融入大概念的STEAM課程設(shè)計(jì)研究

中圖分類號：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A論文編號：1674—2117（2025）12—0069-04

引言

大概念作為當(dāng)下課程教學(xué)改革的樞軸，是跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)的有力幫手，它能夠幫助學(xué)生架起學(xué)科知識之間的橋梁，構(gòu)建系統(tǒng)性的知識框架。將大概念融人到STEAM課程中，可以讓學(xué)生從更宏觀的角度理解問題，并培養(yǎng)學(xué)生的跨學(xué)科思維和解決問題的能力。因此，本文基于大概念構(gòu)建STEAM跨學(xué)科課程，以期為教育教學(xué)改革和跨學(xué)科教育的發(fā)展提供新的方向和途徑。

大概念的內(nèi)涵及其對STEAM教育的價值

1.大概念的內(nèi)涵

大概念來源于對英文“bigidea”的翻譯。國內(nèi)外很多學(xué)者對大概念的內(nèi)涵進(jìn)行了解釋。國外學(xué)者如克萊克·愛德華（Clack E T）認(rèn)為大概念理解并聯(lián)結(jié)小概念，提供構(gòu)建自身理解的認(rèn)知框架。查爾莫斯·克里斯緹娜（Chalmers C）等學(xué)者指出，大概念是指將眾多學(xué)科理解聯(lián)系起來，形成一個連貫的整體。埃里克森·琳恩（Erickson HL）指出，大概念是在事實(shí)基礎(chǔ)上的抽象概括，是深層次的、可遷移的概念，是對概念之間關(guān)系的表述。國內(nèi)學(xué)者如劉徽認(rèn)為大概念是將核心素養(yǎng)落實(shí)到具體教學(xué)中的錨點(diǎn)，是指反映專家思維品質(zhì)的概念、觀念或論題，理解大概念有助于形成具體與抽象交錯的復(fù)雜認(rèn)知結(jié)構(gòu)，可以打通學(xué)科之間的阻隔。因此，大概念不僅是一個簡單的詞匯，其內(nèi)涵與外延超越了常規(guī)概念的范疇，屬于一種蘊(yùn)含深刻意蘊(yùn)的教育理念。它囊括了某一學(xué)科內(nèi)部及跨學(xué)科知識體系的縱向貫通與橫向聯(lián)結(jié)，確保了學(xué)科內(nèi)容知識的一致性與外在表現(xiàn)形式的多樣性。同時，大概念作為上位概念，有效地體現(xiàn)了學(xué)科內(nèi)容知識與結(jié)構(gòu)的高度概括力、廣泛包容力與強(qiáng)大解釋力。

2.大概念對STEAM課程的價 值意蘊(yùn)

（1）內(nèi)容組織價值

融入大概念的STEAM教育對知識內(nèi)容的組織有諸多益處。第一，大概念作為跨學(xué)科課程的主題，能夠揭示出學(xué)科的本質(zhì)規(guī)律、思維和基本原理，確保課程設(shè)計(jì)以學(xué)科為本，突出學(xué)科的核心知識以及內(nèi)容邏輯脈絡(luò)。第二，大概念作為學(xué)科內(nèi)容的精煉與概括，其抽象的上位概念為跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)的規(guī)劃設(shè)定了清晰的邊界和屬性范疇，以防止邏輯關(guān)系混亂和范疇偏離。第三，大概念作為通用的概念、知識或者語句，能夠打破學(xué)科之間的隔閡，不僅促進(jìn)了STEAM課程學(xué)習(xí)內(nèi)容的鏈接，而且推動了學(xué)科間的深度融合與知識整合。

（2）思維發(fā)展價值

大概念的融入有利于促進(jìn)學(xué)生的高階思維能力，如批判性和創(chuàng)造性思維的發(fā)展。大概念的學(xué)習(xí)往往不局限于固定答案，但要求學(xué)生評估不同的信息來源、對比不同學(xué)科視角下的觀點(diǎn)、發(fā)現(xiàn)各種潛在的可能性，這一過程不僅提高了學(xué)生辨識信息真?zhèn)蔚拿翡J度，還增強(qiáng)了其識別論證漏洞以及提出疑問的能力，這些都是批判性思維不可或缺的構(gòu)成要素。此外，在面對跨學(xué)科挑戰(zhàn)時，學(xué)生需要運(yùn)用創(chuàng)新的視角來設(shè)計(jì)解決方案。大概念作為工具鼓勵學(xué)生跳出傳統(tǒng)框架，結(jié)合不同領(lǐng)域的知識開發(fā)新創(chuàng)意并且提高創(chuàng)新能力。

