基于STEAM教學(xué)模式的實(shí)驗(yàn)室文化建設(shè)
——以上海師范大學(xué)附屬外國語中學(xué)為例

翁崇濤

(上海師范大學(xué)附屬外國語中學(xué)，上海 201600)

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基于STEAM教學(xué)模式的實(shí)驗(yàn)室文化建設(shè)
——以上海師范大學(xué)附屬外國語中學(xué)為例

翁崇濤

(上海師范大學(xué)附屬外國語中學(xué)，上海 201600)

探索以STEAM教學(xué)為手段，讓高中生能利用各門基礎(chǔ)型課程的學(xué)習(xí)以及知識(shí)積累，開展拓展性創(chuàng)新學(xué)習(xí)，全面發(fā)展學(xué)生的研究和創(chuàng)新能力。實(shí)驗(yàn)室文化建設(shè)是校園文化建設(shè)和育人環(huán)境的重要組成部分?；赟TEAM教學(xué)模式的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室文化建設(shè)研究，用當(dāng)代最新科學(xué)技術(shù)成就提高學(xué)生的探索興趣，通過合理和進(jìn)步的教育模式培養(yǎng)創(chuàng)新能力，用最能反映時(shí)代精神的健康的文學(xué)藝術(shù)和生動(dòng)活潑的群眾文化活動(dòng)來陶冶學(xué)生的情操，豐富學(xué)生的精神生活。

STEAM；文化建設(shè)；興趣；創(chuàng)新

STEAM教育：是科學(xué)(Science)、技術(shù)(Technology)、工程(Engineer)、藝術(shù)(Arts)和數(shù)學(xué)(Mathematics)教育的簡稱，重點(diǎn)旨在打破學(xué)科領(lǐng)域邊界，培養(yǎng)學(xué)生的科技素養(yǎng)。主張以“項(xiàng)目式學(xué)習(xí)”為知識(shí)學(xué)習(xí)的主要方式，它的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)在于教學(xué)方式:讓學(xué)生們親自動(dòng)手，從靈感、計(jì)劃到執(zhí)行，最終完成與特定主題相關(guān)的項(xiàng)目，在整個(gè)過程中學(xué)生通過實(shí)踐學(xué)習(xí)了多學(xué)科的知識(shí)。STEAM教育是以融合信息技術(shù)，秉承“開放創(chuàng)新、探究體驗(yàn)”的教育理念，以“創(chuàng)造中學(xué)”為主要學(xué)習(xí)方式和以培養(yǎng)各類創(chuàng)新型人才為目的的一種新型教育模式。根據(jù)學(xué)?！笆濉卑l(fā)展規(guī)劃，在“創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、轉(zhuǎn)型發(fā)展、特色發(fā)展”的辦學(xué)思路引領(lǐng)下，大力推進(jìn)學(xué)校研究型課程的建設(shè)。

圖1　目標(biāo)金字塔式模型

學(xué)校以創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室為載體，創(chuàng)新課程校本化，專家科研團(tuán)隊(duì)共同建設(shè)，以社團(tuán)活動(dòng)為依托，各級(jí)各類科技創(chuàng)新大賽為展示平臺(tái)，全面發(fā)展學(xué)生的研究和創(chuàng)新能力。學(xué)校的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室課程呈現(xiàn)為三級(jí)金字塔模型：第一，走進(jìn)學(xué)生喜愛的實(shí)驗(yàn)室；第二，學(xué)生的興趣伴其成長；第三，終極目標(biāo)——利用學(xué)生們自己的智慧創(chuàng)造未來(見圖1)。研究型課程的構(gòu)建實(shí)施和研究型學(xué)習(xí)的推進(jìn)，是上海市二期課改的一個(gè)重要內(nèi)容。研究型課程作為三類課程之一，是實(shí)施素質(zhì)教育、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的一個(gè)重要方面。提倡研究型學(xué)習(xí)，主要目標(biāo)是要引導(dǎo)學(xué)生通過情感體驗(yàn)和探究實(shí)踐形成對(duì)知識(shí)的掌握和運(yùn)用，培養(yǎng)學(xué)生堅(jiān)持不懈、追求卓越的學(xué)習(xí)態(tài)度，提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)、研究和解決問題的能力，改變學(xué)習(xí)方式，讓學(xué)生通過主動(dòng)的探索、發(fā)現(xiàn)和體驗(yàn)，發(fā)展成為具有獨(dú)特個(gè)性的人。在建設(shè)研究型課程時(shí)，遵循“教文化理解，育人文情懷”的基本理念，“為了每一個(gè)學(xué)生的終身發(fā)展”的辦學(xué)宗旨 ，從滿足學(xué)生個(gè)性發(fā)展需求出發(fā)，以課程建設(shè)促進(jìn)學(xué)校特色，以特色引領(lǐng)課程建設(shè)。

