STEAM課程本土化的實(shí)踐與思考

唐瑭 鄭建華

摘? ? 要：STEAM課程的本土化，注重學(xué)習(xí)借鑒國外在STEAM教育方面的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，解構(gòu)海外優(yōu)秀STEAM課程的課堂教學(xué)過程，提煉其課程框架，再根據(jù)學(xué)校特點(diǎn)和自己的任課實(shí)際，研發(fā)適合本校學(xué)生的STEAM課程。在本土化過程中，STEAM課程的設(shè)計(jì)應(yīng)注重科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)4門學(xué)科的有機(jī)融合，并基于項(xiàng)目化學(xué)習(xí)、真實(shí)的問題情境，導(dǎo)向開放的結(jié)果。

關(guān)鍵詞：STEAM教育;STEAM課程;課程設(shè)計(jì);本土化

當(dāng)前，“STEM教育”“STREAM教育”“STEAM教育”等新名詞，已成為中國教育界的熱門詞語?！癝TEAM”，也成了新銳與潮流的代名詞。“社會(huì)變革需要STEAM教育”“21世紀(jì)人才素養(yǎng)培養(yǎng)需要STEAM”等口號(hào)常在耳旁。在近幾年全國各地的各類教學(xué)研討活動(dòng)中，以STEAM教育為主題的活動(dòng)也時(shí)?？梢钥吹?。那么，在STEAM教育極為盛行的今天，我們應(yīng)該如何認(rèn)識(shí)STEAM教育、設(shè)計(jì)STEAM課程呢？

一、對兩個(gè)STEAM教育案例的對比分析

筆者曾參加過一次題為“做一頂帽子”的教學(xué)研討活動(dòng)。活動(dòng)中，教師采用STEAM理念進(jìn)行教學(xué)展示。以下便是相關(guān)的教學(xué)流程：

第一步：課堂聚焦。教師用課件展示各類精美帽子的圖片，以引發(fā)課堂關(guān)注，并提出當(dāng)天的課堂任務(wù)就是做一頂帽子。用時(shí)2分鐘。

第二步：工程設(shè)計(jì)。根據(jù)教師提供的材料，學(xué)生以小組為單位設(shè)計(jì)一頂帽子（要求在設(shè)計(jì)圖上簡單畫出草圖）。此處用時(shí)8分鐘，但多個(gè)小組的設(shè)計(jì)圖為空白，學(xué)生忙著搶材料。

第三步：工程制作。教師要求學(xué)生根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，以小組為單位制作帽子。學(xué)生共分為12個(gè)小組，其中4個(gè)小組是匆忙完成任務(wù)的。用時(shí)25分鐘。

第四步：交流展示。各組上臺(tái)介紹自己的帽子，說說帽子的作用，并對其進(jìn)行評(píng)價(jià)。用時(shí)25分鐘。

這是一堂值得探討的STEAM課。課前，教師的材料準(zhǔn)備充分，學(xué)生課堂氣氛活躍，激起了聽課教師的思維火花。有的聽課教師認(rèn)為執(zhí)教者將課堂還給了學(xué)生，覺得學(xué)生參與度高，并拍手叫好;而更多的聽課教師對這堂課持否定態(tài)度，但又說不清楚究竟哪里不好。

這是一堂單元總結(jié)課，學(xué)生用60分鐘完成了帽子的制作，但這堂課忽視了這一活動(dòng)的目的：深化對材料特點(diǎn)的認(rèn)識(shí)，同時(shí)感受創(chuàng)作的樂趣。因此，這堂課充其量只能算是教師“教完了”，而絕不是學(xué)生“學(xué)會(huì)了”。如果降低教學(xué)目標(biāo)，只讓學(xué)生完成帽子制作，學(xué)生是可以在40分鐘內(nèi)完成的，但這樣做的話，這堂課就不是一堂理念先進(jìn)的STEAM課了，而變成了一堂勞技課。

