STEAM教育支持的核心素養培養案例研究

黃馨 孔晶

摘? 要 基于STEAM教育思想，結合有關核心素養的具體教學案例進行分析，得出目前我國結合核心素養培養的STEAM教學課堂應該做幾點改善：課堂中的教學主題應是解決實際應用問題且貼近學生生活;教師在教學中的歸納總結轉換為提升學生的思維，激發其思維發散，使學生思考問題能夠多維度、多角

度;在教學過程中培養學生樂學勤學的科學精神。

關鍵詞 STEAM;核心素養;機器人;項目式學習

中圖分類號：G640? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2019）07-0068-03

1 STEAM教育

STEAM教育是以數學為基礎，從藝術和工程的角度解讀技術和科學，引導學生將實際中的生活問題以跨學科的理念去解決[1]。STEAM注重不同學科之間的知識聯系，主要圍繞科學、工程、技術、美學和數學等相關科目與領域展開，重點強調各個領域之間的聯系，一起拓展人類有關周圍世界的認識，培養學習者的核心競爭力。其中，科學是關于自然界的研究，是一種通過觀察和邏輯思維推理學習自然界的方式，并能夠創造新的知識;技術是科學和工程的產

物，人們創造和使用技術解決現實生活中的問題;工程是人類進行產品設計和創造的知識體系，也是解決問題的過程，其使用科學創造出的新知識以及技術探索解決問題的方式;數學是運用抽象化和邏輯化的推理方式，在科學、工程、技術方面廣泛應用;藝術是增強學生的人文素養，通過在課程中加入人文藝術，提升學生的審美與個體覺悟，使其更加全面綜合地發展。

華南理工大學附屬實驗學校“為母親節獻禮”項目充分體現了STEAM教育的特征[1]，該項目通過以STEAM作為橋梁的跨學科式學習，橫跨美術、生物兩個教學學科，使學生在動手實踐中熟知生物學科內容中的植物光合作用與呼吸作用的原理;與此同時，在美學教育方面，體會如何通過裁剪、拼接和對色彩的搭配完成一件藝術小制作，增強其人文素養底蘊。

在設計卡片環節之前，教師可提供紙張，以供學生在紙上呈現自己的制作流程，以此使學生接觸工程設計流程，了解流程設計的大致思路，培養學生構建完整的流程思路。與此同時，教師組織學生互相交流，探討彼此的設計思路，提出自己設計過程的想法和自己能力無法實現的問題，促進學生創新和強化問題解決的能力，以此改進卡片設計。

在這節STEAM課堂中，教師關聯學科的整合知識，將生物科學與現實生活聯系起來，注重學生動手的實踐和過程，以及貼近生活，突出技術和工程實踐，強調知識與能力并重，倡導“做中學”，強調學生創新和創造能力的培養。原本只能在教室實現的生物、美術課堂教學因STEAM教學模式的加入，學生的積極性被調動，教師教學生動有趣。

STEAM以多學科融合的教育理念，成為一種培養未來優秀綜合型人才的教育模式。基于21世紀全球人才培養的共同目標，以及中國學生終身發展目標與核心素養間的對接，STEAM跨學科教育在世界各國日益朝良好態勢發展，其與核心素養培養充分融合是必然趨勢[2]。

2 核心素養

2014年印發的《教育部關于全面深化課程改革 落實立德樹人根本任務的意見》（教基二〔2014〕4號）中指出：“教育部將組織研究提出各學段學生發展核心素養體系，明確學生應具備的適應終身發展和社會發展需要的必備品格和關鍵能力。”綜合世界各個國家（地區）以及國際組織在核心素養概念內涵方面的界定，對于核心素養的定義可以這樣總結：核心素養是學生在接受相應學段的教育教學過程中逐步形成的適應個人終身發展和社會發展需要的必備品格與關鍵能力[3]。