實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的一個(gè)重要部分就是實(shí)驗(yàn)室文化建設(shè)，而實(shí)驗(yàn)室文化建設(shè)是與校園文化建設(shè)和整體育人環(huán)境不可分割的重要組成部分。基于STEAM教學(xué)模式的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室文化建設(shè)研究，學(xué)校實(shí)驗(yàn)室文化建設(shè)的基本任務(wù)就是用當(dāng)代最新科學(xué)技術(shù)成就提高學(xué)生的探索興趣，通過合理和進(jìn)步的教育模式培養(yǎng)創(chuàng)新能力，并用最能反映時(shí)代精神的健康的文學(xué)藝術(shù)和生動(dòng)活潑的文化活動(dòng)來陶冶學(xué)生的情操，豐富學(xué)生的精神生活，激發(fā)學(xué)生的探索欲望，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，有利于培養(yǎng)良好的行為習(xí)慣。

一、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的目標(biāo)

基于STEAM教學(xué)模式的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室文化建設(shè)研究的主要目標(biāo)不是讓學(xué)生理解前人發(fā)現(xiàn)的知識(shí)，而是讓學(xué)生運(yùn)用已習(xí)得的知識(shí)，主動(dòng)探索問題、解決問題，并從中獲得創(chuàng)造性學(xué)習(xí)的積極體驗(yàn)。創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室結(jié)合科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學(xué)五門課程，并將其融入研究型課程過程中，完成學(xué)習(xí)內(nèi)容的選擇、組織和設(shè)計(jì)；在課題、項(xiàng)目或?qū)ｎ}的確定過程中，在研究、解決問題的親身實(shí)踐中，構(gòu)建課程。

1.總目標(biāo)

培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)新實(shí)踐能力的未來國家棟梁。

圖2　實(shí)驗(yàn)室課程綜合知識(shí)結(jié)構(gòu)

(1)掌握?qǐng)?jiān)實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)，獲得親身參與研究探索的積極體驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生親近自然、愛護(hù)生態(tài)，接觸社會(huì)、感悟生活，初步掌握科學(xué)的研究方法和科學(xué)研究的操作技能和基本技術(shù)，找到自己的閃光點(diǎn)；

(2)著力于興趣點(diǎn)，如圖2所示文理兼通，取長補(bǔ)短，培養(yǎng)提出問題、收集和處理信息、分析和解決問題等方面的研究和實(shí)踐能力，發(fā)展獨(dú)立自主的意識(shí)和創(chuàng)新精神；

(3)學(xué)會(huì)溝通與合作，養(yǎng)成實(shí)事求是的態(tài)度、嚴(yán)謹(jǐn)求真的科學(xué)精神，增強(qiáng)對(duì)社會(huì)的責(zé)任感和使命感，逐步形成創(chuàng)新型人格。

2.分階段目標(biāo)

第一階段——發(fā)現(xiàn)問題意識(shí)培養(yǎng)

結(jié)合STEAM教學(xué)，貫穿科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學(xué)五門課程于教師的指導(dǎo)中，使學(xué)生在日常學(xué)習(xí)與生活中逐步形成一種喜愛質(zhì)疑、樂于探究、努力求知的心理傾向，養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)習(xí)慣。培養(yǎng)學(xué)生的問題意識(shí)，以實(shí)驗(yàn)室為載體、案例分析和應(yīng)用型課題研究相結(jié)合的方式，使學(xué)生初步了解研究型學(xué)習(xí)，體驗(yàn)科學(xué)研究的過程，學(xué)會(huì)制定研究方案，撰寫課題報(bào)告。學(xué)生從中提高自己尋找、發(fā)現(xiàn)、提出研究課題的能力，提高將現(xiàn)象、問題提煉成研究課題的能力，嘗試運(yùn)用科學(xué)研究方法進(jìn)行學(xué)習(xí)。

第二階段——解決問題能力提升

通過實(shí)驗(yàn)研究和課題探索，結(jié)合STEAM教學(xué)，融入五門學(xué)科的綜合知識(shí)，發(fā)展學(xué)生獨(dú)立探究和合作學(xué)習(xí)的精神，學(xué)會(huì)通過同伴之間互相影響，提高實(shí)驗(yàn)室課題研究的有效性，并共享資源與成果；培養(yǎng)信息處理能力，包括發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題的設(shè)想、收集資料、實(shí)驗(yàn)研究、表達(dá)思想和交流成果的能力。使學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)研究的一般思路和方法，初步掌握研究型學(xué)習(xí)的基本方法。