（3）實(shí)踐應(yīng)用價值

在STEAM教學(xué)中應(yīng)用大概念的價值在于其能夠引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)知識應(yīng)用于解決實(shí)際問題。在STEAM教學(xué)中，學(xué)生不僅要深入理解和掌握科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學(xué)等跨學(xué)科知識，更需要將這些知識轉(zhuǎn)化為實(shí)踐技能以應(yīng)對真實(shí)世界的復(fù)雜問題。作為某一領(lǐng)域或?qū)W科的核心思想與基本原理的集合，大概念通常與現(xiàn)實(shí)世界的應(yīng)用場景緊密相連。學(xué)生通過學(xué)習(xí)和理解大概念能夠更清晰地認(rèn)識到所學(xué)知識在實(shí)際問題中的應(yīng)用路徑和價值。在以大概念為核心的跨學(xué)科學(xué)習(xí)過程中，情境任務(wù)必然要適時引入學(xué)科核心概念以激發(fā)學(xué)生利用所學(xué)內(nèi)容解決實(shí)際問題的潛能。在實(shí)踐應(yīng)用中，學(xué)生通過親身體驗(yàn)和實(shí)際操作來探索和發(fā)現(xiàn)學(xué)科概念，并深化對其內(nèi)涵的理解和應(yīng)用，從而實(shí)現(xiàn)從被動接受知識到主動探索與實(shí)踐的角色轉(zhuǎn)變。

總之，通過將大概念和STEAM教育的融合，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中可以更好地建立學(xué)科知識之間的聯(lián)系，形成系統(tǒng)性的知識框架，從而提高綜合解決問題的能力。教師通過對這些大概念的深人理解，能夠更好地整合科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學(xué)等學(xué)科知識，并引導(dǎo)學(xué)生從不同的學(xué)科角度理解問題。

大概念視角下的STEAM教學(xué)應(yīng)用案例

1.課程設(shè)計(jì)背景

STEAM教育的本質(zhì)聚焦于以解決真實(shí)問題為導(dǎo)向的任務(wù)驅(qū)動模式，它旨在促使學(xué)生綜合運(yùn)用多學(xué)科知識與技能，針對實(shí)際問題展開探索與實(shí)踐。在STEAM教學(xué)中以真實(shí)問題為核心，學(xué)生通過“發(fā)現(xiàn)問題一分析問題—解決問題的完整過程，能夠有效提升實(shí)踐能力、創(chuàng)新思維和探究精神等核心素養(yǎng)。因此，筆者所在兒童STEAM教育團(tuán)隊(duì)基于STEAM理念設(shè)計(jì)了一系列的科技校園項(xiàng)目。下面，筆者以“STEAM + 創(chuàng)意編程課消防衛(wèi)士”（以下簡稱“消防衛(wèi)士\"）為例，闡述如何開展融人大概念的STEAM課程設(shè)計(jì)。

2.設(shè)計(jì)流程

（1）確定課程主題，建構(gòu)大概念

本系列課程根據(jù)人教-鄂教版教材《科學(xué)》 （五年級上冊）中的內(nèi)容，以“科技校園”為主題開展融入大概念的STEAM項(xiàng)目式教學(xué)。筆者根據(jù)大概念的層級結(jié)構(gòu)，結(jié)合《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》《義務(wù)教育語文課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》《K-12人工智能教學(xué)指南》和教材等的核心內(nèi)容，構(gòu)建了“科技改變校園”大概念層級體系（如下頁圖）。首先，從哲學(xué)視角分析，哲學(xué)概念是對人與世界之間關(guān)系的根本看法、態(tài)度和主張，而科技對校園的作用是多方面的，它深刻影響著校園的教育、管理、生活以及未來發(fā)展等多個層面，故確定哲學(xué)概念“科技改變校園”。接著，從課程標(biāo)準(zhǔn)的跨學(xué)科大概念和學(xué)科大概念中提取與本主題緊密貼合的大概念，如科技與人工智能有關(guān)，故選取“人工智能”這一大概念；從5＼～6年級學(xué)科核心學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)業(yè)要求中凝練學(xué)科大概念，學(xué)生可以通過搭建積木創(chuàng)造實(shí)物并借助算法程序進(jìn)行編程，故引入信息科技與科學(xué)的大概念—“算法”“過程與控制”“技術(shù)、工程與社會”。

