STEAM教育支持的核心素養(yǎng)培養(yǎng)案例研究

黃馨 孔晶

摘? 要 基于STEAM教育思想，結(jié)合有關(guān)核心素養(yǎng)的具體教學(xué)案例進(jìn)行分析，得出目前我國(guó)結(jié)合核心素養(yǎng)培養(yǎng)的STEAM教學(xué)課堂應(yīng)該做幾點(diǎn)改善：課堂中的教學(xué)主題應(yīng)是解決實(shí)際應(yīng)用問題且貼近學(xué)生生活;教師在教學(xué)中的歸納總結(jié)轉(zhuǎn)換為提升學(xué)生的思維，激發(fā)其思維發(fā)散，使學(xué)生思考問題能夠多維度、多角

度;在教學(xué)過程中培養(yǎng)學(xué)生樂學(xué)勤學(xué)的科學(xué)精神。

關(guān)鍵詞 STEAM;核心素養(yǎng);機(jī)器人;項(xiàng)目式學(xué)習(xí)

中圖分類號(hào)：G640? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2019）07-0068-03

1 STEAM教育

STEAM教育是以數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)，從藝術(shù)和工程的角度解讀技術(shù)和科學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生將實(shí)際中的生活問題以跨學(xué)科的理念去解決[1]。STEAM注重不同學(xué)科之間的知識(shí)聯(lián)系，主要圍繞科學(xué)、工程、技術(shù)、美學(xué)和數(shù)學(xué)等相關(guān)科目與領(lǐng)域展開，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)各個(gè)領(lǐng)域之間的聯(lián)系，一起拓展人類有關(guān)周圍世界的認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的核心競(jìng)爭(zhēng)力。其中，科學(xué)是關(guān)于自然界的研究，是一種通過觀察和邏輯思維推理學(xué)習(xí)自然界的方式，并能夠創(chuàng)造新的知識(shí);技術(shù)是科學(xué)和工程的產(chǎn)

物，人們創(chuàng)造和使用技術(shù)解決現(xiàn)實(shí)生活中的問題;工程是人類進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)和創(chuàng)造的知識(shí)體系，也是解決問題的過程，其使用科學(xué)創(chuàng)造出的新知識(shí)以及技術(shù)探索解決問題的方式;數(shù)學(xué)是運(yùn)用抽象化和邏輯化的推理方式，在科學(xué)、工程、技術(shù)方面廣泛應(yīng)用;藝術(shù)是增強(qiáng)學(xué)生的人文素養(yǎng)，通過在課程中加入人文藝術(shù)，提升學(xué)生的審美與個(gè)體覺悟，使其更加全面綜合地發(fā)展。

華南理工大學(xué)附屬實(shí)驗(yàn)學(xué)?！盀槟赣H節(jié)獻(xiàn)禮”項(xiàng)目充分體現(xiàn)了STEAM教育的特征[1]，該項(xiàng)目通過以STEAM作為橋梁的跨學(xué)科式學(xué)習(xí)，橫跨美術(shù)、生物兩個(gè)教學(xué)學(xué)科，使學(xué)生在動(dòng)手實(shí)踐中熟知生物學(xué)科內(nèi)容中的植物光合作用與呼吸作用的原理;與此同時(shí)，在美學(xué)教育方面，體會(huì)如何通過裁剪、拼接和對(duì)色彩的搭配完成一件藝術(shù)小制作，增強(qiáng)其人文素養(yǎng)底蘊(yùn)。

在設(shè)計(jì)卡片環(huán)節(jié)之前，教師可提供紙張，以供學(xué)生在紙上呈現(xiàn)自己的制作流程，以此使學(xué)生接觸工程設(shè)計(jì)流程，了解流程設(shè)計(jì)的大致思路，培養(yǎng)學(xué)生構(gòu)建完整的流程思路。與此同時(shí)，教師組織學(xué)生互相交流，探討彼此的設(shè)計(jì)思路，提出自己設(shè)計(jì)過程的想法和自己能力無法實(shí)現(xiàn)的問題，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新和強(qiáng)化問題解決的能力，以此改進(jìn)卡片設(shè)計(jì)。

在這節(jié)STEAM課堂中，教師關(guān)聯(lián)學(xué)科的整合知識(shí)，將生物科學(xué)與現(xiàn)實(shí)生活聯(lián)系起來，注重學(xué)生動(dòng)手的實(shí)踐和過程，以及貼近生活，突出技術(shù)和工程實(shí)踐，強(qiáng)調(diào)知識(shí)與能力并重，倡導(dǎo)“做中學(xué)”，強(qiáng)調(diào)學(xué)生創(chuàng)新和創(chuàng)造能力的培養(yǎng)。原本只能在教室實(shí)現(xiàn)的生物、美術(shù)課堂教學(xué)因STEAM教學(xué)模式的加入，學(xué)生的積極性被調(diào)動(dòng)，教師教學(xué)生動(dòng)有趣。