第三階段——?jiǎng)?chuàng)新思維能力實(shí)踐

學(xué)生通過對(duì)自己感興趣的某一領(lǐng)域的某一課題或項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究和實(shí)踐，培養(yǎng)創(chuàng)造性思維和主體意識(shí)，從批判性、發(fā)展性等方面全面提高創(chuàng)造意識(shí)，從自主學(xué)習(xí)、獨(dú)立探究中，提高實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維。

基于STEAM教學(xué)模式的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室文化建設(shè)研究廣泛采用3D“增材制造”技術(shù)，“運(yùn)用科學(xué)與創(chuàng)新‘打印’未來”，“結(jié)合市級(jí)雙新平臺(tái)大數(shù)據(jù)奧秘課題研究”，“文理交融、藝術(shù)美學(xué)結(jié)合”，使學(xué)校各個(gè)學(xué)科都得到綜合性的發(fā)展。這一階段的學(xué)生有從知識(shí)的消費(fèi)者轉(zhuǎn)換為創(chuàng)造者的趨勢，而STEAM在這一過程中起到十分重要的作用。

二、實(shí)驗(yàn)室環(huán)境文化建設(shè)項(xiàng)目

1.門牌和房屋功能標(biāo)識(shí)

包括科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學(xué)。

2.宣傳櫥窗

結(jié)合STEAM教學(xué)模式，我們把實(shí)驗(yàn)室和科技成果相結(jié)合，學(xué)校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)及學(xué)生取得的科研成果、學(xué)生所取得的標(biāo)志性成果、實(shí)驗(yàn)室的信息化管理情況，以及體現(xiàn)專業(yè)學(xué)科內(nèi)涵特點(diǎn)的介紹等。學(xué)校成立了學(xué)生科學(xué)研究院(圖3)，下屬有四個(gè)發(fā)展平臺(tái)和八個(gè)不同學(xué)科類別的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室。

圖3　學(xué)生科學(xué)研究院結(jié)構(gòu)圖

三、實(shí)驗(yàn)室制度文化建設(shè)項(xiàng)目

1.實(shí)驗(yàn)室清單

各創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室根據(jù)本實(shí)驗(yàn)室特點(diǎn)制定相應(yīng)的具體制度內(nèi)容，并制作出制度牌安裝上墻。結(jié)合STEAM教學(xué)，我們做了大量的創(chuàng)新作品，在文理交融的大背景下取得了顯著的成效，文理科學(xué)生到實(shí)驗(yàn)室做研究的熱情普遍高漲。根據(jù)每年新進(jìn)的儀器定時(shí)更新清單，可見學(xué)生們結(jié)合課題所做相對(duì)應(yīng)的研究(見表1)。

表1　上師大附屬外國語中學(xué)2015學(xué)年創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室儀器清單

2.學(xué)校創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室課程實(shí)施程序

圖4　創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室課程實(shí)施程序

在學(xué)生科研方面，實(shí)驗(yàn)室主要以課程管理為主線，以教師引導(dǎo)、開放式的方式進(jìn)行科研活動(dòng)。主要體現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室的師資培訓(xùn)上：在前期的培訓(xùn)中，本校固定的研究人員占三分之二，校外的研究人員占三分之一，我們大力推廣STEAM教學(xué)，這種把科學(xué)技術(shù)與學(xué)科知識(shí)交融起來的教學(xué)模式深受教師和學(xué)生的喜愛，避免了理科邏輯知識(shí)的難、偏、枯燥等缺點(diǎn)。校級(jí)合作的科研人員承擔(dān)實(shí)驗(yàn)室發(fā)布的開放式課題研究，在實(shí)驗(yàn)室工作時(shí)間由實(shí)驗(yàn)室與被聘用者協(xié)商決定。學(xué)生的八個(gè)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室對(duì)各個(gè)學(xué)科均有涉及，文理兼通。學(xué)生通過主動(dòng)提出申請(qǐng)，可以加入到課題研究工作中，在專家的指導(dǎo)下，進(jìn)行科研學(xué)習(xí)工作，提高自身道德創(chuàng)新素養(yǎng)和動(dòng)手能力。

