基于STEAM理念，開展科學微景觀制作課程

陳悅

摘 要：在本文中，筆者基于STEAM理念設(shè)計開展了微景觀制作課程，從課程設(shè)計、材料選擇、學生創(chuàng)意發(fā)揮等方面描述了該課程過程中面臨的問題以及解決辦法。本次課程設(shè)計是基于STEAM理念的大膽嘗試，體現(xiàn)了科學的綜合性和多樣性。

關(guān)鍵詞：STEAM; 微景觀; 科學教學

中圖分類號：G623.6? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? 文章編號：1006-3315（2021）5-074-002

STEAM教育是科學（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineer）、藝術(shù)（Arts）和數(shù)學（Mathematics）教育的簡稱，重點旨在打破學科領(lǐng)域邊界，并將領(lǐng)域綜合知識與技能遷移到新情境中去，培養(yǎng)發(fā)展學生的科學綜合素養(yǎng)?？茖W是一門綜合性較強的學科，與STEAM理念融合性很高，在課程改進和研究方面都極具參考價值。

一、課程目標

STEAM課程設(shè)計主要可以分為兩大類，一類為工程設(shè)計類，一類為科學探究類。不論是哪一類都重在培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題并在不同情境中解決問題的能力。相應(yīng)內(nèi)容如下：

1.對日常學習生活中出現(xiàn)的“特別”現(xiàn)象具備敏銳的洞察力，善于聯(lián)系各個學科所學知識，結(jié)合實際發(fā)現(xiàn)有意義的科學問題的能力。

2.針對已有問題，可以綜合多方面知識，制定出類似實驗方案的解決問題的能力。

3.能夠利用現(xiàn)代信息技術(shù)手段，查找并收集實驗方案中對實驗結(jié)果可能產(chǎn)生影響因素的能力。

4.自主合理規(guī)劃、解決方案的能力。

5.客觀評價、總結(jié)優(yōu)缺點，并對工程方案進行再優(yōu)化創(chuàng)新的能力。

二、案例剖析

微景觀屬于STEAM課程中的工程設(shè)計類課程，這類課程的核心任務(wù)是工程問題的解決，培養(yǎng)學生的工程技術(shù)及意識，加強學生整合知識的能力，激發(fā)學生工程學習的興趣。以微景觀課程教學為例，教師可基于STEAM理念，從收集資料、廢物利用和放飛想象等幾個方面入手，提升學生的理科思維與合作能力，實現(xiàn)對學生的高階思維能力的深層次訓練，以及提高學生的科學素養(yǎng)。

傳統(tǒng)的生態(tài)瓶教學安排了2課時，第一課時讓學生進行設(shè)計制作并了解制作方法，重點強調(diào)了生物所需的生存條件，而對環(huán)境美化并沒有做過多的要求，因此設(shè)計過程主要圍繞以下幾個問題來展開：1、準備在生態(tài)瓶中放入哪些生物？2、在有限的空間里，適合什么樣的生物生活呢？3、他們的食物來源如何解決？4、生物放入順序是否有要求？四個問題的解決讓學生知道了生物的生存離不開植物提供的氧氣，因此在制作過程中我們需要準備植物并且確保植物存活后再加入其它生物。由于有確保植物存活這一項要求，所以生態(tài)瓶的制作要求學生課后完成;第二課時通過調(diào)整生物數(shù)量讓學生知道動物和植物相互依存、相互作用以及相互制約的。由于生態(tài)瓶的制作目標明確：確保生物生存，所以準備的材料結(jié)構(gòu)單一，并沒有激起學生很大的興趣，也不能充分發(fā)散學生的思維，開發(fā)學生創(chuàng)意，最后一個班做出成品帶到學校的9個實驗小組中只有6組，另一個班只有7組，完成率為72.2%.

STEAM理念下的微景觀課程安排了3課時完成，課時內(nèi)容如下：

第一課時：情境導入，明確任務(wù)

