STEAM課程垂直農(nóng)場(chǎng)的實(shí)踐研究

摘要：本文以上海新楊中學(xué)實(shí)施STEAM課程的具體情況為例，建立了相應(yīng)的STEAM課程評(píng)價(jià)體系，并通過(guò)真實(shí)的STEAM課程實(shí)施和現(xiàn)實(shí)的學(xué)校環(huán)境探究了STEAM在國(guó)內(nèi)學(xué)校開(kāi)展的現(xiàn)狀。

關(guān)鍵詞：K12教育；STEAM教育；課程模式；評(píng)價(jià)體系

中圖分類號(hào)：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 論文編號(hào)：1674-2117（2018）02-0077-04

STEAM垂直農(nóng)場(chǎng)的課程

STEAM垂直農(nóng)場(chǎng)項(xiàng)目開(kāi)展的目的是解決全球面臨的能源資源缺乏、人口不斷增長(zhǎng)、生存空間不足等問(wèn)題。該項(xiàng)目的整體構(gòu)思是通過(guò)設(shè)計(jì)垂直空間架構(gòu)，進(jìn)行農(nóng)作物能源資源的循環(huán)利用，進(jìn)而創(chuàng)建綠色循環(huán)可持續(xù)的生態(tài)家園系統(tǒng)。

1.課程背景

垂直農(nóng)場(chǎng)的主題內(nèi)容是要為綠色小鎮(zhèn)設(shè)計(jì)建立一個(gè)可持續(xù)的生態(tài)家園。綠色小鎮(zhèn)是一個(gè)有50萬(wàn)人口的美國(guó)沿海小鎮(zhèn)，小鎮(zhèn)附近沒(méi)有任何的大型農(nóng)業(yè)中心，城市需要的新鮮食物都要從其他地方運(yùn)過(guò)來(lái)。因此，城市居民希望能夠在城市里創(chuàng)建可持續(xù)的綠色水果、蔬菜來(lái)源，進(jìn)而農(nóng)業(yè)委員會(huì)決定向農(nóng)業(yè)工程師們征求垂直農(nóng)場(chǎng)的設(shè)計(jì)方案，決定建設(shè)垂直農(nóng)場(chǎng)。

2.課程內(nèi)容框架（如表1）

3.垂直農(nóng)場(chǎng)的課程實(shí)施

STEAM垂直農(nóng)場(chǎng)課程在上海市普陀區(qū)新楊中學(xué)進(jìn)行落地實(shí)施，該課程針對(duì)六年級(jí)的學(xué)生進(jìn)行了為期一個(gè)學(xué)期的項(xiàng)目教學(xué)開(kāi)展。在課程實(shí)施過(guò)程中，筆者一直進(jìn)行跟蹤調(diào)研、數(shù)據(jù)收集和課程反饋的研究工作，希望能夠更好地完善和改進(jìn)該課程的實(shí)施。

垂直農(nóng)場(chǎng)課程在2017年3月至6月實(shí)施，學(xué)生展開(kāi)了對(duì)植物的探究、立體農(nóng)場(chǎng)的搭建，并設(shè)計(jì)了一整套包括光照、灌溉等可持續(xù)功能的立體農(nóng)場(chǎng)生態(tài)系統(tǒng)，學(xué)生們?cè)谡麄€(gè)探究過(guò)程中不斷地認(rèn)知、發(fā)現(xiàn)、學(xué)習(xí)、收獲。

4.課程評(píng)價(jià)