核心素養包含文化基礎、自主發展和社會參與三個方面，這三個方面又可分為人文底蘊與科學精神、學會學習與健康生活、責任擔當與實踐創新。人文底蘊包含人文積淀與情懷和審美情趣，具備良好的人文底蘊是一個人將來在社會發展立足的根本;科學精神包含理性的思維方式、批判質疑的思維模式和勇于探究的科學精神，學生對于教師所教授的知識不再是一味地照搬照抄，而是帶著質疑去學習探究;學會學習與健康生活包含樂學勤學、珍愛生命、健全人格和自我管理;責任擔當包含社會責任、國家認同和國際理解，愛國敬業是每一個中國人都應該具備的品質;實踐創新包含問題解決、技術應用以及勞動意識，當代社會要求且需要每一個學生都具備創新意識，共同推動社會進步。

3 STEAM教育支持的核心素養培養案例分析

我國教育改革的必然趨勢是STEAM教育與核心素養培養的對接。STEAM教育與核心素養培養在人才觀、創新觀與知識觀等方面高度的契合性為其對接提供了可能性[1]。

前文提到，STEAM是一種教育模式、教育理念，是一種跨學科式的創新型學習方法。STEAM教育與核心素養培養密切聯系、相互依存。如“STEAM理念下的校本課程‘圓型教案設計——以‘正方形賽道一課為例”，STEAM教育中的Science（科學）、Technology（技術）、Engineer（工程設計）、Mathematics（數學）與核心素養中的自主發展與社會參與得到良好的有機結合。

在這節課中，教師要求學生在一個內邊長為60厘米、外邊長為85厘米的正方形賽道上使用mBot機器人完成相應動作，具體任務是學生操控機器人從正方形跑道的任意地點出發，繞其走一圈后到達起始位置，要求學生通過計算機編程使機器人完成這項固定項目的動作。在學生小組調試讓機器人直行一定距離和轉正方形直角的過程中，學生學會控制變量的數學思想，在多次記錄實驗數據的過程中體驗統計與修改變量的方法，并且培養勤于反思和理性思維的習慣;通過互相協作，發現實際操作機器人中電腦編程與實際情況不符等問題，探討問題，在解決問題中學會相互交流、互幫互助、協作探究;在前期制定項目流程圖的過程中，能夠體驗工程實施的方法，工程技術在教學中得到應用，通過制作流程圖，思路不再是在腦海中呈現，而是躍然紙上。當學生動手寫下思路就發現，腦中所想和筆下記錄有所出入，通過與同學、老師的交流探討，更加實際地審閱自己的想法，加以修改，更加完善對工程設計的理解，體驗問題從發現到解決的一系列步驟，塑造結構清晰的邏輯思維能力。

教師使核心素養融入課堂學習，小組學生探討機器人編程，完成指定動作的應用，加強對于機器人和計算機網絡編程技術的學習。這一整套項目式學習給學生創造了一個真實情境，使學生能夠更加身臨其境地了解應用計算機編程和數學，且在跨學科問題解決過程中促進計算機網絡編程和數學的多學科融合，而且著重塑造核心素養，使學生不再運用單一的知識解決應用問題。

以美國生物學教學案例進行分析。美國著名流行女歌手Lady Gaga在2011年推出一首單曲Born This Way，歌詞里主要傳達了每個人都擁有獨一無二渾然天成的美，DNA決定了人類的種族樣貌。美國的中學生大都非常熟悉并喜歡這首歌曲，教師借助此曲來教授有關DNA知識，令學生耳目一新，可以很好地激發學生的學習熱情。

