基于STEAM理念的Light Up Science課程在校外的教學(xué)模式探索

摘 要：STEAM教育是科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)多學(xué)科融合的一種綜合教育模式。本文以北京市少年宮開設(shè)的Light Up Science課程為例，探討了校外教育環(huán)境下的STEAM教學(xué)模式—以綜合性單元主題來設(shè)計(jì)探究內(nèi)容；以綜合實(shí)踐性活動來開展室內(nèi)外教學(xué)；以產(chǎn)品化成果來評價(jià)學(xué)生；以多師授課促進(jìn)學(xué)科融合。最后，介紹了該教學(xué)模式的實(shí)施成效。

關(guān)鍵詞：STEAM教育；核心素養(yǎng)；模式探索；評價(jià)

引言

1.STEAM教育模式

STEAM教育是集科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)多學(xué)科融合的一種綜合教育模式，五個字母分別代表科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、藝術(shù)（Art）與數(shù)學(xué)（Mathematics）。STEAM教育模式發(fā)源于美國，很快風(fēng)靡全球。2015年9月，教育部發(fā)布《關(guān)于“十三五”期間全面深入推進(jìn)教育信息化工作的指導(dǎo)意見（征求意見稿）》，其中提到了未來5年對教育信息化的規(guī)劃，提到要“探索STEAM教育、創(chuàng)客教育等新教育模式”?？茖W(xué)求真，藝術(shù)求美，人文求善，STEAM教育模式對培養(yǎng)科技創(chuàng)新后備人才具有非常重要的意義。

2.核心素養(yǎng)

經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織（OECD）的“核心素養(yǎng)”結(jié)構(gòu)模型、歐洲聯(lián)盟（EU）的“終身學(xué)習(xí)核心素養(yǎng)”體系以及美國的“21世紀(jì)技能”等等，都提出了關(guān)于21世紀(jì)人才所應(yīng)具備的核心素養(yǎng)。中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)體系的提出，標(biāo)志著我國新世紀(jì)人才培養(yǎng)目標(biāo)范式的轉(zhuǎn)變。我國根據(jù)國家發(fā)展對人才的要求，確立了人文底蘊(yùn)、科學(xué)精神、學(xué)會學(xué)習(xí)、健康生活、責(zé)任擔(dān)當(dāng)、實(shí)踐創(chuàng)新六大核心素養(yǎng)，樹立了我國新世紀(jì)教育立德樹人的風(fēng)向標(biāo)。

3.Light Up Science課程

北京市少年宮自然探索項(xiàng)目以培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)為目標(biāo)，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神、創(chuàng)新實(shí)踐能力，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)。作為一名從事校外一線教學(xué)近20年的科技輔導(dǎo)員，在具備扎實(shí)的專業(yè)知識和活動設(shè)計(jì)能力之外，需要不斷吸納國際上先進(jìn)的教育理念，并將這些理念與自己的活動項(xiàng)目相融合，著力培養(yǎng)面向未來的高素質(zhì)公民。從項(xiàng)目發(fā)展和學(xué)生需求出發(fā)，北京市少年宮從2014年開始創(chuàng)新教學(xué)，開設(shè)學(xué)科·英語整合課程Light Up Science。一方面，科學(xué)內(nèi)容作為英語語言學(xué)習(xí)的素材，為語言學(xué)習(xí)創(chuàng)設(shè)了真實(shí)交際的情境，拓展了學(xué)生語言學(xué)習(xí)和運(yùn)用的空間，學(xué)生在科學(xué)內(nèi)容學(xué)習(xí)的驅(qū)動下，將所學(xué)語言運(yùn)用到科學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)過程中。另一方面，英語語言是科學(xué)內(nèi)容的載體和交流的工具，具有國際視野的內(nèi)容可為學(xué)生開辟新的視角去理解科學(xué)。在教學(xué)中，教師引導(dǎo)學(xué)生通過動手、動腦、聽、看、寫、畫、玩、唱等多種方式，加強(qiáng)該課程與社會、自然以及生活的聯(lián)系，有效地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)和發(fā)展了他們的創(chuàng)新實(shí)踐能力，學(xué)生在豐富多彩的科學(xué)實(shí)踐活動中自然習(xí)得英語語言。課程設(shè)計(jì)無論從活動形式、活動內(nèi)容、活動評價(jià)都與校外教育“活動育人”的宗旨是一致的。實(shí)踐證明，這種活動模式深受學(xué)生的喜愛，并得到了廣大家長的認(rèn)可。

Light Up Science課程在校外的教學(xué)模式

校外教育通過“活動”實(shí)施教育，具有開放性的特點(diǎn)：內(nèi)容的開放性、時(shí)間和空間的開放性以及形式的開放性。以下，筆者將從一線教師的視角闡釋如何基于Light Up Science課程設(shè)計(jì)STEAM活動并開展教學(xué)。