垂直農(nóng)場(chǎng)課程是一個(gè)涵蓋工程、技術(shù)、生物、物理等多學(xué)科的綜合性實(shí)踐項(xiàng)目，在開(kāi)始整個(gè)項(xiàng)目課程前，筆者以問(wèn)卷的形式對(duì)學(xué)生的預(yù)備技能進(jìn)行了前測(cè)，數(shù)據(jù)顯示對(duì)于垂直農(nóng)場(chǎng)的概念有51.02%的學(xué)生沒(méi)有聽(tīng)說(shuō)過(guò)，48.98%的學(xué)生聽(tīng)說(shuō)過(guò)但不太清楚；接著，筆者對(duì)學(xué)生已有經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)有93.87%的學(xué)生自己種過(guò)植物或者父母種過(guò)植物，而后筆者對(duì)垂直農(nóng)場(chǎng)中所涉及的學(xué)科知識(shí)進(jìn)行了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)87.76%的學(xué)生還沒(méi)有學(xué)習(xí)過(guò)物理中有關(guān)光的知識(shí)，但有93.88%的學(xué)生對(duì)生活中的近視鏡、老花鏡等涉及到的光的原理有一定的了解。因此，對(duì)于垂直農(nóng)場(chǎng)整個(gè)課程來(lái)說(shuō)，學(xué)生對(duì)植物種植和所涉及到的生活中的物理知識(shí)有良好的基礎(chǔ)，這些已有的經(jīng)驗(yàn)，將有助于他們?cè)谛碌拇怪鞭r(nóng)場(chǎng)的概念下進(jìn)行知識(shí)的運(yùn)用，建構(gòu)新的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。

在課程實(shí)施過(guò)程中，筆者從創(chuàng)造和創(chuàng)新性、批判性思維、團(tuán)隊(duì)合作、任務(wù)習(xí)慣四個(gè)維度，設(shè)計(jì)了評(píng)價(jià)量規(guī)，并讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中對(duì)自己的表現(xiàn)進(jìn)行自評(píng)。

維度一：創(chuàng)造和創(chuàng)新性

①明確學(xué)習(xí)任務(wù)。

A等級(jí)（3分）：對(duì)于垂直農(nóng)場(chǎng)主題課程在教師的指引下有一定的了解，不太清楚要怎么做；B等級(jí)（6分）：基本上明確垂直農(nóng)場(chǎng)課程的任務(wù)要求，但是對(duì)具體任務(wù)實(shí)施不是很確定和理解；C等級(jí)（9分）：理解垂直農(nóng)場(chǎng)的創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)任務(wù)（為什么這樣做、有什么意義）并在實(shí)施過(guò)程中在理解的基礎(chǔ)上有自己的創(chuàng)新想法；D等級(jí)（10分）：最高等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

②形成和選擇想法。

A等級(jí)（3分）：在垂直農(nóng)場(chǎng)的設(shè)計(jì)實(shí)施過(guò)程中停留在以前的思想和觀點(diǎn)上，不聽(tīng)取別人的意見(jiàn)，不理解老師；B等級(jí)（6分）：在制作垂直農(nóng)場(chǎng)不同環(huán)節(jié)的過(guò)程中能提出一些解決問(wèn)題的想法，但是想法不夠清晰，想法仍是采取過(guò)去固有的思維模式，不夠新穎；C等級(jí)（9分）：能夠從不同的角度思考問(wèn)題，產(chǎn)生各種各樣的項(xiàng)目想法，仔細(xì)評(píng)估想法，提出新的問(wèn)題，采取新的觀點(diǎn)，并在實(shí)施中進(jìn)行評(píng)估和反思，不斷完善自己的想法；D等級(jí)（10分）：最高等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

③展示工作。

A等級(jí)（3分）：在要求下被動(dòng)地去選擇展示作品；B等級(jí)（6分）：主動(dòng)分享自己的作品，能用簡(jiǎn)單的話概述自己的作品；C等級(jí)（9分）：主動(dòng)展示自己的作品，善于將自己的想法和創(chuàng)意詳細(xì)地講述給其他人，并學(xué)會(huì)采取其他工具美化，加強(qiáng)自己的展示；D等級(jí)（10分）：最高等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

