以STEAM教育理念為指導(dǎo)設(shè)計“校園預(yù)防地震”教學活動

張桂源 趙興悅

〔摘? ? 要〕? 地震對人類生命財產(chǎn)安全造成了極大的威脅，防災(zāi)素養(yǎng)的培養(yǎng)因此成為社會關(guān)注的焦點。STEAM教育通過實踐性的教學活動設(shè)計，激發(fā)學生的創(chuàng)新性思維和災(zāi)難應(yīng)對能力；跨學科的教學方式提高學生的綜合素養(yǎng)和協(xié)作能力；以學生為主體的學習方式培養(yǎng)學生的自主學習能力和創(chuàng)造能力。教學活動以“校園預(yù)防地震”為例，結(jié)合STEAM教育理念和Unreal Engine 4軟件的應(yīng)用，設(shè)計了一個虛擬場景，幫助學生進行模擬防護。通過這項活動，學生將更好地提高防災(zāi)素養(yǎng)和實踐能力，并為災(zāi)難教育提供新的思路。

〔關(guān)鍵詞〕? Unreal Engine 4；防災(zāi)素養(yǎng)；STEAM教育理念；教學活動設(shè)計

〔中圖分類號〕? G424? ? ? ? ? ? ? ? 〔文獻標識碼〕? A? ? ? ? ?〔文章編號〕? 1674-6317? ? （2024）? 03? ? 064-066

地震在影響人類生命財產(chǎn)安全的同時，也給教育領(lǐng)域帶來了挑戰(zhàn)與機遇。以地震為契機，學校應(yīng)加強災(zāi)難教育，應(yīng)當把災(zāi)難的發(fā)生當作改革教育的動力，并借助信息技術(shù)開展災(zāi)難教育。我國2022年版《義務(wù)教育科學課程方案》強調(diào)，應(yīng)加強課程內(nèi)學科的融合，并統(tǒng)籌設(shè)置融合課堂和跨學科主題的學習項目，以增強課堂協(xié)同教育作用。STEAM教育通過創(chuàng)設(shè)情境，以解決實際問題為驅(qū)動、以學生為主體的學習，融合多種學科進行教學，讓教育更符合學生的成長和認知規(guī)律，作用遠遠超越了傳統(tǒng)教育模式。因此，以STEAM教育理念為指導(dǎo)，在教學活動項目化的基礎(chǔ)上，通過模擬真實場景進行災(zāi)難教育，既能提高學生的動手能力，“STEAM+防災(zāi)”的教育融合又能培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和防災(zāi)素養(yǎng)，促進學生全面發(fā)展，幫助他們更從容地應(yīng)對災(zāi)難，為未來的學習生活做好準備。

一、防災(zāi)素養(yǎng)概念界定

災(zāi)難是指自然災(zāi)害或者人為所造成的經(jīng)濟損害和痛苦。災(zāi)難大體上可以分為三類，即自然災(zāi)難、人為災(zāi)難以及其他大規(guī)模創(chuàng)傷性事件。

防災(zāi)素養(yǎng)是指個人和社會在面對自然和人為災(zāi)害時所具備的知識、技能、態(tài)度和行為等方面的能力。它包括了對于災(zāi)害的認知、了解災(zāi)害的發(fā)生和應(yīng)對方法、掌握應(yīng)急技能、具備危機意識和風險意識等方面的素養(yǎng)。隨著自然災(zāi)害和人為災(zāi)害的頻繁發(fā)生，防災(zāi)素養(yǎng)在現(xiàn)代社會中的重要性日益凸顯。具備防災(zāi)素養(yǎng)的個人會能夠更加有效地應(yīng)對災(zāi)害，減少災(zāi)害損失。防災(zāi)素養(yǎng)的提高不僅可以減少災(zāi)害造成的人員和財產(chǎn)損失，還能夠提高個人的適應(yīng)能力和抗壓能力。

二、基于防災(zāi)素養(yǎng)的STEAM活動要素分析

STEAM?教育理念融合了自然科學和人文社會學科特點，形成了科學（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、人文藝術(shù)（Arts）、數(shù)學?（Mathematics）?等多學科相融合的教育框架。