為了能讓學生更快地融入工程設(shè)計類課程，結(jié)合我校即將面臨改造建設(shè)的實際情況，在課程引入時，我給學生創(chuàng)造了如下情境：學校馬上要進行改建，現(xiàn)急招小小工程設(shè)計師設(shè)計建造學生心中的理想型校園，如果你是工程師你會設(shè)計一所什么樣的校園呢？在這里可以讓學生第一次展開想象：五彩斑斕的兒童天地、古色古香的中式園林、放飛想象的未來科技、生動活潑的草原風光……在這個過程中引導學生說出學校里面哪些是必須要有的：如圖書館、食堂、運動場、教學樓等等。那如何將我們的設(shè)計想法呈現(xiàn)給更多人看呢？學生很容易想到畫圖，由此向?qū)W生介紹微景觀：微景觀是針對現(xiàn)實環(huán)境的一種縮小模型，是在保留原有景觀特征基礎(chǔ)上而設(shè)計制造的“模型”[1]，能直觀的體現(xiàn)設(shè)計意圖，彌補圖紙在表現(xiàn)上的局限性，微景觀的組成元素主要由以下四個部分：植物、小路、池塘、建筑，為了能更直觀的讓學生了解微景觀制作方法，這里我用圖片呈現(xiàn)的方式介紹。讓學生以小組為單位設(shè)計整個校園難度比較大，內(nèi)容很多，無法在規(guī)定時間內(nèi)完成，所以我要求學生根據(jù)建筑功能選擇不同的場景，并以小組為單位進行建筑的周邊環(huán)境設(shè)計，在引導過程中可給學生適當?shù)膶嵗?，在表現(xiàn)學生個性的同時，不能忽視建筑的本質(zhì)功能，其周邊環(huán)境設(shè)計也應(yīng)當體現(xiàn)其實用性。課后要求學生根據(jù)他們挑選的場景搜集相關(guān)資料：可參考其他學校的環(huán)境、小區(qū)環(huán)境、公園及園林環(huán)境等。

對于綜合性較強的STEAM課程而言，在課程的一開始激發(fā)學生的學習興趣，提高學生的探究積極性尤其重要，它影響著后面課程能否順利展開。

第二課時：收集資料，形成設(shè)計

收集資料是布置給學生關(guān)于微景觀制作課程的第一個任務(wù)，網(wǎng)絡(luò)、圖書館、實地考察等，都是學生可以調(diào)用起來的資源。在收集資料的基礎(chǔ)上，教師要引導學生結(jié)合資料展開主動思考，形成可行的思路和方案，并進一步按照方案擴充資料的積累。

結(jié)合學生選擇的設(shè)計內(nèi)容對學生進行分組后，讓學生以小組為單位通過收集資料、查閱相關(guān)信息、交流探討，形成各小組的微景觀制作方案，并將方案以圖畫的形式呈現(xiàn)，幫助小組完善設(shè)計。他們的圖畫設(shè)計我請了學校的美術(shù)老師從顏色、結(jié)構(gòu)等方面參與評價，幫助學生理解美術(shù)與自然、美術(shù)與生活、美術(shù)與人文的緊密聯(lián)系。我則從實用性的角度出發(fā)，給予針對性的指導和補充，比如：路線設(shè)計是否合理、建筑物朝向設(shè)計、選擇植物的種類等等，幫助學生把微景觀制作的方案進一步完善和精細化，以便后續(xù)實踐工作的進行，完成設(shè)計后要求學生課后收集可以利用的材料：比如制作微景觀所用的容器、建筑物制作材料、適合放在微景觀中的綠色植物等。

收集資料屬于課程的準備工作，也是學生開始實際性參與的基礎(chǔ)任務(wù)。教師有一點需要注意，那就是要讓學生以“工程師”角色身份參與到微景觀課程的收集資料、形成設(shè)計的過程中，在這樣的角色認知下，學生對自我要求會更加嚴格，也更有興趣參與微景觀課程，積極性更高。

第三課時：遴選材料，動手制作

在這堂課開始前，我觀察了學生準備的材料，果然不出我所料有所欠缺，好在我提前考慮到學生材料可能準備不全，我給學生準備了如下材料以方便學生順利完成制作：輕石和水苔（主要用于沒有孔的微景觀容器）、綠色植物（苔蘚、文竹、袖珍椰子、竹柏、羅漢松等）、沙土、彩砂、小石子、鑷子等輔助工具。不過學生準備的材料還是有讓我驚喜的地方：有的小組利用卡紙?zhí)崆白龊昧恕敖虒W樓”，有的小組用家里的樂高搭了一座“城堡”。大部分小組帶的容器都是沒有孔的，所以我想學生介紹了輕石和水苔的作用：防止積水，幫助植物更好的生存。

在設(shè)計和交流方案、遴選材料之后，學生便可以進行動手操作，完成自己的微景觀制作。在制作過程中，發(fā)現(xiàn)學生反饋回來很多問題，有的說到：“老師，我們小組按照方案已經(jīng)基本制作完成了，可是看起來不夠好看，體現(xiàn)不出來我們的主題?！边€有的學生在制作過程中會產(chǎn)生一些創(chuàng)新型的想法和設(shè)計，想要加入到里面。這時候，教師要及時指導和解決學生們的問題，繼續(xù)鼓勵學生在原有方案的基礎(chǔ)上結(jié)合實際情況進行優(yōu)化創(chuàng)新，不要局限在最初的方案設(shè)定上，大膽的發(fā)揮創(chuàng)造力和想象力，讓最后的作品更加精彩，這也是對學生解決問題的能力以及優(yōu)化創(chuàng)新的能力的一種訓練。