在“消防衛(wèi)士”的課程設(shè)計(jì)過程中，筆者考慮到五年級學(xué)生正處于認(rèn)知發(fā)展至關(guān)重要的時期，對新奇事物有著濃厚的探索欲并已經(jīng)有了一定的知識基礎(chǔ)，而“消防”這一主題與學(xué)生的日常生活密切相關(guān)，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。因此，該課程的核心設(shè)計(jì)理念聚焦于跨學(xué)科知識的深度融合與構(gòu)建。具體而言，該課程整合了傳感器工作原理（科學(xué)）、編程實(shí)踐應(yīng)用（信息科技）、監(jiān)測站點(diǎn)搭建技能（工程）、外觀美學(xué)設(shè)計(jì)（藝術(shù)）、數(shù)據(jù)處理與編程邏輯中的運(yùn)用（數(shù)學(xué)）。這些元素協(xié)同作用于“科技改變校園”“人工智能”等大概念之下，其自的在于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情并培養(yǎng)他們探索自然現(xiàn)象的興趣與能力。課程設(shè)計(jì)全面覆蓋了既定的教學(xué)目標(biāo)，不僅加深了學(xué)生對各學(xué)科知識的理解，還有效促進(jìn)了其綜合素養(yǎng)的提升。

（2）明確教學(xué)目標(biāo)，組織學(xué)習(xí)內(nèi)容

士系統(tǒng)作用的教學(xué)，培養(yǎng)尊重生命、敬畏生命的觀念，認(rèn)識到有效的火災(zāi)監(jiān)測對保障生命安全的關(guān)鍵意義。 ② 在科學(xué)思維培養(yǎng)方面，運(yùn)用邏輯思維、批判性思維和創(chuàng)造性思維來理解和解決問題。 ③ 在探究實(shí)踐方面，提供豐富的實(shí)踐機(jī)會以培養(yǎng)探究能力和實(shí)踐操作技能。 ④ 在態(tài)度責(zé)任方面，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和對社會安全的責(zé)任感。

在課程設(shè)計(jì)的過程中，精確界定教學(xué)目標(biāo)是核心任務(wù)，其對整個教學(xué)活動起著根本性的導(dǎo)向作用。對STEAM課程來說，教學(xué)目標(biāo)需實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)單維向多維綜合的跨越，尤其注重高階思維的培育。

大概念在設(shè)置教學(xué)目標(biāo)中發(fā)揮著核心統(tǒng)領(lǐng)作用。以“科技改變校園”這一大概念為例，該課程首先通過校園安全需求引入闡述消防衛(wèi)士系統(tǒng)的必要性（先講解火焰?zhèn)鞲衅鞯目茖W(xué)原理，這是校園消防科技的基礎(chǔ)）。接著，教師利用編程軟件實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能，展示科技在校園安全中的實(shí)際操作，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行火焰監(jiān)測站的工程搭建，使他們了解校園科技設(shè)施的構(gòu)建過程，同時鼓勵學(xué)生在外觀設(shè)計(jì)上融入校園文化元素，體現(xiàn)科技與校園人文的融合?！跋佬l(wèi)士”串聯(lián)起傳感器工作原理（科學(xué)）、編程實(shí)踐應(yīng)用（信息科技）、監(jiān)測站點(diǎn)搭建技能

“消防衛(wèi)士”圍繞課程標(biāo)準(zhǔn)提出的以“核心素養(yǎng)”為核心的全新維度進(jìn)行教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)： ① 在生命觀念方面，通過對火災(zāi)危害及消防衛(wèi)背后的內(nèi)在聯(lián)系，將學(xué)習(xí)中的各種事實(shí)、情境和概念有機(jī)整合。通過這樣的學(xué)習(xí)內(nèi)容組織，來提升學(xué)生對大概念的認(rèn)知深度與應(yīng)用能力，實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科知識的整合與核心素養(yǎng)的培育。

教學(xué)目標(biāo)的設(shè)定直接決定學(xué)習(xí)內(nèi)容的組織架構(gòu)。在傳統(tǒng)單一學(xué)科教學(xué)中，教學(xué)目標(biāo)的碎片化導(dǎo)致學(xué)習(xí)內(nèi)容缺乏連貫性。而在“消防衛(wèi)士”課程中，以大概念為紐帶組織學(xué)習(xí)內(nèi)容，編織出一條完整的知識故事線。在學(xué)習(xí)火焰?zhèn)鞲衅髟頃r，教師引入實(shí)際火災(zāi)情境，引導(dǎo)學(xué)生思考如何利用傳感器技術(shù)改進(jìn)火災(zāi)預(yù)警功能進(jìn)而拓展到編程實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能及系統(tǒng)整體搭建等內(nèi)容，使學(xué)生在系統(tǒng)的學(xué)習(xí)進(jìn)程中深入領(lǐng)會大概念的內(nèi)涵與價值，實(shí)現(xiàn)知識的深度理解與有效遷移。

