探索广域式STEAM活动项目的开发

◇邓 君（浙江：杭州市临平区文正小学）

一、问题的提出

我国关于STEAM 的教育研究主要集中于对国外STEAM 研究状况的介绍、理论研究、STEAM 教育在我国的实施、STEAM 对创新人才的培养以及案例分析等方面。其中课程实施与案例分析多集中于小学科学5～6年级以及初高中阶段化学、物理等学科方面的研究，对1～2年级阶段STEAM 活动项目开发及实践的研究少之又少，仅见2020年8月福建省厦门市陈心琴发表了一篇关于1～2年级科学STEAM 教学案例开发与实施的相关论文。此外，作为一名小学一线教师，笔者了解到，不仅教师希望STEAM 活动项目能够在小学1～2年级展开，学生及家长更是期待能参与到STEAM 活动项目中。相关研究也表明，学生尽早地接触STEAM 活动项目能对他们的理解和意向产生积极影响。因此，立足一线的课堂实践，探索1～2年级科学STEAM 活动项目的开发及实施，具有一定的必要性和现实意义。

二、建构1～2年级科学广域式STEAM 教学模式

STEAM 活动项目的设计主要采用两种模式：相关课程模式和广域课程模式。相关课程模式各学科之间并未打破原有的界限，仍为独立的学科，只是在内容的安排上加强了各科之间的联系，这种模式与学校现有的课程模式接近；广域课程模式则打破了原来各学科之间的界限，将各学科的知识都整合在一起。两种模式相比，广域课程模式是基于问题、活动及项目式的教学模式，更吻合STEAM 原始的教育理念，更符合1～2年级学生易兴奋、爱动脑动手的特征，故本研究在课程模式方面采用广域课程模式。另外，小学1～2年级学生在科学、技术、工程、数学四大领域方面的前概念知识较为薄弱，尤其是技术与工程这两门学科在小学1～2年级是没有独立学科的，所以技术与工程方面的相关知识更是少之又少，这同时也是小学1～2年级STEAM 活动项目开发及实施的难点所在。但小学1～2年级学生对美术、音乐等艺术型学科特别感兴趣且具有一定基础，是早期儿童教育中的一部分，艺术的存在可以帮助学生表达STEM 概念。故在小学1～2年级科学STEM 活动项目中，增加了“Art”这一学科，成为STEAM 教育。这一元素的加入更能激发小学1～2年级学生对STEAM项目的兴趣，学生也更能在项目实施过程中感受到自身价值，获得成就感。

三、学科知识、生活经验和学生特征

要想成功开发出适合学生的广域式STEAM 活动项目，需要对各学科知识、生活经验、学生特征三因素进行综合分析。这三方面因素是STEAM 活动项目的支撑系统，缺一不可，缺少其中一个因素，STEAM 活动项目就会无法保持平衡，无法立足。STEAM 注重学生学习的体验性，强调学生要动手、动脑，强调学生应用已经学过的数学和科学知识去解决现实生活中所遇到的问题，故需对学生已掌握的学科知识进行梳理。STEAM 强调学习过程要围绕一个真实的问题展开，与学生的实际生活发生联系，故分析这个阶段学生在实际生活中可能会遇到的问题同样具有一定必要性。对学生进行特征分析是为了所设计的活动项目适合学生现有的认知能力和思维水平，需对学生的非智力因素和智力因素进行分析。难度太大或太小、动机水平不高都会导致活动项目的效率低，所以要根据学生的特征进行项目的开发。

另外，这三者之间的关系并不是并列的，而是具有一定内在逻辑关联性。先从各学科知识出发，根据学科知识地图寻找可切入的关联点，再结合关联处知识点和学生实际生活经验，发散建立STEAM 活动项目群。接着，将项目群中的项目和学生特征对应，选择最适合学生的广域式STEAM 活动项目进行开发。如不适合，再回到前面两个环节进行分析探寻。下文以二年级下学期活动项目“包书皮”为例，探索广域式STEAM 活动在小学1～2年级案例的开发和实施。

四、1～2年级科学广域式STEAM 项目活动的开发

（一）选择合适的STEAM 活动项目

通过简单表格式知识地图展示学生学过的各学科的知识点，可清晰地发现各学科之间知识的关联，根据关联处知识点开发项目，可为STEAM 课程提供扎实的基础、1～2年级科学及数学学科知识。小学1～2年级学生喜欢能动手动脑、与自身相关的活动，其认知能力处于具体运算阶段，思维运算方面已经有了数量、空间、分类、排序等方面的能力，但仍需具体事物的支持。在兴趣方面，3 个项目都符合小学1～2年级学生探究活动特点，学生对这3 个活动项目都很感兴趣。在认知及操作难度方面，项目一“量身定制环保衣”和项目二“做一顶帽子”对动手能力要求较高，操作过程中会涉及曲面周长的测量、布料剪裁、缝合等，这些操作对于二年级大部分学生来说是从未尝试过的，难度系数相对于项目三“包书皮”更大，具有一定难度，难以完成。除此之外，项目三“包书皮”与学生实际生活更贴切，是学生实际生活学习中会遇到的任务。故项目三“包书皮”整体更适合小学二年级学生。