學生在進行制作微景觀模型時，引導他們從生活中尋找可利用的廢棄物作為原材料，這些廢棄物加上學生的奇思妙想和巧妙改造，不僅能制作出所需的微景觀模型，還能讓學生在廢物利用的過程中樹立環(huán)保觀念，減少廢棄物對環(huán)境的污染和危害，這個過程也具有極大的教育意義。STEAM教育理念更關(guān)注學生學習的自主性和實踐性，廢物利用的材料選取是很好的方向，但這不能是教師給出的任務(wù)，而是要引導學生主動思考、發(fā)現(xiàn)并提出問題、分析并討論問題，最終解決問題，這才有助于學生思維能力的培養(yǎng)及提升，讓STEAM理念自然地浸入小學科學課堂中。

在STEAM理念的指導下，我們在微景觀課程教學中所做的嘗試與創(chuàng)新都旨在逐步培養(yǎng)學生提出研究問題的能力、制定方案解決問題的能力、自主收集材料的能力、自主合理地規(guī)劃、解決方案的能力以及優(yōu)化創(chuàng)新的能力。只有轉(zhuǎn)變教育理念，不斷改進教學方式，STEAM理念才能真正落地，發(fā)揮最大實效。

課后展示：客觀評價，拓展升華

成果評價應(yīng)當多樣化，包括教師評價、學生自評以及同學評價，能得到老師、同學的認可極大的激發(fā)設(shè)計者的再創(chuàng)造，對于培養(yǎng)學生的工程式思維有極大的意義。

微景觀設(shè)計制作完成后，可以讓學生在校園內(nèi)進行以“我和我的學?！睘橹黝}的展示評比，通過投票的方式讓學生評選出學生心中的理想型校園，但是僅憑借制作的微景觀獲得其他同學的喜愛是遠遠不夠的，還需要學生進行宣傳，表達出每個小組的設(shè)計理念及意義，在這個過程中可以讓學生自行設(shè)計宣傳方法：設(shè)計廣告圖、演講式宣傳等，讓學生能夠?qū)⒃赟TEAM理念指導下課程設(shè)計中整合的多學科知識通過自己的方式表達，進一步提高學生對跨學科知識綜合應(yīng)用的能力。

三、課程小結(jié)

課時完成后，我將此次STEAM理念下的課程與常規(guī)課程進行了對比與反思。

*關(guān)于表格內(nèi)完成率的說明：該完成率是指班內(nèi)能上交作品小組個數(shù)占總小組數(shù)的比值。其中傳統(tǒng)教學兩個班18個小組上交作品數(shù)為13個，而STEAM理念教學兩個班18個小組上交作品為18個。導致完成率有差距一方面是因為傳統(tǒng)教學內(nèi)容單一，學生興致不高，另一方面是傳統(tǒng)教學由于實驗的特殊性：1、材料在生活中便于取得;2、需要學生確保植物存活后才能繼續(xù)實驗;所以我將材料準備工作交由學生完成，導致部分小組沒有完成。STEAM理念教學雖然作品完成率為100%，但其實在學生探究過程中，還是有個別學生沒有參與設(shè)計制作。

總之，STEAM理念和傳統(tǒng)的單學科、重書本知識的教育方式不同，它更重視綜合性實踐，更關(guān)注學生的能力培養(yǎng)、合作交流，更強調(diào)跨學科、體驗性、合作性、創(chuàng)新性、情境性、藝術(shù)性等核心特征。本次課程以微景觀為例，從藝術(shù)、工程、科學等方面展開，讓學生知道環(huán)境與科學、環(huán)境與藝術(shù)、環(huán)境與工程息息相關(guān)，綜合多個方面幫助學生開闊視野、發(fā)揮想象力。作為教師，我們更要秉承STEAM理念的核心理念，開發(fā)學生感興趣的且與生活相關(guān)的項目，讓學生在過程的潛移默化中吸收知識、錘煉思維、提升能力、開拓創(chuàng)新，從而進一步提升小學科學課堂教學的有效性。

參考文獻：

劉欣宇.基于生態(tài)原則居民社區(qū)微景觀設(shè)計研究[D]天津大學，2017