STEAM課程的核心要義是促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。它既要符合課程標(biāo)準(zhǔn)的理念，又要能增強(qiáng)課程的吸引力，激發(fā)學(xué)生探究知識(shí)的興趣。在一次“浙江—印州中小學(xué)STEAM課程平移臨摹型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目”研討活動(dòng)中，筆者有幸觀摩了美國的“空氣動(dòng)力學(xué)”課程（課程設(shè)計(jì)詳見圖1）。該課程涉及的內(nèi)容較多，且具有一定的復(fù)雜性。美方教師的做法為：將該主題拆分成幾個(gè)板塊，每天進(jìn)行一個(gè)主題的學(xué)習(xí)，并針對每個(gè)主題展開四課時(shí)的活動(dòng)。這些活動(dòng)可以分成兩部分：支持性活動(dòng)和核心任務(wù)。某些支持性活動(dòng)看似與主題并不相關(guān)，比如“創(chuàng)建名字帳篷”“我做過的事”等，但其都指向培養(yǎng)學(xué)生STEAM素養(yǎng)中的團(tuán)隊(duì)合作能力、溝通能力、表達(dá)能力、情緒管理能力等，同時(shí)也讓學(xué)生在活動(dòng)中了解彼此，為后續(xù)開展更復(fù)雜的團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目做好準(zhǔn)備。這一點(diǎn)對我們進(jìn)行STEAM課程的本土化設(shè)計(jì)很有啟發(fā)。

二、STEAM課程的本土化思考

所謂“STEAM課程的本土化”，指的是學(xué)習(xí)借鑒國外在STEAM教育方面的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，積累STEAM教育典型案例，提升中國教師的STEAM課程設(shè)計(jì)與實(shí)踐能力，將海外優(yōu)秀STEAM課程拿來“為我所用”，并解構(gòu)其課堂教學(xué)過程、提煉其課程框架，再根據(jù)學(xué)校特點(diǎn)和自己的任課實(shí)際，研發(fā)適合本校學(xué)生的STEAM課程。下面筆者以美國的“空氣動(dòng)力學(xué)”課程的本土化為例，闡述STEAM課程在本土化過程中應(yīng)注意的問題。

（一）感受策略的重要性

在“空氣動(dòng)力學(xué)”課程的“不說話排隊(duì)”活動(dòng)中，美國教師設(shè)計(jì)的是按照身高、姓名首字母、年齡順序排隊(duì)，活動(dòng)后再進(jìn)行交流反思。學(xué)生體會(huì)到的是交流的重要性和交流方式的多樣性。在本土化過程中，教師將游戲進(jìn)行了改進(jìn)：學(xué)生按年齡排隊(duì)，要求30秒不說話才算完成挑戰(zhàn)。前幾次學(xué)生都挑戰(zhàn)失敗了，但每次失敗后，都會(huì)立即反思交流，再重新制訂方案進(jìn)行挑戰(zhàn)。學(xué)生完成活動(dòng)所花的時(shí)間越來越少，最終挑戰(zhàn)成功。在這一改進(jìn)過程中，學(xué)生不僅體會(huì)了交流的重要性，而且感受到完成任務(wù)的策略的重要性，并體會(huì)了策略優(yōu)化的過程。

（二）感受真實(shí)情境的重要性

在“空氣動(dòng)力學(xué)”課程的另一個(gè)子活動(dòng)“意大利面建高塔”中，美國教師結(jié)合真實(shí)情境不斷出示新規(guī)則，并滲透一種“事物是在不斷改變的，設(shè)計(jì)要隨時(shí)改進(jìn)”的意識(shí)。最后，教師讓學(xué)生根據(jù)建筑物的高度、節(jié)省材料的情況、材料的完整性和建筑物結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性等幾項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，對自身建筑物進(jìn)行評(píng)價(jià)。這已符合工程設(shè)計(jì)理念。在本土化過程中，教師對評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)進(jìn)行了修改。美方教師只是用打分的形式，我們則直接讓孩子計(jì)算建造塔的花費(fèi)，這樣更符合真實(shí)情境，真實(shí)情境中我們是需要考慮施工成本的問題的。

（三）目標(biāo)指向素養(yǎng)提升

在“意大利面建高塔”活動(dòng)中，教師最關(guān)注的不是每個(gè)小組搭建得有多高，而是合作學(xué)習(xí)中是否有人沒有參與、為什么不參與、有沒有參與討論、有沒有設(shè)計(jì)和改進(jìn)活動(dòng)方案、能不能得出結(jié)論、是不是靠自己總結(jié)得到結(jié)論、能不能把結(jié)論表述出來、STEAM素養(yǎng)是否得到提升等問題。

