种植什么样的植物？春天种植什么？秋天种植什么？是种植蔬菜还是种植花卉呢？一个个有趣的问题由学生的小脑袋迸发出来。从综合实践学科角度：涉及靠墙位置的空白种植基地怎样为栅栏空地的面积最大等等问题。

（3）组内规划、计划。根据前两个环节同学之间提出的相应问题，小组内有针对性地开始根据实际情况规划设计。比如涉及种植的形状，长方形、正方形、圆形、半圆形这些形状比较容易测量得到对应的长、宽、边长或者半径这些具体的数据。使用到的测量工具如米尺、卷尺等。根据季节的不同规划种植不同种类的蔬菜、水果、花卉等，春夏季节种植一些豆角、黄瓜、茄子、青椒、小青菜、草莓等。秋冬季节种植一些萝卜、大蒜、油菜、蚕豆、豌豆等。种植相关蔬菜需要的种子、化肥、种植工具等从哪里购买，这些需要请教家长或者老師。分到靠墙位置的班级需要为种植基地围栅栏，怎么围？用多少栅栏？围多大？在规划计划种植的过程中学生运用到包括数学、科学、劳动教育、综合实践学科等相关知识，能够完成一块种植基地也不是仅仅使用某一学科的知识就能解决的问题。基于项目化的学习方式在真实学习情境中的跨学科、融合性的STEAM案例课程中清楚地诠释了STEAM案例课程的特点。

（4）提出一些相应的解决方案。经过规划、计划设计，小组间分别提出了各自对于某个问题的解决方案。如种植基地的形状规划设计为长方形的小组，提出他们的具体可操作方案是：需要使用到米尺或卷尺来测量长方形的长、宽，由此计算出长方形的面积。根据家长和科学老师的建议在春天种植草莓，需要购买一些草莓的种子或者买大棚里培育好的草莓幼苗，一些化肥、浇水的水壶、小铲子等工具。如同玩的开心农场游戏一样、草莓植株之间的间距也是一个值得关注的问题，小组间经过讨论后植株间距大概为30～40厘米比较合适。

（5）小组间学生间的质疑、交流评价。针对小组间提出的具体解决问题的方案，班级内其他小组的同学进行相互的交流质疑评价，提出有疑义的地方通过大家的交流拿出最终的解决方案。对于靠墙种植的班级需要围篱笆墙，小组间提出了不同的方案，有的小组认为围成长方形种植的面积最大，有的小组认为将篱笆靠墙围成正方形最大。每组派代表各组间共同讨论分析。记录过程如下表。

通过计算发现：周长相同的长方形，它们的面积不一定相同，当长和宽相差越小的时候，它的面积越大;当长和宽相差越大时，它的面积越小，当围成正方形时面积最大。

（6）拿出具体方案解决问题。经过前面一系列的环节，学生间拿出具体的可操作方案，在得到老师和家长的认可后，可以开始执行具体的解决方案了。在这一系列的操作环节中教师并没有像传统课程上发挥强烈的主导作用，而是在必要的时候给学生一个辅助的支架。项目化的学习方式中学习的空间也不局限于校园，家庭、社会、学校三方共同作用于学生形成一股合力。

三、 STEAM案例课程设计过程对师生的影响

STEAM案例课程的学习过程中，虽说教师不再像传统课堂的那样是教学的主导者，但却是学生学习背后的隐形决策者，教学策略的形式不像传统过程中那么明显，学生在STEAM案例课程学习的背后每一步的深度学习教师都在关注。必要时给予一定的指导，这种跨学科的融合教学能力对与很多教师来说都是不小的挑战，因此老师需要不断地更新教学理念、学习多方面的教学知识，促进学生多方面能力的发展。

对于学生而言，STEAM案例课程的学习过程中发挥自身的主体性得到了很好的体现，生生间、小组间的交流互动、质疑评价、学习的内容等比传统课堂更丰富，多方面的能力如思维能力、动手实践能力、交流表达能力、各学科的核心素养等都在发展提高。

四、 结语

目前国内对于STEAM案例课程的开发设计途径并没有提出具体操作方法，在具体的实践探索过程中可能有一些符合地方特色方法需要更大区域范围去实践、论证。STEAM案例的设计操作过程中可能形式需要更丰富化，评价的方式也要多元化适应学生的个性化成长过程，做到真正地发展学生的学科关键能力与核心素养。文章主要是以合肥市习友小学项目化STEAM案例课程开发设计过程的一些经验想法分享，不足之处恳请专家批评指正。

参考文献：

[1]傅骞，王辞晓.当创客遇上STEAM教育[J].教学研究，2014（10）.

[2]潘香君.當项目化学习遇见STEAM课程[J].江苏教育小学教学，2017（1）.

作者简介：

何增荣，孔令书，安徽省合肥市，合肥市习友小学。