學(xué)校努力創(chuàng)設(shè)一個(gè)發(fā)展創(chuàng)客思維模式的環(huán)境，構(gòu)建新的指導(dǎo)創(chuàng)客活動(dòng)的實(shí)踐模式，為服務(wù)于不同的學(xué)習(xí)者，在多種社區(qū)環(huán)境中設(shè)計(jì)和校園環(huán)境中開發(fā)創(chuàng)客空間等。讓學(xué)生在利用前沿技術(shù)“玩創(chuàng)新”和自主探究的過程中提升創(chuàng)造能力和STEAM綜合素養(yǎng)。依托物理計(jì)算和互動(dòng)媒體技術(shù)(它是當(dāng)前信息技術(shù)與其他學(xué)科(如藝術(shù)設(shè)計(jì))交叉、融合的新生領(lǐng)域)，借由軟硬件整合可以創(chuàng)建感知和響應(yīng)現(xiàn)實(shí)模擬世界的交互式系統(tǒng)，強(qiáng)化人與數(shù)字世界的聯(lián)系。BIT實(shí)驗(yàn)室的建立，也同時(shí)給校園創(chuàng)新文化帶來了新的面貌，使學(xué)生們數(shù)理化的學(xué)習(xí)更好。另外，實(shí)驗(yàn)室也重視與企業(yè)和社會(huì)的橫向項(xiàng)目的合作，邀請(qǐng)企業(yè)家進(jìn)學(xué)校進(jìn)行文化講座，通過這些面向?qū)嶋H應(yīng)用的橫向合作，學(xué)生可以把理論與實(shí)際相結(jié)合，增加實(shí)際操作能力。

在前期的探索中把創(chuàng)客教育與STEAM教育相融合，為高中創(chuàng)新教育和職業(yè)生涯規(guī)劃課程開發(fā)綜合實(shí)踐課程和信息技術(shù)課程帶來時(shí)代性的變革。實(shí)驗(yàn)室的文化建設(shè)主要包括精神文化建設(shè)和行為文化建設(shè)，融科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學(xué)五門課程于教師的指導(dǎo)中，將其整合為實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)新課程一體化，分為三級(jí)目標(biāo)逐級(jí)實(shí)現(xiàn)。結(jié)合學(xué)生特性，同時(shí)也能攻克理科思維、興趣等瓶頸，使學(xué)生主動(dòng)去探索科學(xué)的未知。學(xué)校的實(shí)驗(yàn)室課程以上海師范大學(xué)郭長江教授、李利珍教授為牽頭人，八個(gè)文理兼通的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室每學(xué)期學(xué)生都是爆滿，在一系列的創(chuàng)新大賽上也屢獲佳績，領(lǐng)先于區(qū)內(nèi)的同級(jí)學(xué)校。實(shí)驗(yàn)室文化建設(shè)主要以校本創(chuàng)新課程為載體，讓學(xué)生走進(jìn)屬于自己的實(shí)驗(yàn)室，做自己成長的主人，用智慧創(chuàng)造未來?；赟TEAM教學(xué)模式的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室文化建設(shè)研究，用當(dāng)代最新科學(xué)技術(shù)成就提高學(xué)生的探索興趣，通過合理和進(jìn)步的教育模式培養(yǎng)創(chuàng)新能力，用最能反映時(shí)代精神的健康的文學(xué)藝術(shù)和生動(dòng)活潑的群眾文化活動(dòng)來陶冶學(xué)生的情操，豐富學(xué)生們的精神生活。

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The Construction of Laboratory Culture Based on STEAM Teaching Mode——Taking Foreign Language School Affiliated to Shanghai Normal University as an Example

WENG Chongtao

(Foreign Language School Affiliated to Shanghai Normal University，Shanghai, 201600)

To explore STEAM teaching as a means for high school students can use the basic curriculum learning content and accumulation of knowledge, expand innovation learning, improve their practical ability, stimulate their intrinsic motivation; innovation laboratory as carrier, Laboratory culture construction is the construction of campus culture and an important part of educational environment. The innovation of teaching mode based on STEAM laboratory culture construction research, contemporary with the latest achievements of science and technology to improve the students’ interest in exploring, a reasonable education mode to cultivate innovation ability and progress, with the most can reflect the spirit of the age of healthy and lively of art and literature mass cultural activities to cultivate the students’ sentiment, enrich children’s spiritual life.

STEAM, cultural construction, interest, innovation

翁崇濤，上海市人，上海師范大學(xué)附屬外國語中學(xué)二級(jí)教師，碩士，主要從事中學(xué)研究型和拓展型課程研究。