（四）課堂充分實(shí)踐

在“推進(jìn)氣球”活動(dòng)中，教師的提問是：如何讓氣球更受控地運(yùn)動(dòng)？根據(jù)教師提供的材料，學(xué)生不斷設(shè)計(jì)、測試。1個(gè)小時(shí)的課有45分鐘是給學(xué)生實(shí)踐的。這也是STEAM教學(xué)與其他教學(xué)的不同之處：把時(shí)間交給學(xué)生。在一個(gè)連貫、不被打斷的充足時(shí)間里，學(xué)生會(huì)做得越來越好，不用擔(dān)心他們做不到。他們就像工程師一樣，發(fā)現(xiàn)問題、思考、設(shè)計(jì)討論、動(dòng)手制作、測試、改進(jìn)、再測試，直到有一個(gè)讓人滿意的成品出現(xiàn)。4D1506B2-7636-4790-AB09-DA727795A499

（五）教學(xué)優(yōu)化組織

在美國的“空氣動(dòng)力學(xué)”課程中，一些新的組織形式讓筆者記憶猶新。在學(xué)生方案初步設(shè)計(jì)完成后，教師引入了一種新的組間交流探究模式——畫廊走（Gallery walk）。

畫廊走是一種討論形式。開展畫廊走探究活動(dòng)的流程如下：寫（如學(xué)生以小組形式在紙上設(shè)計(jì)雞蛋保護(hù)器方案）→開始（教師分發(fā)白紙，學(xué)生在走訪過程中可用于記錄）→旋轉(zhuǎn)（以小組為單位順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，依次觀摩下一組的方案設(shè)計(jì)）→反映（組內(nèi)交流，修改方案）。在這一過程中，雖然教師多發(fā)表了一些自己的觀點(diǎn)，卻能引導(dǎo)每個(gè)小組認(rèn)真仔細(xì)地評(píng)價(jià)、參考其他組的設(shè)計(jì)方案，形成4人討論圈。5分鐘1次的輪換、記錄，目的就是讓學(xué)生針對問題深入思考，加強(qiáng)理解。

這與我們傳統(tǒng)的小組一一上臺(tái)匯報(bào)的討論形式很不一樣。它是一種從學(xué)生視角出發(fā)的交流，有利于各小組就設(shè)計(jì)方案的原始意圖展開組間溝通與探討，提升交流效率。

（六）指導(dǎo)轉(zhuǎn)化模式

STEAM教育強(qiáng)調(diào)犯錯(cuò)是學(xué)習(xí)的必經(jīng)之路。學(xué)生在認(rèn)識(shí)世界、建構(gòu)知識(shí)中，經(jīng)歷了從模糊到清晰的過程。所以課堂中，教師可以不直接指出學(xué)生的錯(cuò)誤，而是期待學(xué)生自身對錯(cuò)誤或者失敗進(jìn)行反思、修正與完善。在這一過程中，學(xué)生主動(dòng)提問，教師解答。期間，學(xué)生如果沒有提問，教師也可不作過多干涉。這是STEAM教學(xué)的指導(dǎo)模式轉(zhuǎn)化，教師成為學(xué)生學(xué)習(xí)的陪伴者、問題解決的合作者。

三、對STEAM課程設(shè)計(jì)的再思考

教師根據(jù)所學(xué)，可自主設(shè)計(jì)、開發(fā)，并實(shí)施STEAM課程。以下，筆者以“家庭收納裝置”的設(shè)計(jì)為例，談?wù)剬TEAM課程設(shè)計(jì)的思考。

（一）STEAM課程設(shè)計(jì)應(yīng)注重科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)4門學(xué)科的有機(jī)融合

在STEAM課程中，教學(xué)目標(biāo)不再是單一學(xué)科的目標(biāo)，而是融合目標(biāo)。它強(qiáng)調(diào)的不是知識(shí)獲取，而是STEAM素養(yǎng)形成。如“家庭收納裝置”課程，其目標(biāo)撰寫雖是分學(xué)科的，但具體內(nèi)容都是融合的。其具體內(nèi)容如下：