1.以綜合性單元主題來設(shè)計(jì)探究內(nèi)容

Light Up Science課程涵蓋了物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)、地球與空間科學(xué)、技術(shù)與工程四大領(lǐng)域。以聯(lián)系現(xiàn)實(shí)生活的綜合性主題來整合學(xué)科教學(xué)內(nèi)容，是在活動中開展STEAM教育的切入點(diǎn)。動物、植物、棲息地、光、聲音等都是較好的綜合性主題。例如，在“種子”這個單元，包括種子的傳播、種子的萌發(fā)、幼苗的成長三個話題，融合了植物、動物、水、光等內(nèi)容。教師應(yīng)圍繞學(xué)生身邊的綜合性問題，創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，設(shè)計(jì)探究任務(wù)，并注重引導(dǎo)學(xué)生透過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，理解實(shí)驗(yàn)的本質(zhì)，學(xué)習(xí)總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論，掌握科學(xué)思維的精髓與內(nèi)涵。對于學(xué)生而言，首先，可以發(fā)展他們的問題解決能力和綜合運(yùn)用多學(xué)科知識的能力，鍛煉他們的理性思維、科學(xué)探究以及技術(shù)運(yùn)用等能力；其次，可以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度，而不僅僅是讓學(xué)生獲取一些科學(xué)知識；最后，學(xué)生的情感態(tài)度價(jià)值觀受到熏陶，他們從種子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中感知生命的奧秘，從親手操作實(shí)驗(yàn)以及種植種子的過程中感知生命的奇跡，從而學(xué)會熱愛生命、關(guān)愛生命、尊重生命。

2.以綜合實(shí)踐性活動來開展室內(nèi)外教學(xué)

既動手又動腦的科技實(shí)踐是STEAM教育的一大特色，也是整合多學(xué)科教學(xué)方式的切入點(diǎn)。這些實(shí)踐是綜合科學(xué)探究與工程設(shè)計(jì)的活動，既有像科學(xué)家一樣開展的科學(xué)實(shí)驗(yàn)、科學(xué)建模等探究活動，也包含像工程師為滿足某些需求而進(jìn)行的工程設(shè)計(jì)活動，因此STEAM活動有助于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新與人文底蘊(yùn)等核心素養(yǎng)。例如，在研究月相時(shí)，學(xué)生小組合作，用奧利奧餅干等材料制作月相圖，充分整合了科學(xué)、工程、技術(shù)、數(shù)學(xué)和美術(shù)；在探究風(fēng)媒傳粉時(shí)，學(xué)生會用小木棍、毛刷和雙面膠來制作風(fēng)媒花的模型，并在模型頂端蘸上面粉來模擬花粉，用嘴吹模型，以模擬風(fēng)媒傳粉的過程；在學(xué)習(xí)水循環(huán)時(shí)，機(jī)器人教師用教學(xué)機(jī)器人自主設(shè)計(jì)并搭建了一套模擬水循環(huán)過程的教具，將機(jī)器人搭建與編程以學(xué)生們能夠理解的方式與課程主題有機(jī)結(jié)合起來。

大自然是最有效、最活生生的生命課堂。在學(xué)習(xí)植物時(shí)，教師會帶領(lǐng)學(xué)生走出教室，走進(jìn)教學(xué)植物園，讓學(xué)生親自觀察蟲媒花與風(fēng)媒花，發(fā)現(xiàn)、記錄、總結(jié)它們的區(qū)別。在這樣的戶外實(shí)踐環(huán)節(jié)中，學(xué)生開展的是體驗(yàn)式學(xué)習(xí)，這有助于提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，增強(qiáng)直接經(jīng)驗(yàn)獲取，加深對知識的理解，提高科學(xué)觀察的能力。從學(xué)生反饋來看，所有的學(xué)生都對戶外實(shí)踐非常感興趣，有學(xué)生認(rèn)為，“外出可以讓我們更好地觀察大自然，認(rèn)識植物的特征，這比書本上的描述更加真實(shí)?！庇袑W(xué)生說道：“如果不親自聞一聞、摸一摸，看一看，只憑文字介紹，很難理解蟲媒花的特征，只能是死記硬背?！贝笞匀皇亲詈玫恼n堂，基于地點(diǎn)的學(xué)習(xí)將是開展自然科學(xué)教學(xué)必不可少的活動形式。

