基于STEAM理念的综合实践活动教学设计

王青

[摘   要]在综合实践活动的教学过程中，可基于STEAM的理念开展教学。这类综合实践活动，通常在设计实验时增加技术含量，在制作模型时考虑工艺要求，在动手实践时提升创新意识，在团队活动中培养合作精神，因而可能收到意想不到的教学效果。

[关键词]STEAM理念;综合实践活动;综合素养

近年来，STEAM教育已经成为现代教育发展的趋势，STEAM是Science（科学），Technology（技术），Engineering（工程），Arts（艺术），Maths（数学）的缩写。STEAM教育实质是一种多学科融合的综合性教育理念和教育模式，它强调跨界，倡导合作，注重实践，主要以项目为组织形式，以知识为基础，通过兴趣驱动，在综合实践活动中提升素养和能力。

“综合实践活动”是初中物理苏科版教材中特有的栏目，它是在一章后或数章后为学生提供的项目学习活动，其内容具有一定的综合性，并且与生活和社会联系紧密，目的是发展学生的个性和特长，提升学生的综合素养。

在综合实践活动的教学过程中，用STEAM的教育理念来思考教学，关注科学、技术、工程、艺术、数学的融合，不仅可以使活动内容更加丰富，活动形式更加多样。笔者以苏科版教材九年级上册的综合实践活动“设计和制作一个模拟调光灯”为例，谈谈自己在STEAM教育理念的指导下进行的一些探索与实践。需要说明的是：综合实践活动是一种基于物理知识和科学方法的项目学习活动，它要求学生经历全程的探究和设计，因此综合实践活动并不是一节课就能完成的。它通常可以分为三个阶段：动员与准备，设计与实施，小结与评价。

“设计制作一个模拟调光灯”可以设置2课时，大致如表1所示。

一、动员和准备

教师展示调光台灯，并让学生分小组（约5人一组）调研生活中的各种调光灯，并准备在第一节课上完成三个任务：（1）实物展示调光灯的工作情况或录制调光灯工作的视频;（2）阐述调光灯在日常生活中的作用;（3）尝试说出调光灯的工作原理。

活动名称：设计制作一个模拟调光灯

设计说明：这个部分属于课前的动员与准备，STEAM教育理念倡导“做中学”，注重实践。因此本环节突破了课堂和学校的局限，在活动的时空上向自然领域、生活领域和社会领域延伸。让学生从现实生活中的情境入手，在调查中感受调光灯在生活中的应用，在阐述中体会调光灯给生活带来的便利，在尝试说出调光灯工作原理的过程中加深对电路知识的思考与理解。在学生的准备过程中需要明确小组成员间的协作与分工，力争让每个人都参与到活动中来，同时也要最大限度地发挥团队的作用。

二、设计与实施

本环节主要在课堂上进行，课堂流程如下：

1.各组交流老师课前布置的三个活动任务，并接受其他组的相关提问

学生交流时可以做成PPT或实物展示，通过前期的调查和课上的交流，同时感受科学技术给生活带来便利，激发学生的学习兴趣和求知欲望。

2.各组讨论，尝试利用以下器材，设计调光灯电路图

直流电源（9 V）、小灯泡（2.5 V  0.3 A）、导线、电压表、电流表、滑动变阻器、定值电阻、开关（单刀双掷）、铅笔芯、回形针、电阻箱、电位器以及觉得合适的材料。

设计要求：①能够调节灯的亮度;②避免烧坏灯泡。

各小组内先讨论，优选一个方案，并从以下几个角度讲解、展示电路图。

①你用什么措施保护小灯泡的安全？

②你选择的器材规格是什么？

③你是如何改变灯泡亮度的？

④在设计过程中，你的同伴提出了哪些宝贵的建议？

在学生展示完本小组的设计方案后，教师进一步引导学生比较：“按照我们设计的电路制成调光灯与实际调光灯在发光效果上有什么不同？”进而激发学生思考：①如何连续调节灯的亮度？②如何最大限度地连续调节灯的亮度？③如何修改你设计的电路，使之满足以上两个要求？学生小组讨论，修改后进行第二次的展示。

