基于STEAM理念的Light Up Science課程在校外的教學模式探索

摘 要：STEAM教育是科學、技術、工程、藝術、數學多學科融合的一種綜合教育模式。本文以北京市少年宮開設的Light Up Science課程為例，探討了校外教育環境下的STEAM教學模式—以綜合性單元主題來設計探究內容；以綜合實踐性活動來開展室內外教學；以產品化成果來評價學生；以多師授課促進學科融合。最后，介紹了該教學模式的實施成效。

關鍵詞：STEAM教育；核心素養；模式探索；評價

引言

1.STEAM教育模式

STEAM教育是集科學、技術、工程、藝術、數學多學科融合的一種綜合教育模式，五個字母分別代表科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）、藝術（Art）與數學（Mathematics）。STEAM教育模式發源于美國，很快風靡全球。2015年9月，教育部發布《關于“十三五”期間全面深入推進教育信息化工作的指導意見（征求意見稿）》，其中提到了未來5年對教育信息化的規劃，提到要“探索STEAM教育、創客教育等新教育模式”。科學求真，藝術求美，人文求善，STEAM教育模式對培養科技創新后備人才具有非常重要的意義。

2.核心素養

經濟合作與發展組織（OECD）的“核心素養”結構模型、歐洲聯盟（EU）的“終身學習核心素養”體系以及美國的“21世紀技能”等等，都提出了關于21世紀人才所應具備的核心素養。中國學生發展核心素養體系的提出，標志著我國新世紀人才培養目標范式的轉變。我國根據國家發展對人才的要求，確立了人文底蘊、科學精神、學會學習、健康生活、責任擔當、實踐創新六大核心素養，樹立了我國新世紀教育立德樹人的風向標。

3.Light Up Science課程

北京市少年宮自然探索項目以培養學生核心素養為目標，重點培養學生的科學精神、創新實踐能力，引導學生學會學習。作為一名從事校外一線教學近20年的科技輔導員，在具備扎實的專業知識和活動設計能力之外，需要不斷吸納國際上先進的教育理念，并將這些理念與自己的活動項目相融合，著力培養面向未來的高素質公民。從項目發展和學生需求出發，北京市少年宮從2014年開始創新教學，開設學科·英語整合課程Light Up Science。一方面，科學內容作為英語語言學習的素材，為語言學習創設了真實交際的情境，拓展了學生語言學習和運用的空間，學生在科學內容學習的驅動下，將所學語言運用到科學內容的學習過程中。另一方面，英語語言是科學內容的載體和交流的工具，具有國際視野的內容可為學生開辟新的視角去理解科學。在教學中，教師引導學生通過動手、動腦、聽、看、寫、畫、玩、唱等多種方式，加強該課程與社會、自然以及生活的聯系，有效地激發了學生的學習興趣，培養和發展了他們的創新實踐能力，學生在豐富多彩的科學實踐活動中自然習得英語語言。課程設計無論從活動形式、活動內容、活動評價都與校外教育“活動育人”的宗旨是一致的。實踐證明，這種活動模式深受學生的喜愛，并得到了廣大家長的認可。

Light Up Science課程在校外的教學模式

校外教育通過“活動”實施教育，具有開放性的特點：內容的開放性、時間和空間的開放性以及形式的開放性。以下，筆者將從一線教師的視角闡釋如何基于Light Up Science課程設計STEAM活動并開展教學。

1.以綜合性單元主題來設計探究內容

Light Up Science課程涵蓋了物質科學、生命科學、地球與空間科學、技術與工程四大領域。以聯系現實生活的綜合性主題來整合學科教學內容，是在活動中開展STEAM教育的切入點。動物、植物、棲息地、光、聲音等都是較好的綜合性主題。例如，在“種子”這個單元，包括種子的傳播、種子的萌發、幼苗的成長三個話題，融合了植物、動物、水、光等內容。教師應圍繞學生身邊的綜合性問題，創設教學情境，設計探究任務，并注重引導學生透過實驗現象，理解實驗的本質，學習總結實驗結論，掌握科學思維的精髓與內涵。對于學生而言，首先，可以發展他們的問題解決能力和綜合運用多學科知識的能力，鍛煉他們的理性思維、科學探究以及技術運用等能力；其次，可以培養學生的科學精神和科學態度，而不僅僅是讓學生獲取一些科學知識；最后，學生的情感態度價值觀受到熏陶，他們從種子的內部結構中感知生命的奧秘，從親手操作實驗以及種植種子的過程中感知生命的奇跡，從而學會熱愛生命、關愛生命、尊重生命。