首先，通過STEAM教學活動，學生可以學到制作應(yīng)急自救工具、災(zāi)難場景等技能，提高學生的動手能力和實踐能力。在教學活動中，學生可以通過模擬真實場景，了解災(zāi)害的應(yīng)對方法，提高應(yīng)對災(zāi)害的能力。其次，STEAM教育可以通過跨學科的教學方式，提高學生的綜合素養(yǎng)和協(xié)作能力。在活動中，學生需要融合多個學科的知識，完成一個完整的項目。這種跨學科的教學方式可以幫助學生更好地理解災(zāi)害的本質(zhì)和應(yīng)對方法，提高學生的綜合素養(yǎng)和協(xié)作能力。最后，STEAM教育可以通過以學生為主體的學習方式，培養(yǎng)學生的自主學習能力和創(chuàng)造能力。基于上述目標，為培養(yǎng)學生的防災(zāi)素養(yǎng)和綜合實踐能力，可以將災(zāi)難教育活動作為踐行STEAM教育理念的切入口，進行雙概念融合，通過使用Unreal?Engine?4軟件進行設(shè)計編程，發(fā)展學生創(chuàng)新性思維和實踐能力，以災(zāi)難教育活動為載體，進行多學科的融合學習活動。Unreal?Engine?4是一款強大的3D引擎，不僅可以制作游戲，還可以用于教學場景的制作。本次教學活動以地震為背景，通過Unreal?Engine?4制作了一個虛擬場景，包括校園環(huán)境、教室等多個場景。學生可以在虛擬場景中進行探索和交互，了解發(fā)生地震的原理、防護措施和治療方法，同時還注重培養(yǎng)學生的團隊合作能力和創(chuàng)新思維，讓學生在制作虛擬場景的過程中充分發(fā)揮自己的想象力和創(chuàng)造力。

防災(zāi)素養(yǎng)具有很高的綜合性，結(jié)合小學生的信息技術(shù)水平，將科學、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學相互聯(lián)系、相互融合，將許多影響因素以一種創(chuàng)造性的、適當?shù)姆绞絽f(xié)調(diào)起來實現(xiàn)STEAM教育。教師創(chuàng)設(shè)一個地震的場景，引導(dǎo)學生通過軟件場景，實現(xiàn)自由探索和自主學習。學生通過網(wǎng)絡(luò)搜集地震資料，了解地震波的振幅，并在虛擬現(xiàn)實中用數(shù)學模型展示出來，并設(shè)置虛擬人物，思考如何躲避建筑物傷害身體的有效措施，并在虛擬現(xiàn)實中模擬出來。用可視化的方式模擬地震過程，能讓學生更直觀地體驗到地震造成的破壞，增強學生的防災(zāi)意識。在完成作品的過程中，能有效地應(yīng)用跨學科的知識，潛移默化地向?qū)W生滲透災(zāi)難教育，提高他們的防災(zāi)素養(yǎng)。

三、“校園預(yù)防地震”教學活動設(shè)計

當前我國小學教育正面臨著對災(zāi)難教育缺乏關(guān)注、教學形式單調(diào)、學校防災(zāi)能力淡薄等問題，災(zāi)害教學大多以簡單的防災(zāi)減災(zāi)基本知識與技術(shù)作為主要內(nèi)容，而缺乏對多元化素質(zhì)與跨學科學習能力的培養(yǎng)。運用STEAM教育理念，能幫助學生更快更容易地掌握知識，提高學生的跨學科綜合學習能力，培養(yǎng)學生將知識與技能貫通的能力，從基本技能發(fā)展為能力，最終形成關(guān)鍵的防災(zāi)素養(yǎng)。教師通過以下教學活動實施有針對性的災(zāi)難教育，從而提高學生的防災(zāi)能力，為可能發(fā)生的災(zāi)難做準備，使學生能通過情境反應(yīng)，做出適宜的防災(zāi)舉措（如圖）。

（一）創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)興趣

教師播放使用Unreal?Engine?4軟件制作的災(zāi)難場景視頻，學生觀看后得到切身的感受，讓學生對生命保持敬畏，產(chǎn)生對主題活動有進一步了解的意愿。接著簡單介紹Unreal?Engine?4軟件的功能和用途，通過學生的行為表現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)學生的興趣點，以此為切入口設(shè)計適合學生的STEAM災(zāi)難教育活動。

（二）小組討論，明確主題

學生對災(zāi)難活動主題有所了解后，分組進行有關(guān)防災(zāi)素養(yǎng)的討論。通過討論，學生意識到自己的不足之處和有待提高的地方，進而把握核心內(nèi)容、明確學習主題、激發(fā)對知識的渴望，為進一步的學習打下基礎(chǔ)。

（三）查閱資料，深度探究

教師提供與教育技術(shù)相關(guān)的設(shè)備與軟件支持學生的深度體驗，啟發(fā)學生對災(zāi)難發(fā)生的獨到見解和臨場感受。通過查閱資料了解地震發(fā)生時的場景，增強學生的災(zāi)難現(xiàn)場體驗感，提升學生的防災(zāi)素養(yǎng)。