創(chuàng)造和創(chuàng)新性維度的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表2所示。通過(guò)數(shù)據(jù)筆者發(fā)現(xiàn)，在創(chuàng)造和創(chuàng)新性維度下學(xué)生在形成想法和對(duì)學(xué)習(xí)任務(wù)的理解方面的表現(xiàn)還是很不錯(cuò)的，有一半的學(xué)生能達(dá)到9分以上，但在展示自己的工作方面只有30%左右的學(xué)生表現(xiàn)滿意，所以對(duì)于STEAM課程，教師應(yīng)更加注重成果的展示和分享，通過(guò)分享交流學(xué)生也能從他人身上學(xué)習(xí)到更多的知識(shí)。

維度二：批判性思維

①分析驅(qū)動(dòng)問(wèn)題與探究過(guò)程。

A等級(jí)（3分）：對(duì)于垂直農(nóng)場(chǎng)的任務(wù)問(wèn)題看到的是單方面的或者表面的問(wèn)題；B等級(jí)（6分）：認(rèn)識(shí)到垂直農(nóng)場(chǎng)問(wèn)題的中心點(diǎn)，但看不到它的復(fù)雜性或不會(huì)考慮不同的觀點(diǎn)；C等級(jí)（9分）：展現(xiàn)出對(duì)垂直農(nóng)場(chǎng)問(wèn)題的深刻理解，通過(guò)深刻的認(rèn)識(shí)會(huì)考慮到不同的觀點(diǎn)，以及會(huì)問(wèn)到后續(xù)的問(wèn)題；D等級(jí)（10分）：最高等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

②開(kāi)發(fā)解決方案。

A等級(jí)（3分）：在垂直農(nóng)場(chǎng)的問(wèn)題解決過(guò)程中無(wú)法開(kāi)展原方案，當(dāng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，無(wú)法解決；B等級(jí)（6分）：原方案可以順利開(kāi)展，但采用的卻是建立在他人工作的基礎(chǔ)上的傳統(tǒng)解決方案；C等級(jí)（9分）：在解決問(wèn)題的過(guò)程中能夠?qū)嵤┰桨富蚴褂矛F(xiàn)有的知識(shí)創(chuàng)造出新穎的、創(chuàng)新的解決方案；D等級(jí)（10分）：最高等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

批判性思維的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表3所示，通過(guò)數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，只有30%～40%的學(xué)生能夠?qū)π枰鉀Q的問(wèn)題有比較清晰而深刻的認(rèn)識(shí)，超過(guò)一半的學(xué)生對(duì)問(wèn)題的理解仍停留在表面，他們無(wú)法在新的問(wèn)題情境下產(chǎn)生新的解決方案，缺乏分析和解決問(wèn)題的能力。作為教育者如何采用適切的方法，幫助學(xué)生運(yùn)用知識(shí)去分析、思考和解決問(wèn)題，這也是在開(kāi)展STEAM課程中需要考慮的問(wèn)題。endprint

維度三：團(tuán)隊(duì)合作

①對(duì)自己負(fù)責(zé)。

A等級(jí)（3分）：沒(méi)有認(rèn)真聽(tīng)教師的講解和學(xué)習(xí)拓展閱讀的資料，對(duì)問(wèn)題解決過(guò)程中的材料沒(méi)有充分的認(rèn)識(shí)，也沒(méi)有和他人達(dá)成一致，按時(shí)完成任務(wù)；B等級(jí)（6分）：在教師的講解和自己的學(xué)習(xí)上有了一定的知識(shí)儲(chǔ)備，能夠認(rèn)識(shí)到材料的特點(diǎn)，并傾聽(tīng)別人的意見(jiàn)，但不能進(jìn)行評(píng)估和反思，不能持續(xù)性地完成任務(wù)，需要不斷地提醒和督促；C等級(jí)（9分）：對(duì)于即將進(jìn)行的任務(wù)有了很好的知識(shí)儲(chǔ)備，能夠認(rèn)識(shí)到材料的特點(diǎn)，學(xué)習(xí)分析材料的用途，能夠和團(tuán)隊(duì)成員達(dá)成一致，按時(shí)完成任務(wù)，并利用他人的反饋改善工作；D等級(jí)（10分）：最高等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