（二）STEAM 活动项目教学目标

STEAM 项目融合了科学、技术、工程、艺术、数学五大学科，具有跨学科的特征。科学的内涵是认识自然、解释自然现象、发现客观存在的规律，主要是解决“是什么”“为什么”的问题；工程和技术是在尊重客观规律的前提之下，改造世界，满足人类和社会发展的需求，实践中主要解决的是“做什么”“怎么做”的问题；数学则是科学、工程和技术应用和发展必不可少的工具；艺术狭义上指的是美术、音乐等学科，广义上代表的是包括美术、音乐、社会、语言等众多人文艺术，实际上强调的是艺术及人文关怀，艺术的加入会提升项目的趣味性和艺术性，并提供社会视角和审美情趣。

五、STEAM活动项目课程设置

STEAM 项目注重使学习者像科学家一样经历完整的科学研究过程，这是一个不断循环改进的过程。活动项目以一个真实任务为开端，学生根据已有的知识与技能提出想法并初步尝试，若初步尝试过程中发现问题需进一步改进，再次探索，接着进行多元评价并优化，形成最终产品解决最初的问题，并作用于真实世界。

（一）创设真实情境，明确目标任务

STEAM 活动项目的起点在于解决现实世界的真实问题。结合学生开学之后会遇到的一个任务——包书皮，教师创设了现实任务情境：同学们开学了，拿到了许多新书，同学们要给我们的新书包上美丽的书皮。你见过怎样的书皮呢？学生根据生活经验及已学过“材料”单元前概念进行问题的回答，梳理各种材料书皮的优缺点。接着提出问题：市面上很多书皮是“三无”产品，也不环保，怎么制作一个环保的书皮呢? 学生结合现实情境进行思考，明确目标任务——制作书皮。

（二）提出想法，初步尝试

学生在了解了各种材料的优缺点之后，脑海中会有原材料的初步选择，教师顺势追问：包书皮过程中除了需要书皮原材料，我们还需要哪些工具？让学生发现选择不同的材料，会用到不同的工具。教师提供可选择的材料及工具：各种各样的布、纸张、塑料、剪刀、双面胶、固体胶、针线等等，丰富多样的材料和工具，可以使学生的原有想法得以实践。学生根据自己的想法选择相应的材料和工具后，初步尝试包书皮。

（三）经验总结，再次探索

学生在第一次尝试包书皮的过程中会遇到各种各样的问题，如：书皮无法紧密贴合书本封面、剪开的材料太小了，盖不住全部封面、包完之后书本无法合起来等问题。教师在学生遇到这些问题时，引导学生分析问题出在哪里，思考如何改进。学生在经验分享之后，重新建构自己的想法，这时大部分学生会更换书皮原材料，选择在自己操作能力范围内的纸作为书皮原材料，尝试再次包书皮。在学生成功将书的封面包住之后，教师展示书皮和书本，引导学生发现书皮折痕和书两者之间长度关系的对应，知道即使书本不在自己身边，只要知道书本长、宽、厚，就可以设计出适合书本大小的书皮。

（四）多元评价，迭代优化设计

学生在经过多次循环探索之后，学会了如何设计并制作合适的书皮白板，接着就是书皮的美化了，学生在完成书皮美化之后，进行评比。评价采取多元评价方式，评价主体不仅有教师，还有学生自己、同学、家长代表。针对1～2年级学生的学情，降低评价标准，主要对学生完成的书皮进行评价。评价主体对照评价表中的标准进行评价，提出问题，给出合理意见。最后学生根据提出的问题及建议，进行产品的优化设计，形成最终产品解决最初的任务，作用于真实世界。

1～2年级科学广域式STEAM 项目活动的开发与实施仍处于摸索阶段，在实施过程中最难的是STEAM 项目的开发，项目要适合学生。面对原有知识很薄弱的1～2年级学生来说，不能盲目拔高，急于求成。教师对STEAM 项目开发及实施过程本身也是一种STEAM 的探究，要不断重构优化。在今后的教学生涯中，我将继续秉持这种科学探究精神，与各学科教师合作研究，切合学生实际，开发出更适合小学1～2年级的STEAM 项目，为1～2年级科学STEAM 的课程建设贡献力量。