（四）自主創(chuàng)造，場景復(fù)現(xiàn)

教師運用Unreal?Engine?4軟件搭建校園地震場景的可視化模型，讓學生觀看并了解制作過程。教師提供一定方向的思路，引導(dǎo)學生運用發(fā)散性思維設(shè)計學校災(zāi)難場景，要求學生運用Unreal?Engine?4軟件創(chuàng)設(shè)“校園地震”場景，完成人物、校園場景可視化、躲避地形的建模。

學生閱讀教師提供的學習文檔，搭建出人物模型，這些人物模型不局限于學生，還可以設(shè)計多種人物類型，如有老師、保潔人員、保安人員等等。在校園建模的過程中，教師應(yīng)鼓勵學生發(fā)揮自己的想象力，創(chuàng)造出各具特色的建筑模型。教師可以引導(dǎo)學生從校園建筑的特點、歷史、文化等方面入手，激發(fā)學生的創(chuàng)意靈感。此外，學生還可以融入一些現(xiàn)代元素，如智能化設(shè)備、環(huán)保材料等，讓建筑模型更加符合現(xiàn)代生活要求。最困難的是地震現(xiàn)場模擬建模階段，教師通過講解地震的基本知識，引導(dǎo)學生使用Unreal?Engine?4軟件進行地震可視化建模，同時還需注意地震的細節(jié)表現(xiàn)，如余震間隔的時間等。最后，還要設(shè)計一些防災(zāi)避難的場所，比如承重墻角落。在此過程中，教師對學生的操作進行指導(dǎo)，提供技術(shù)支持和解決問題。

將以上四者結(jié)合起來，運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)模擬現(xiàn)實場景進行災(zāi)難教育，并控制人物在模擬的校園場景中避免地震的傷害。運用信息技術(shù)實踐，讓學生形成正確的災(zāi)難意識和行為習慣，保障自身健康安全，增強防災(zāi)減災(zāi)能力。

（五）作品展示，互相學習

學生在展示作品的過程中，能有效提高言語表達能力；將STEAM教育理念融入災(zāi)難教育，有助于培養(yǎng)和鍛煉學生的計算思維。交流分享是STEAM教育理念的重要組成部分，也是學生展示勞動成果的重要途徑。學生在聽取他人介紹的同時，能夠互相學習，拓展技術(shù)思路，從而促進了學科核心素養(yǎng)和防災(zāi)素養(yǎng)的全面發(fā)展。因此，將STEAM教育理念融入防災(zāi)素養(yǎng)培養(yǎng)，能有效提高學生的綜合素質(zhì)和核心素養(yǎng)，為未來的應(yīng)對災(zāi)難提供有力的支持。

（六）總結(jié)評價，鞏固提高

學生通過回顧活動學習的過程，評價自己的學習表現(xiàn)。例如，學生制作的振幅可視化模型是否符合地震的基本特征；能否熟練運用建模軟件進行制作；能否清晰地講解自己制作的校園模型、表達自己的想法和思路。學習過程性評價量表包括：自我效能感、學習興趣、編程能力、防災(zāi)素養(yǎng)。幫助學生通過災(zāi)難教育活動習得防災(zāi)素養(yǎng)，并將學習經(jīng)驗遷移到生活中。在課堂教學的基礎(chǔ)上，教師應(yīng)幫助學生將能力拓展至更多不同的領(lǐng)域或維度，促進學生素養(yǎng)全面發(fā)展，而不局限于課堂所學的內(nèi)容。教師要引導(dǎo)學生學會自行研究和發(fā)現(xiàn)問題，在創(chuàng)作新作品的同時，提高他們的跨學科能力和自主學習能力。

災(zāi)難教育的目標是幫助學生形成應(yīng)對災(zāi)難相關(guān)知識、技能、情感及態(tài)度等基本素養(yǎng)，是新時代生命教育不可或缺的組成部分。本文以地震和素質(zhì)教育改革為背景，基于STEAM理念和學科核心素養(yǎng)對災(zāi)難教育進行研究，并結(jié)合教學活動進行實踐。通過自主學習、探究學習等方式，在解決實際問題的過程中，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維。STEAM教育已成為教育實踐中的重要探索，將STEAM教育理念融入災(zāi)難教育，符合教育發(fā)展的新要求，只有不斷推動STEAM教育的發(fā)展，才能更好地培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的綜合型人才，為國家和社會的發(fā)展做出更大的貢獻。各級各類學校應(yīng)當貫徹落實教育部的指示精神，反思學校災(zāi)難教育的現(xiàn)狀，積極運用多種有效信息技術(shù)途徑，切實抓好小學生災(zāi)難教育。

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