STEAM以多學(xué)科融合的教育理念，成為一種培養(yǎng)未來優(yōu)秀綜合型人才的教育模式。基于21世紀(jì)全球人才培養(yǎng)的共同目標(biāo)，以及中國(guó)學(xué)生終身發(fā)展目標(biāo)與核心素養(yǎng)間的對(duì)接，STEAM跨學(xué)科教育在世界各國(guó)日益朝良好態(tài)勢(shì)發(fā)展，其與核心素養(yǎng)培養(yǎng)充分融合是必然趨勢(shì)[2]。

2 核心素養(yǎng)

2014年印發(fā)的《教育部關(guān)于全面深化課程改革 落實(shí)立德樹人根本任務(wù)的意見》（教基二〔2014〕4號(hào)）中指出：“教育部將組織研究提出各學(xué)段學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)體系，明確學(xué)生應(yīng)具備的適應(yīng)終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力。”綜合世界各個(gè)國(guó)家（地區(qū)）以及國(guó)際組織在核心素養(yǎng)概念內(nèi)涵方面的界定，對(duì)于核心素養(yǎng)的定義可以這樣總結(jié)：核心素養(yǎng)是學(xué)生在接受相應(yīng)學(xué)段的教育教學(xué)過程中逐步形成的適應(yīng)個(gè)人終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的必備品格與關(guān)鍵能力[3]。

核心素養(yǎng)包含文化基礎(chǔ)、自主發(fā)展和社會(huì)參與三個(gè)方面，這三個(gè)方面又可分為人文底蘊(yùn)與科學(xué)精神、學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)與健康生活、責(zé)任擔(dān)當(dāng)與實(shí)踐創(chuàng)新。人文底蘊(yùn)包含人文積淀與情懷和審美情趣，具備良好的人文底蘊(yùn)是一個(gè)人將來在社會(huì)發(fā)展立足的根本;科學(xué)精神包含理性的思維方式、批判質(zhì)疑的思維模式和勇于探究的科學(xué)精神，學(xué)生對(duì)于教師所教授的知識(shí)不再是一味地照搬照抄，而是帶著質(zhì)疑去學(xué)習(xí)探究;學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)與健康生活包含樂學(xué)勤學(xué)、珍愛生命、健全人格和自我管理;責(zé)任擔(dān)當(dāng)包含社會(huì)責(zé)任、國(guó)家認(rèn)同和國(guó)際理解，愛國(guó)敬業(yè)是每一個(gè)中國(guó)人都應(yīng)該具備的品質(zhì);實(shí)踐創(chuàng)新包含問題解決、技術(shù)應(yīng)用以及勞動(dòng)意識(shí)，當(dāng)代社會(huì)要求且需要每一個(gè)學(xué)生都具備創(chuàng)新意識(shí)，共同推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步。

3 STEAM教育支持的核心素養(yǎng)培養(yǎng)案例分析

我國(guó)教育改革的必然趨勢(shì)是STEAM教育與核心素養(yǎng)培養(yǎng)的對(duì)接。STEAM教育與核心素養(yǎng)培養(yǎng)在人才觀、創(chuàng)新觀與知識(shí)觀等方面高度的契合性為其對(duì)接提供了可能性[1]。

前文提到，STEAM是一種教育模式、教育理念，是一種跨學(xué)科式的創(chuàng)新型學(xué)習(xí)方法。STEAM教育與核心素養(yǎng)培養(yǎng)密切聯(lián)系、相互依存。如“STEAM理念下的校本課程‘圓型教案設(shè)計(jì)——以‘正方形賽道一課為例”，STEAM教育中的Science（科學(xué)）、Technology（技術(shù)）、Engineer（工程設(shè)計(jì)）、Mathematics（數(shù)學(xué)）與核心素養(yǎng)中的自主發(fā)展與社會(huì)參與得到良好的有機(jī)結(jié)合。