3.以產(chǎn)品化成果來評價(jià)學(xué)生

以產(chǎn)品化成果來評價(jià)學(xué)生，是STEAM教育的一大特色，也是整合多學(xué)科學(xué)習(xí)與評價(jià)的關(guān)鍵點(diǎn)。在評價(jià)學(xué)生時(shí)，教師不僅要關(guān)注學(xué)生對學(xué)科知識的理解深度、科學(xué)性解釋及其遷移運(yùn)用，還要關(guān)注學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作、技術(shù)運(yùn)用、人文情懷、審美情趣等素養(yǎng)。例如，在Light Up Science每個學(xué)年最后一個單元，是設(shè)計(jì)與技術(shù)單元，學(xué)生會利用一些物品進(jìn)行設(shè)計(jì)與制作，完成一個作品，如：明輪船、燈塔、遮蔽處等。每個設(shè)計(jì)與技術(shù)單元包括三個環(huán)節(jié)：在制作環(huán)節(jié)，會給學(xué)生設(shè)定一個任務(wù)，并指導(dǎo)學(xué)生完成產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制作；在測試環(huán)節(jié)，學(xué)生要檢驗(yàn)他們的產(chǎn)品是否達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，還可以基于給定的標(biāo)準(zhǔn)對產(chǎn)品進(jìn)行評分；在反思環(huán)節(jié)，學(xué)生將有機(jī)會回顧設(shè)計(jì)與制作的過程，并反思如何改進(jìn)產(chǎn)品。在評價(jià)方式上，教師要盡可能地多采用真實(shí)性評價(jià)，鼓勵學(xué)生積極創(chuàng)新、團(tuán)隊(duì)合作，并以多媒體等手段展示自己的產(chǎn)品，同時(shí)鼓勵學(xué)生開展自評與互評，切實(shí)地以評價(jià)促進(jìn)學(xué)生發(fā)展，讓他們具備信息意識，學(xué)會自我管理，勤于反思，樂學(xué)善學(xué)，勇于質(zhì)疑，樂于探究。

4.以多師授課促進(jìn)學(xué)科融合

在校外，筆者初步嘗試了多師授課的教學(xué)模式，以整合教師專長，促進(jìn)學(xué)科融合。以“制作遮蔽處”為例，首先筆者基于教材的藍(lán)本，從“概念”、“設(shè)計(jì)要素”兩方面結(jié)合實(shí)物照片對遮蔽處進(jìn)行講解，讓學(xué)生建立理論層面的認(rèn)識；然后，指導(dǎo)學(xué)生以小組為單位，設(shè)計(jì)并制作了“遮蔽處”模型，加深學(xué)生對遮蔽處設(shè)計(jì)的理解；最后，為了拓展學(xué)生的視野，更好地聯(lián)系現(xiàn)實(shí)生活，筆者邀請了有工程設(shè)計(jì)專業(yè)背景的模型老師開展拓展活動——模型老師將一個頂級戶外帳篷帶到教室里，從專業(yè)角度介紹了工業(yè)產(chǎn)品的一般設(shè)計(jì)制作流程，并鼓勵學(xué)生嘗試搭建實(shí)際的帳篷來加深對遮蔽處的功能和選材的理解。實(shí)踐證明，多師授課、學(xué)科融合的活動模式能夠豐富學(xué)生的體驗(yàn)，拓展學(xué)生的視野，提升學(xué)生的審美情趣，讓學(xué)生更好地將所學(xué)知識運(yùn)用到實(shí)際問題的解決中去。

Light Up Science課程的活動效果及反饋

Light Up Science課程在北京市少年宮深受學(xué)生歡迎，究其原因，關(guān)鍵在于通過教師對教材的整理、總結(jié)和拓展，激發(fā)了學(xué)生對于科學(xué)實(shí)踐的熱情。通過四年的學(xué)習(xí)，學(xué)生的變化顯而易見，比如：他們對于自然的認(rèn)識，對于科學(xué)的喜愛與日俱增；科學(xué)思維能力、動手實(shí)踐能力、科技英語運(yùn)用能力也有很大的提高，尤其是學(xué)生敢于大膽用英語去表達(dá)自己的思想和觀點(diǎn)。

通過對家長進(jìn)行的問卷調(diào)查，我們發(fā)現(xiàn)：家長們認(rèn)為孩子在多個方面都有不同程度的提升。其中，83.3%的家長認(rèn)為孩子的科學(xué)知識變得更加豐富了，77.8%的家長認(rèn)為孩子的科學(xué)實(shí)踐能力提高了，66.7%的家長認(rèn)為孩子在科學(xué)思維方法方面得到了充分的鍛煉。部分家長表示，希望增加一些貼近生活、甚至是科技前沿的主題，如人工智能、大氣治理等，以便更好地讓學(xué)生學(xué)以致用。

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馬洪梅，北京學(xué)生活動管理中心自然探索項(xiàng)目輔導(dǎo)教師，中學(xué)高級教師。