（3）確立多元化的課程評價

在“消防衛(wèi)士”的評價體系構(gòu)建中，其重點(diǎn)在于精準(zhǔn)衡量學(xué)生在整個學(xué)習(xí)進(jìn)程中的綜合表現(xiàn)。因此，評價應(yīng)聚焦于能夠跨越學(xué)科界限且在未來學(xué)習(xí)與生活場景中具備遷移價值的關(guān)鍵能力與素養(yǎng)，以便學(xué)生在多變的現(xiàn)實(shí)情境中靈活運(yùn)用所學(xué)知識與技能。本課程在教學(xué)設(shè)計(jì)過程中，將評價標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置為完整性、創(chuàng)新性、美觀性三個維度。在完整性方面，要求學(xué)生清晰闡述火焰?zhèn)鞲衅鞯墓ぷ髟?，?dú)立完成編程語句，將編程運(yùn)用于自主搭建的火焰監(jiān)測站中。若學(xué)生能夠保證各組件連接穩(wěn)固、實(shí)現(xiàn)基本功能的運(yùn)行則可獲得積分。在創(chuàng)新性方面，鼓勵學(xué)生突破常規(guī)思維，展現(xiàn)獨(dú)特的創(chuàng)造力。在編程環(huán)節(jié)，學(xué)生如果能開發(fā)出新穎的報(bào)警功能，并結(jié)合實(shí)際對其設(shè)計(jì)的功能進(jìn)行合理解釋，將獲得額外積分。美觀性評價維度關(guān)注學(xué)生在藝術(shù)與設(shè)計(jì)方面的素養(yǎng)體現(xiàn)。學(xué)生需要為火焰監(jiān)測站打造一個兼具功能性與視覺美感的外觀。例如，在色彩搭配上，應(yīng)選擇協(xié)調(diào)且具有警示性的顏色組合，既能突出火災(zāi)的危險信號又不會造成視覺上的不適。在造型設(shè)計(jì)上，要求作品簡潔大方且富有創(chuàng)意，使其能夠與校園或使用環(huán)境相融合展現(xiàn)出一定的藝術(shù)審美水平。最后，教師根據(jù)積分的累計(jì)，對學(xué)生作品進(jìn)行排名。

此外，評價過程倡導(dǎo)教師、學(xué)生共同參與，構(gòu)建多主體的評價模式。多主體評價能夠全方位洞察學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)。在“消防衛(wèi)士”課程設(shè)計(jì)中，學(xué)生作為評價主體展示自己的作品，教師通過主動提問作品設(shè)計(jì)思路的方式引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自我評價，同時組織其他學(xué)生討論該作品的利弊等。教師綜合自評與互評結(jié)果，并結(jié)合自身經(jīng)驗(yàn)，從宏觀層面把控學(xué)生對知識理解的深度、對技能掌握的熟練度以及在跨學(xué)科融合應(yīng)用方面的表現(xiàn)。

結(jié)論

STEAM教育是一種植根于現(xiàn)有教育體系的創(chuàng)新教育模式，其最終愿景在于解決全球性的未來挑戰(zhàn)，并以激發(fā)學(xué)生的好奇心為起始動力。該教育模式非常重視實(shí)踐活動，鼓勵學(xué)生通過親身參與實(shí)踐來深人學(xué)習(xí)學(xué)科知識及提高跨學(xué)科融合能力。將大概念融入STEAM課程的構(gòu)建之中，既有助于深化教學(xué)改革，也對傳統(tǒng)教育模式提出了深刻挑戰(zhàn)與革新。它成功地打破了學(xué)科之間的內(nèi)部界限，促進(jìn)了教育資源的共享與配置優(yōu)化。要想將課程體系整合到更廣泛的概念中，就必須嚴(yán)格使用課程理論作為系統(tǒng)開發(fā)和知識分類的指導(dǎo)，以確保課程架構(gòu)中知識邏輯的完整性和深度。同時，筆者認(rèn)為應(yīng)確保課程目標(biāo)設(shè)置的明確性，通過課程學(xué)習(xí)來全方位地提升學(xué)生的核心素養(yǎng)，為他們未來的學(xué)術(shù)探索與生活實(shí)踐奠定堅(jiān)實(shí)而穩(wěn)固的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[4]劉徽.“大概念”視角下的單元整體教學(xué)構(gòu)型——兼論素養(yǎng)導(dǎo)向的課堂變革[J.教育研究，2020，41（06）.64-77.

[5]李志河，劉杜娟，王強(qiáng)，等.教育技術(shù)學(xué)學(xué)科“大概念”蘊(yùn)意、路徑及模式[J.現(xiàn)代教育技術(shù)，202（02）.24-36[李剛，王嘉琦，馬睿.滲透重要觀念的義務(wù)教育跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)活動設(shè)計(jì)[J.中國教育學(xué)刊，2024（02）：40-44+49.e