②協(xié)助團(tuán)隊(duì)成員。

A等級(jí)（3分）：不愿意幫助他人解決問(wèn)題或者可能引起的問(wèn)題，不配合團(tuán)隊(duì)工作；B等級(jí)（6分）：配合團(tuán)隊(duì)但是不能積極幫助解決問(wèn)題，有時(shí)能夠提供別人需要的幫助；C等級(jí)（9分）：團(tuán)隊(duì)中有明確的分工，有助于團(tuán)隊(duì)解決問(wèn)題和化解/管理控制沖突，提供有用的反饋（具體、可行、支持有幫助的）使他人提高工作效率；D等級(jí)（10分）：最高等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

③尊重其他人。

A等級(jí)（3分）：不禮貌、不友善，可能會(huì)中斷、忽視他人的想法且傷害感情，且不認(rèn)同或尊重別人的觀點(diǎn)；B等級(jí)（6分）：禮貌且友好，認(rèn)同并尊重其他的觀點(diǎn)；C等級(jí)（9分）：禮貌、親切，能夠清晰地表達(dá)自己的思想，提出尖銳的問(wèn)題，引導(dǎo)其他成員接受新的信息和觀點(diǎn)，并幫助團(tuán)隊(duì)成員達(dá)成共識(shí)；D等級(jí)（10分）：最高等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

團(tuán)隊(duì)合作數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表4所示。垂直農(nóng)場(chǎng)的項(xiàng)目從一開(kāi)始就進(jìn)行了明確的團(tuán)隊(duì)分工，課程的設(shè)置上也多數(shù)是需要共同協(xié)作來(lái)完成的，通過(guò)以上的數(shù)據(jù)以及具體的上課實(shí)施過(guò)程發(fā)現(xiàn)，很多學(xué)生并沒(méi)有真正參與團(tuán)隊(duì)合作，這也是我們以往分科教學(xué)，傳統(tǒng)課堂下學(xué)生更傾向于個(gè)人學(xué)習(xí)所造成的。

維度四：任務(wù)習(xí)慣

①面對(duì)逆境，當(dāng)事情不按計(jì)劃時(shí)。

A等級(jí)（3分）：遇到困難時(shí)，無(wú)法重整旗鼓，經(jīng)常放棄，不愿嘗試其他方法，容易沮喪；B等級(jí)（6分）：遇到困難時(shí)，嘗試其他的方法，當(dāng)想法行不通時(shí)，經(jīng)過(guò)自我調(diào)整后能夠重新解決問(wèn)題；C等級(jí)（9分）：面對(duì)挑戰(zhàn)時(shí)，能夠?qū)⑵渥鳛闄C(jī)會(huì)來(lái)設(shè)想新的方法和解決方案，方法行不通時(shí)，不易感到沮喪且不放棄；D等級(jí)（10分）：最高等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

②關(guān)心工作區(qū)域。

A等級(jí)（3分）：不清理工作區(qū)或結(jié)束后沒(méi)有將工具和材料進(jìn)行收集和整理；B等級(jí)（6分）：有時(shí)會(huì)清理，將項(xiàng)目廢料放進(jìn)垃圾箱里，但需要教師的提醒，存在遺忘一些工具和材料在桌子上或者放在錯(cuò)誤的地方的現(xiàn)象；C等級(jí)（9分）：任務(wù)結(jié)束時(shí)，自覺(jué)處理垃圾，將材料和工具進(jìn)行收集和整理；D等級(jí)（10分）：最高等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

任務(wù)習(xí)慣維度統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表5所示，通過(guò)數(shù)據(jù)可以看到，當(dāng)面對(duì)逆境，出現(xiàn)解決不了的問(wèn)題時(shí)，有7.69%的學(xué)生會(huì)產(chǎn)生消極情緒，有超過(guò)半數(shù)的學(xué)生還是能夠積極應(yīng)對(duì)和解決的。另外，對(duì)于STEAM課程來(lái)說(shuō)，最重要的就是工作區(qū)域空間，數(shù)據(jù)顯示70%以上的學(xué)生能夠在課程結(jié)束時(shí)積極主動(dòng)地整理物品，清理活動(dòng)空間。因此，在任務(wù)習(xí)慣維度下學(xué)生的表現(xiàn)是值得肯定的。