本課程需要事先準備Born This Way的原唱單曲、音樂外放設備以及表演所需道具等。首先，教師教授學生學習DNA的相關知識，如DNA的本質是什么？DNA位于人體的哪里？為什么對于每個人，DNA具有如此重要的意義？對于這部分知識的傳授，教師可以通過課堂講授、閱讀課本教材和觀看與DNA相關的視頻的方式進行。之后，教師播放Born This Way，讓全班學生一起聽。聆聽完歌曲之后，教師布置的課堂任務是要學生替換原曲歌詞，將本節課堂所學習的DNA知識融入歌曲中;歌曲編譯完成以后，借助外放音樂進行舞臺表演，最好在表演時還能加上一些舞蹈動作，或者事先準備的服裝道具?；顒拥拈_展方式多種多樣：全班學生可分成若干組，每組學生都要改編完成一個小組作品;或者讓各小組提出設計創意、填詞和表演等任務，全班共同參與完成一個編曲作品，將此次學習變成全班活動。學生在學習和創作過程中所做的課堂筆記，可為教師進行課堂評價提供依據了;也可設計當堂抽查默寫，檢查學生對本節課DNA知識的學習掌握情況[4]。

這個案例生動地將生物學科知識與音樂、舞蹈相結合，教師在該課堂中以音樂為切入點，逐步引領學生將他們的視野從音樂轉向生物科學知識，進而教授有關DNA的學科知識，最后重新將知識帶入音樂，完成一個循環。從音樂本身出發，Born This Way這首歌本身傳達了每個人都擁有獨特的美，在這個世界上每個人都是獨特的個體。以這首歌為中心，培養學生核心素養中的國家認同與國際理解，同時激發學生的學習積極性;通過改編歌詞，依次插入生物知識，在對于這首歌的理解上，學生會以更強烈的積極性和目的性去學習本課知識;最后以舞蹈、歌唱的形式呈

現，使教學活潑生動。

本節課，學生除了能更好地掌握、熟知DNA的相關知識，樂理知識同樣得到提升。學習生物知識不再是整個課堂的全部內容，學生也不只單一掌握生物知識。結合音樂的生物課堂生動有趣，學生一邊學習有關DNA學科知識，一邊培養其人文情懷與交流技能。在這節結合核心素養的STEAM課堂中，從態度、情感價值觀方面來說，該課程能幫助學生建立自信，更好地認識自己的特長，充分發揮自身優勢。

結合核心素養的STEAM教學與傳統的STEAM教學模式相比，更能體現我國教育對中小學生創新能力、交流技能、合作能力、信息素養等能力、品格培養的重視，不再是單單注重學生對于學科知識的運用，而是以一種綜合的、基于學科知識的教學方式對學生進行教學，不是單純地授予其知識，而是通過授予知識的方式使他們學會學習、健康生活、能夠擔當、有創新性思維。不僅育人，更使他們懂得如何做人，使其走出校門不僅能夠使用儲備的知識實現自我價值，更能成功地適應社會，促進社會發展。因此，結合核心素養培養的STEAM教育是教育教學中的大勢所趨，兩者結合是不謀而合，或者說是殊途同歸。

4 研究結論

通過了解結合核心素養培養的STEAM教學案例，可得出現階段我國中小學實施該課堂教學，教學主題應是解決實際應用問題且貼近學生生活。興趣是學生最好的老師，一個貼近學生生活的學習主題更能引起他們的共鳴，激發學習積極性;在學生進行小組學習時，教師引導學生學會互相交流學習，培養其樂學善學、勤于向他人討教的求知精神;教師應引導學生不再是用一種學科知識去解決問題，而是打開思路，以科學精神從多角度去看待解決問題?！?/p>

參考文獻

[1]袁利平，張欣鑫.論STEAM教育與核心素養的對接[J].陜西師范大學學報：哲學社會科學版，2017，46（5）：164-169.

[2]范文翔，張一春.STEAM教育：發展、內涵與可能路徑[J].現代教育技術，2018，28（3）：99-105.

[3]林崇德.21世紀學生發展核心素養研究[M].北京.北京師范大學出版社，2016.

[4]李士杏.美國STEAM生物學教學案例分析[J].生物學教學，2018（4）：8-9.