3.根据电路图选择器材，连接好实物，实际操作，检测是否符合实验的要求

设计说明：设计电路是制作模拟调光灯的前提，缺少对电路的设计往往会导致学生盲目尝试或单纯操练，这显然不利于学生综合素养的提升。在技术上，教师要让学生明确：产品的基本功能是产品必须达到的功能，产品还有附加功能，一般是先考虑满足基本功能，待条件成熟后再考虑满足附加功能。因此在设计电路时首先将复杂问题简单化，先让学生设计最简单的能改变亮度的安全电路，再在此基础上按照具体要求进行改进，这也是初中生应该具有的素养。不同小组有不同的设计电路，对电路图的改进大致有四个进阶：

4.课后按照设计的电路完成调光灯的制作

學生设计出符合要求的电路图，连接成实物电路，这并不代表整个综合实践活动已经完成，科学的发现和原理最终需要转化为物质成果。而要让学生把设计出的实物电路形成一个美观、实用的产品，还有很多技术以及工程方面的工作要做，所以让学生按照设计的电路完成调光灯的制作尤为重要，这也符合STEAM教育理念。这个工作主要放在第一课时的课后完成，以便第二课时进行小结与评价。

三、小结与评价

本环节的主要课堂流程如下：

这样设计的目的主要是让学生学会依据技术思维应用知识，依据工程思维解决实际问题。所谓技术思维，就是以发明与创新的方法、手段、工具、记忆为核心的实践性思维，它以实用为导向，追求的是由目标到方案的问题解决过程。而工程思维则是以价值为导向的建构性的造物思维，如追求一定的经济价值、社会价值、审美价值等。因此，教师可从以下几个角度引导学生思考。

（1）制成的成品在技术上有没有达到预设的要求？

（2）制作过程中，你发现了哪些问题？是如何解决的？要求学生在制作过程中要有严谨细致，知行合一的实践态度，要有精益求精、至善尽美的工匠精神。

（3）制作的成品有哪些优点？学生可从制作的成本、资源的消耗、对环境的影响等角度进行阐述，甚至教师还可以引导学生对成品进行大胆创新，如在满足需要的情况下尽可能节约能源，利用光敏电阻进行自动调节，等等。让学生带着感性去理性思考问题，带着理性去感知实物，进而丰富学生的想象力，提升学生的创新能力。

（4）关于活动评价，除了对学生制作的成品进行评价，更重要的是对学生在活动中的表现进行评价。“综合实践活动”课程的评价方式多种多样，但无论何种方式 ，都要观察、记录学生在活动过程中的表现，并以此作为评价学生的基础，活动评价不应机械地割断学习的结果与过程，而要从总体上把握两者之间的关系。因此本次综合实践活动评价依据是：制作的成品、记录的表格、拍摄的视频、提出的问题、发言的次数等。评价的方式以组员评价、自我评价为主。评价的基调应该是以激励为主，充分挖掘活动过程中的闪光点，杜绝简单排名等功利做法。评价表如下：

在综合实践活动中，关注学科间的融合，在设计实验时增加技术含量，在制作模型时考虑工艺要求，在动手实践时提升创新意识，在团队活动中培养合作精神，这样的活动才能真正体现STEAM教育理念。

[   参   考   文   献   ]

[1]  刘炳昇.在物理课程中设置“综合实践活动”的意义和教学建议[J].物理之友，2015（1）：1-9.

[2]  刘炳昇.再论“物理综合实践活动”设置的意义和教学建议[J].物理之友，2019（1）：1-9.

[3]  张华.论“综合实践活动”课程的本质[J].全球教育展望，2001（8）：10-17.

（责任编辑 易志毅）