反思總結(jié)

垂直農(nóng)場(chǎng)課程作為STEAM課程的一種形式，通過(guò)基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，在為期一學(xué)期的實(shí)施過(guò)程中，同時(shí)對(duì)于課程建立相應(yīng)的評(píng)價(jià)體系，進(jìn)行反饋跟蹤，筆者發(fā)現(xiàn)在STEAM課程的落地實(shí)施過(guò)程中需要加強(qiáng)以下幾方面的改進(jìn)。

1.課程內(nèi)容設(shè)置要貼近學(xué)生的現(xiàn)實(shí)生活

STEAM課程在內(nèi)容上考慮到多學(xué)科的融合以培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，但是課程的具體內(nèi)容應(yīng)該選取小的項(xiàng)目作為內(nèi)容，項(xiàng)目也應(yīng)該更加貼近學(xué)生的現(xiàn)實(shí)生活，在有意義的、真實(shí)情境下的學(xué)習(xí)更能激發(fā)學(xué)生探究學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，提高其運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行建構(gòu)的能力。

2.給予學(xué)生足夠的學(xué)習(xí)支持

STEAM課程作為一個(gè)綜合性的探究式的學(xué)習(xí)內(nèi)容，在開(kāi)展課程時(shí)，需要提供充足的學(xué)習(xí)材料、學(xué)習(xí)時(shí)間，以及足夠靈活的學(xué)習(xí)場(chǎng)地。垂直農(nóng)場(chǎng)課程雖然提供了足夠的學(xué)習(xí)材料，但學(xué)生參與項(xiàng)目的時(shí)間有很大的限制。垂直農(nóng)場(chǎng)課程在實(shí)施過(guò)程中，既需要給學(xué)生提供上課場(chǎng)地，也需要開(kāi)放式的活動(dòng)場(chǎng)地，同時(shí)還需要材料和設(shè)備的存儲(chǔ)空間，而學(xué)?，F(xiàn)有的創(chuàng)客空間已經(jīng)不能滿足我們的上課需求。因此，對(duì)目前的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室類型的創(chuàng)客空間需要根據(jù)具體的STEAM課程內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整。

3.從跨學(xué)科的項(xiàng)目實(shí)踐中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和解決問(wèn)題的能力

STEAM教育強(qiáng)調(diào)通過(guò)整合科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)和人文藝術(shù)等多個(gè)學(xué)科、多個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)與技能，在傳統(tǒng)上相互分離、各成體系的學(xué)科中間建立一座溝通的橋梁，使學(xué)生所學(xué)的知識(shí)變成一個(gè)相互聯(lián)系、相互統(tǒng)一的整體，讓學(xué)生能夠完整、系統(tǒng)地去認(rèn)識(shí)世界、認(rèn)識(shí)社會(huì)。

參考文獻(xiàn)：

師保國(guó)，高云峰，馬玉赫.STEAM教育對(duì)學(xué)生創(chuàng)新素養(yǎng)的影響及其實(shí)施策略[J].中國(guó)電化教育，2017（4）：75-79.

作者簡(jiǎn)介：朱青云，上海師范大學(xué)教育技術(shù)學(xué)碩士在讀，研究方向?yàn)樾畔⒒虒W(xué)設(shè)計(jì)STEAM教育、場(chǎng)館學(xué)習(xí)。王海鵬，同濟(jì)大學(xué)機(jī)電一體化專業(yè)畢業(yè)，從事中學(xué)生科技教育工作17年，現(xiàn)為上海市晉元高級(jí)中學(xué)結(jié)構(gòu)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人。主要研究方向是智能制造、土木工程結(jié)構(gòu)，同時(shí)是全國(guó)最大的strawtex吸管玩家社群的組織者。endprint