2.以綜合實踐性活動來開展室內外教學

既動手又動腦的科技實踐是STEAM教育的一大特色，也是整合多學科教學方式的切入點。這些實踐是綜合科學探究與工程設計的活動，既有像科學家一樣開展的科學實驗、科學建模等探究活動，也包含像工程師為滿足某些需求而進行的工程設計活動，因此STEAM活動有助于培養學生的實踐創新與人文底蘊等核心素養。例如，在研究月相時，學生小組合作，用奧利奧餅干等材料制作月相圖，充分整合了科學、工程、技術、數學和美術；在探究風媒傳粉時，學生會用小木棍、毛刷和雙面膠來制作風媒花的模型，并在模型頂端蘸上面粉來模擬花粉，用嘴吹模型，以模擬風媒傳粉的過程；在學習水循環時，機器人教師用教學機器人自主設計并搭建了一套模擬水循環過程的教具，將機器人搭建與編程以學生們能夠理解的方式與課程主題有機結合起來。

大自然是最有效、最活生生的生命課堂。在學習植物時，教師會帶領學生走出教室，走進教學植物園，讓學生親自觀察蟲媒花與風媒花，發現、記錄、總結它們的區別。在這樣的戶外實踐環節中，學生開展的是體驗式學習，這有助于提高學生學習的興趣，增強直接經驗獲取，加深對知識的理解，提高科學觀察的能力。從學生反饋來看，所有的學生都對戶外實踐非常感興趣，有學生認為，“外出可以讓我們更好地觀察大自然，認識植物的特征，這比書本上的描述更加真實。”有學生說道：“如果不親自聞一聞、摸一摸，看一看，只憑文字介紹，很難理解蟲媒花的特征，只能是死記硬背。”大自然是最好的課堂，基于地點的學習將是開展自然科學教學必不可少的活動形式。

3.以產品化成果來評價學生

以產品化成果來評價學生，是STEAM教育的一大特色，也是整合多學科學習與評價的關鍵點。在評價學生時，教師不僅要關注學生對學科知識的理解深度、科學性解釋及其遷移運用，還要關注學生的團隊合作、技術運用、人文情懷、審美情趣等素養。例如，在Light Up Science每個學年最后一個單元，是設計與技術單元，學生會利用一些物品進行設計與制作，完成一個作品，如：明輪船、燈塔、遮蔽處等。每個設計與技術單元包括三個環節：在制作環節，會給學生設定一個任務，并指導學生完成產品的設計和制作；在測試環節，學生要檢驗他們的產品是否達到預期目標，還可以基于給定的標準對產品進行評分；在反思環節，學生將有機會回顧設計與制作的過程，并反思如何改進產品。在評價方式上，教師要盡可能地多采用真實性評價，鼓勵學生積極創新、團隊合作，并以多媒體等手段展示自己的產品，同時鼓勵學生開展自評與互評，切實地以評價促進學生發展，讓他們具備信息意識，學會自我管理，勤于反思，樂學善學，勇于質疑，樂于探究。

4.以多師授課促進學科融合

在校外，筆者初步嘗試了多師授課的教學模式，以整合教師專長，促進學科融合。以“制作遮蔽處”為例，首先筆者基于教材的藍本，從“概念”、“設計要素”兩方面結合實物照片對遮蔽處進行講解，讓學生建立理論層面的認識；然后，指導學生以小組為單位，設計并制作了“遮蔽處”模型，加深學生對遮蔽處設計的理解；最后，為了拓展學生的視野，更好地聯系現實生活，筆者邀請了有工程設計專業背景的模型老師開展拓展活動——模型老師將一個頂級戶外帳篷帶到教室里，從專業角度介紹了工業產品的一般設計制作流程，并鼓勵學生嘗試搭建實際的帳篷來加深對遮蔽處的功能和選材的理解。實踐證明，多師授課、學科融合的活動模式能夠豐富學生的體驗，拓展學生的視野，提升學生的審美情趣，讓學生更好地將所學知識運用到實際問題的解決中去。

Light Up Science課程的活動效果及反饋

Light Up Science課程在北京市少年宮深受學生歡迎，究其原因，關鍵在于通過教師對教材的整理、總結和拓展，激發了學生對于科學實踐的熱情。通過四年的學習，學生的變化顯而易見，比如：他們對于自然的認識，對于科學的喜愛與日俱增；科學思維能力、動手實踐能力、科技英語運用能力也有很大的提高，尤其是學生敢于大膽用英語去表達自己的思想和觀點。

通過對家長進行的問卷調查，我們發現：家長們認為孩子在多個方面都有不同程度的提升。其中，83.3%的家長認為孩子的科學知識變得更加豐富了，77.8%的家長認為孩子的科學實踐能力提高了，66.7%的家長認為孩子在科學思維方法方面得到了充分的鍛煉。部分家長表示，希望增加一些貼近生活、甚至是科技前沿的主題，如人工智能、大氣治理等，以便更好地讓學生學以致用。

參考文獻

趙成平，黃萍.2004.雙語教學大突破——技能與方法[M].重慶： 重慶大學出版社.

史建華.2014.校外教育機構教師手冊[M].北京： 光明日報出版社.

劉景福，鐘志賢.2002.基于項目的學習（PBL）模式研究[J].外國教育研究，（11）： 18-22

馬洪梅，北京學生活動管理中心自然探索項目輔導教師，中學高級教師。