【科學(xué)】了解不同形狀和結(jié)構(gòu)的特點(diǎn);比較各個(gè)結(jié)構(gòu)在空間利用率、抗彎曲能力等方面的特點(diǎn);綜合考量各方面因素，選擇最適合制作收納裝置的結(jié)構(gòu)。

【技術(shù)】會(huì)控制、對比實(shí)驗(yàn)中的變量，探究不同結(jié)構(gòu)的特點(diǎn);根據(jù)設(shè)計(jì)方案制作收納裝置，測試使用情況，并據(jù)此作出有效調(diào)整。

【工程】體會(huì)“提出問題—設(shè)計(jì)方案—測試—改進(jìn)再制作再測試—形成產(chǎn)品”的工程技術(shù)流程;能按照設(shè)計(jì)制作收納裝置;會(huì)評(píng)估同伴的設(shè)計(jì)產(chǎn)品，提出改進(jìn)意見。

【數(shù)學(xué)】會(huì)計(jì)算相同周長組成的不同形狀的面積，并進(jìn)行對比;通過估算控制所需耗材及制作的成本。

【人文】繪制收納裝置設(shè)計(jì)圖，設(shè)計(jì)制作美觀、使用率高的收納裝置。

（二）STEAM課程設(shè)計(jì)基于項(xiàng)目化學(xué)習(xí)

項(xiàng)目化學(xué)習(xí)能將零碎的各學(xué)科知識(shí)，通過一個(gè)研究主題串聯(lián)起來，以實(shí)現(xiàn)真正的學(xué)科整合。項(xiàng)目化學(xué)習(xí)是一個(gè)長周期的學(xué)習(xí)過程。如“家庭收納裝置”課程設(shè)計(jì)了7課時(shí)的教學(xué)。其中，有支持性活動(dòng)，也有核心任務(wù)。

【第1課時(shí)（原型展示）】創(chuàng)設(shè)情境：小科請同學(xué)到家里玩，可是房間很亂，需要整理。

【第2、3課時(shí)（支持性活動(dòng)）】探究不同形狀的空間利用率，以及結(jié)構(gòu)組合的特點(diǎn)。

【第4課時(shí)（工程設(shè)計(jì)）】根據(jù)每家每戶的現(xiàn)實(shí)需求、材料和時(shí)間成本，完成智慧收納設(shè)計(jì)圖。在班級(jí)內(nèi)交流，聽取他人的意見，并修改完善。

【第5課時(shí)（據(jù)圖制作）】根據(jù)設(shè)計(jì)圖，制作出符合家庭需要的收納裝置。

【第6課時(shí)（展示評(píng)價(jià)）】在班級(jí)內(nèi)展示本組的收納裝置，并作出相應(yīng)描述，以理解其他各組的建議和教師的評(píng)價(jià)。

【第7課時(shí)（改進(jìn)拓展）】進(jìn)一步改進(jìn)，并做好美化工作。接受相關(guān)的新的STEAM項(xiàng)目課外作業(yè)。

（三）STEAM課程設(shè)計(jì)基于真實(shí)的問題情境

STEAM課程設(shè)計(jì)應(yīng)注重讓學(xué)生在真實(shí)問題解決的過程中發(fā)展多種能力，以實(shí)現(xiàn)高階能力的培養(yǎng)和遷移。如“家庭收納裝置”課程以小科同學(xué)房間物品多且凌亂作為問題情境，讓學(xué)生根據(jù)自己的需求設(shè)計(jì)屬于自己的智慧收納方案。

（四）STEAM課程設(shè)計(jì)導(dǎo)向開放的結(jié)果

STEAM項(xiàng)目的結(jié)果應(yīng)是開放的，如“家庭收納裝置”項(xiàng)目，每戶家庭的情況不同、需求不同，設(shè)計(jì)的收納裝置自然也不同，所以對學(xué)生設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)允許有多個(gè)正確答案，沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。

STEAM教育強(qiáng)調(diào)從真實(shí)問題出發(fā)，學(xué)生通過親身經(jīng)歷學(xué)習(xí)項(xiàng)目調(diào)查、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制作完善等。STEAM教育的目的不僅僅是培養(yǎng)有動(dòng)手能力的“能工巧匠”，還要培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識(shí)、團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)的“全面人才”。[□][◢]4D1506B2-7636-4790-AB09-DA727795A499