做有溫度的STEAM教育

張宏 閆春峰 李慧

課程概要

繼紅小學對于STEAM課程的理解和實施開始于2015年，至今已經有3年多的時間了。我們對于STEAM課程的認識和理解從開始的字面分析、學習借鑒，逐漸內化成為一種理念。從單純的追求技術，到全學科參與務實研究，經歷了比較漫長的過程。現(xiàn)在，我們理解的STEAM課程，不僅是綜合的技術教育、跨學科的融合，更是創(chuàng)新教育、個性化教育的理念和基于解決真實問題的探究性學習方式。我們學校是全員參與STEAM課程探究與實踐，進行了大量的學科整合與技術探索。在實踐中，我們切實體會到，STEAM課程決不是僅僅以學技術為目的，課程的核心應是以人為本、解決問題，我們提倡做有溫度的STEAM教育。

1.課程設計目標

我校依據(jù)STEAM課程教育的特點、“追求主動發(fā)展”的辦學理念以及學生的現(xiàn)有情況，確定了“以校本課程為實施載體，綜合信息技術與科學、數(shù)學、美術、音樂、語文等相關內容；從學生的興趣出發(fā)，基于真實問題，營造探索、發(fā)現(xiàn)、創(chuàng)造三個條件激發(fā)學生學習；以培養(yǎng)學生的求知欲、自信心、思維技巧、創(chuàng)意表達、解決問題能力為目的；以發(fā)展學生的個性特長，提升學生的綜合素養(yǎng)為宗旨”的課程目標。課程活動被安排在“課后服務”的自主拓展課程中，學生對象跨年級和班級，涵蓋Scratch創(chuàng)意編程、3D設計與打印和傳感器的應用等諸多項目活動。

2.課程設計思路

STEAM教育涵蓋的范疇特別廣泛，從Arduino開源硬件與編程到各類機器人搭建與設計，再到創(chuàng)客空間與3D打印等都蘊含其中。如果僅從技術角度出發(fā)來設計小學階段STEAM課程，我們做不到將技術做得高大上。因此，我們更多地將人文的情懷與德育教育融入到STEAM課程中，讓學生感受到創(chuàng)客作品不再是冰冷的科技產物，而是有溫度的。故此，我們將“做有溫度的STEAM教育”作為我們課程設計的根基，追求技術讓“愛”看得見。圖1、下頁圖2為課程中的兩個主題單元內容。

3.課程實施方案

課程活動被安排在“課后服務”的自主拓展課程中，學生對象跨年級和班級，涵蓋Scratch創(chuàng)意編程、3D設計與打印和傳感器的應用等諸多項目活動。在課程研發(fā)過程中，我們經歷了對學生的問卷調查、與各個學科教師的課程整合、結合學校的德育課程，與多學科教師依據(jù)學情共同制定了課程的主題內容，再由授課教師初步設計課程內容，研究團隊教師進行聽課、評課、反思、改課，最后形成了較為穩(wěn)定的課程內容。

典型案例

典型案例1：《3D打印設計指環(huán)》

《3D打印設計指環(huán)》一課是在“愛用科技來表達”主題下的一個小課題。在我的班級里，有一位學生得了白血病。聽到這個消息，我和學生們都很難過，想為她做些力所能及的事。我們在課堂上討論如何幫助這位學生，學生們群策群力，有的要捐款，有的要送吃的，但大家還是覺得花錢買來的東西不足以表達我們的心情，商量著能不能親手做點什么，給那位生病的學生以鼓勵和信心，幫助、陪伴她共度難關。

我提議大家用3D打印設計個性指環(huán)。因為這樣一個真實的問題，學生在設計制作中全情投入，用智慧和創(chuàng)意，用一個簡單的3D作品表達深厚的情感（如圖3）。學生的設計和制作，雖算不上精美，但蘊含其中的初衷和情感卻給這冰冷的作品帶來了溫度。

學生帶著自己的問題，課堂上主動嘗試科學嚴謹?shù)靥骄繂栴}，了解3D建模的過程以及打印機工作狀態(tài)和作品形成過程。拓展任務環(huán)節(jié)難度加大，也更開放了：美化指環(huán)，關注的是學生的自主學習能力，獨立思考，將自己的想法付諸實踐，大膽嘗試，發(fā)揮空間想象力和創(chuàng)新設計的意識。

在評價展示環(huán)節(jié)，學生能根據(jù)評價量表從指環(huán)設計、結構、創(chuàng)意形象等方面表達自己的看法和觀點，并認識到其實創(chuàng)造一件3D展示作品就是表達思想和個性的重要途徑。我覺得學生做得很好，收獲也很大。其中最令我們感動的，是學生這種基于問題、尋找方法、學習知識、展示個性、表達情感的探究模式（如上頁圖4）。

這一系列的課程，還有教師節(jié)時學生親自設計制作的各種小禮物，父親節(jié)送給爸爸的泊車號碼牌，為了給寵物更舒適的環(huán)境的各種高科技改造，為解決防震問題設計的避震屋，航模、火箭制作中的強國夢……（如上頁圖5）通過這一系列課程的學習，學生明確了技術是為了解決實際問題，是為了追求美好的生活，是為了表達精彩的創(chuàng)意，是為了傳遞心中的愛。技術讓“愛”看得見！

典型案例2：《簡易倒車雷達》

技術讓冰冷的科技產物有了愛的溫度，這種愛將推動學生成為一個個小主人。從愛家到愛班級，再到愛校園乃至愛社會、祖國，他們無時無刻不在發(fā)揮著主人翁精神。在這種理念的帶動下，我們設立了“我愛我校”這一主題內容。這一主題內容是學生對校園熱愛之情的一個展現(xiàn)，從學科知識到德育滲透，從想法設計到動手實踐，不是哪一位教師的功勞，其中飽含的是我校多位學科教師的辛勤付出。《簡易倒車雷達》只是這個主題下的一個小小的片段，其創(chuàng)意來源于一個因媽媽停車技術不好導致屢次遲到而苦惱的小男孩。為了解決這個現(xiàn)實問題，我們采用“百變機器人”套裝搭建了模擬設備，運用Scratch進行編程設計。

這節(jié)課一共設計了以下三個學習任務。

任務1：如圖6所示，以小組為單位搭建倒車雷達裝置。STEAM課程的宗旨在于“動手動腦的探索式學習”，所以在完成任務的過程中，我們將更多的時間和空間留給學生進行合作、探究，提倡做中學，學后用。課堂上，我們看到學生參與學習的積極性很高，解決問題的過程中也表現(xiàn)出了不畏困難、敢于探究的精神。這樣一種精神的奠基，對于學生來說是將受益終身的。

任務2：如圖7所示，依據(jù)倒車雷達的工作原理，設計簡易的程序流程圖。在以探究式學習為本質的STEAM課程中，我們鼓勵學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題并積極主動地尋求解決問題的方法。因此，在編程教學活動中，為了幫助學生建立科學的理性思維，我們側重引導學生將實際問題運用流程圖的形式進行梳理和表達，從而提高學生利用流程圖算法認識事物、設計解決問題方案的能力。