在這節(jié)課中，教師要求學(xué)生在一個(gè)內(nèi)邊長(zhǎng)為60厘米、外邊長(zhǎng)為85厘米的正方形賽道上使用mBot機(jī)器人完成相應(yīng)動(dòng)作，具體任務(wù)是學(xué)生操控機(jī)器人從正方形跑道的任意地點(diǎn)出發(fā)，繞其走一圈后到達(dá)起始位置，要求學(xué)生通過計(jì)算機(jī)編程使機(jī)器人完成這項(xiàng)固定項(xiàng)目的動(dòng)作。在學(xué)生小組調(diào)試讓機(jī)器人直行一定距離和轉(zhuǎn)正方形直角的過程中，學(xué)生學(xué)會(huì)控制變量的數(shù)學(xué)思想，在多次記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的過程中體驗(yàn)統(tǒng)計(jì)與修改變量的方法，并且培養(yǎng)勤于反思和理性思維的習(xí)慣;通過互相協(xié)作，發(fā)現(xiàn)實(shí)際操作機(jī)器人中電腦編程與實(shí)際情況不符等問題，探討問題，在解決問題中學(xué)會(huì)相互交流、互幫互助、協(xié)作探究;在前期制定項(xiàng)目流程圖的過程中，能夠體驗(yàn)工程實(shí)施的方法，工程技術(shù)在教學(xué)中得到應(yīng)用，通過制作流程圖，思路不再是在腦海中呈現(xiàn)，而是躍然紙上。當(dāng)學(xué)生動(dòng)手寫下思路就發(fā)現(xiàn)，腦中所想和筆下記錄有所出入，通過與同學(xué)、老師的交流探討，更加實(shí)際地審閱自己的想法，加以修改，更加完善對(duì)工程設(shè)計(jì)的理解，體驗(yàn)問題從發(fā)現(xiàn)到解決的一系列步驟，塑造結(jié)構(gòu)清晰的邏輯思維能力。

教師使核心素養(yǎng)融入課堂學(xué)習(xí)，小組學(xué)生探討機(jī)器人編程，完成指定動(dòng)作的應(yīng)用，加強(qiáng)對(duì)于機(jī)器人和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)的學(xué)習(xí)。這一整套項(xiàng)目式學(xué)習(xí)給學(xué)生創(chuàng)造了一個(gè)真實(shí)情境，使學(xué)生能夠更加身臨其境地了解應(yīng)用計(jì)算機(jī)編程和數(shù)學(xué)，且在跨學(xué)科問題解決過程中促進(jìn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)編程和數(shù)學(xué)的多學(xué)科融合，而且著重塑造核心素養(yǎng)，使學(xué)生不再運(yùn)用單一的知識(shí)解決應(yīng)用問題。

以美國(guó)生物學(xué)教學(xué)案例進(jìn)行分析。美國(guó)著名流行女歌手Lady Gaga在2011年推出一首單曲Born This Way，歌詞里主要傳達(dá)了每個(gè)人都擁有獨(dú)一無二渾然天成的美，DNA決定了人類的種族樣貌。美國(guó)的中學(xué)生大都非常熟悉并喜歡這首歌曲，教師借助此曲來教授有關(guān)DNA知識(shí)，令學(xué)生耳目一新，可以很好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

本課程需要事先準(zhǔn)備Born This Way的原唱單曲、音樂外放設(shè)備以及表演所需道具等。首先，教師教授學(xué)生學(xué)習(xí)DNA的相關(guān)知識(shí)，如DNA的本質(zhì)是什么？DNA位于人體的哪里？為什么對(duì)于每個(gè)人，DNA具有如此重要的意義？對(duì)于這部分知識(shí)的傳授，教師可以通過課堂講授、閱讀課本教材和觀看與DNA相關(guān)的視頻的方式進(jìn)行。之后，教師播放Born This Way，讓全班學(xué)生一起聽。聆聽完歌曲之后，教師布置的課堂任務(wù)是要學(xué)生替換原曲歌詞，將本節(jié)課堂所學(xué)習(xí)的DNA知識(shí)融入歌曲中;歌曲編譯完成以后，借助外放音樂進(jìn)行舞臺(tái)表演，最好在表演時(shí)還能加上一些舞蹈動(dòng)作，或者事先準(zhǔn)備的服裝道具?；顒?dòng)的開展方式多種多樣：全班學(xué)生可分成若干組，每組學(xué)生都要改編完成一個(gè)小組作品;或者讓各小組提出設(shè)計(jì)創(chuàng)意、填詞和表演等任務(wù)，全班共同參與完成一個(gè)編曲作品，將此次學(xué)習(xí)變成全班活動(dòng)。學(xué)生在學(xué)習(xí)和創(chuàng)作過程中所做的課堂筆記，可為教師進(jìn)行課堂評(píng)價(jià)提供依據(jù)了;也可設(shè)計(jì)當(dāng)堂抽查默寫，檢查學(xué)生對(duì)本節(jié)課DNA知識(shí)的學(xué)習(xí)掌握情況[4]。

這個(gè)案例生動(dòng)地將生物學(xué)科知識(shí)與音樂、舞蹈相結(jié)合，教師在該課堂中以音樂為切入點(diǎn)，逐步引領(lǐng)學(xué)生將他們的視野從音樂轉(zhuǎn)向生物科學(xué)知識(shí)，進(jìn)而教授有關(guān)DNA的學(xué)科知識(shí)，最后重新將知識(shí)帶入音樂，完成一個(gè)循環(huán)。從音樂本身出發(fā)，Born This Way這首歌本身傳達(dá)了每個(gè)人都擁有獨(dú)特的美，在這個(gè)世界上每個(gè)人都是獨(dú)特的個(gè)體。以這首歌為中心，培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)中的國(guó)家認(rèn)同與國(guó)際理解，同時(shí)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性;通過改編歌詞，依次插入生物知識(shí)，在對(duì)于這首歌的理解上，學(xué)生會(huì)以更強(qiáng)烈的積極性和目的性去學(xué)習(xí)本課知識(shí);最后以舞蹈、歌唱的形式呈

現(xiàn)，使教學(xué)活潑生動(dòng)。

本節(jié)課，學(xué)生除了能更好地掌握、熟知DNA的相關(guān)知識(shí)，樂理知識(shí)同樣得到提升。學(xué)習(xí)生物知識(shí)不再是整個(gè)課堂的全部?jī)?nèi)容，學(xué)生也不只單一掌握生物知識(shí)。結(jié)合音樂的生物課堂生動(dòng)有趣，學(xué)生一邊學(xué)習(xí)有關(guān)DNA學(xué)科知識(shí)，一邊培養(yǎng)其人文情懷與交流技能。在這節(jié)結(jié)合核心素養(yǎng)的STEAM課堂中，從態(tài)度、情感價(jià)值觀方面來說，該課程能幫助學(xué)生建立自信，更好地認(rèn)識(shí)自己的特長(zhǎng)，充分發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì)。

結(jié)合核心素養(yǎng)的STEAM教學(xué)與傳統(tǒng)的STEAM教學(xué)模式相比，更能體現(xiàn)我國(guó)教育對(duì)中小學(xué)生創(chuàng)新能力、交流技能、合作能力、信息素養(yǎng)等能力、品格培養(yǎng)的重視，不再是單單注重學(xué)生對(duì)于學(xué)科知識(shí)的運(yùn)用，而是以一種綜合的、基于學(xué)科知識(shí)的教學(xué)方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行教學(xué)，不是單純地授予其知識(shí)，而是通過授予知識(shí)的方式使他們學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)、健康生活、能夠擔(dān)當(dāng)、有創(chuàng)新性思維。不僅育人，更使他們懂得如何做人，使其走出校門不僅能夠使用儲(chǔ)備的知識(shí)實(shí)現(xiàn)自我價(jià)值，更能成功地適應(yīng)社會(huì)，促進(jìn)社會(huì)發(fā)展。因此，結(jié)合核心素養(yǎng)培養(yǎng)的STEAM教育是教育教學(xué)中的大勢(shì)所趨，兩者結(jié)合是不謀而合，或者說是殊途同歸。

4 研究結(jié)論

通過了解結(jié)合核心素養(yǎng)培養(yǎng)的STEAM教學(xué)案例，可得出現(xiàn)階段我國(guó)中小學(xué)實(shí)施該課堂教學(xué)，教學(xué)主題應(yīng)是解決實(shí)際應(yīng)用問題且貼近學(xué)生生活。興趣是學(xué)生最好的老師，一個(gè)貼近學(xué)生生活的學(xué)習(xí)主題更能引起他們的共鳴，激發(fā)學(xué)習(xí)積極性;在學(xué)生進(jìn)行小組學(xué)習(xí)時(shí)，教師引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)互相交流學(xué)習(xí)，培養(yǎng)其樂學(xué)善學(xué)、勤于向他人討教的求知精神;教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生不再是用一種學(xué)科知識(shí)去解決問題，而是打開思路，以科學(xué)精神從多角度去看待解決問題。■

參考文獻(xiàn)

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[2]范文翔，張一春.STEAM教育：發(fā)展、內(nèi)涵與可能路徑[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2018，28（3）：99-105.

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[4]李士杏.美國(guó)STEAM生物學(xué)教學(xué)案例分析[J].生物學(xué)教學(xué)，2018（4）：8-9.