基于STEAM教育的高中《校園景觀設計》選修課的設計與實施

凡 新 宋建陵 賓金華

（1.廣州市第六中學 廣東廣州 510300）

（2.華南師范大學生命科學學院 廣東廣州 510631）

起源于美國的STEAM教育理念正逐漸成為培養(yǎng)學生創(chuàng)造力和創(chuàng)新精神的新興的教育實踐和研究范式。STEAM教育在我國也受到關注和重視，在《普通高中生物學課程標準（2017年版）》（以下簡稱新課標）及《義務教育小學科學課程標準》（以下簡稱小學課標）中都強調滲透STEAM教育理念。并在《小學課標》中對STEAM給出明確定義:STEAM應是一種項目學習和問題解決為導向的跨學科課程組織方式，即通過動手實踐和科學探究，最終完成某一產(chǎn)品的制作或解決某一問題。在這類課堂中，學生需要“做中學”，即從經(jīng)驗中積累知識，從實際操作中培養(yǎng)思維能力、解決問題的綜合能力和創(chuàng)造力。學生真正成為課堂的中心，是課堂的參與者和創(chuàng)造者；教師則是幫助學生完成學習的設計者、組織者和引導者。如何設計適合我國學生的本土化STEAM課程是目前許多教育工作者積極探索的方向。下面以廣州市第六中學自主開發(fā)的選修課《校園景觀設計》為例，闡述STEAM教育理念和教育方法在課程中的具體實踐。

景觀設計是指風景與園林的規(guī)劃設計，它包括自然景觀要素和人工景觀要素，與園藝學、生態(tài)學、規(guī)劃、工程學、地理等多種學科交叉融合，在不同的學科中具有不同的意義。校園景觀設計，則是將景觀設計的知識應用實踐于校園這個環(huán)境。如何科學地設計校園景觀是一個需要綜合多學科知識才能解決的問題。校園景觀設計是一個具備STEAM教育特征的項目選題。

1 基于STEAM教育的教學模式選擇

依據(jù)STEAM教育在目前教育及研究領域的現(xiàn)狀，整理總結了目前三種STEAM教學模式（表1）。根據(jù)實際情況選擇項目式教學，即緊密圍繞一個主題內容循序漸進地進行合作、探究、交流。因此，從STEAM教育的角度提出——設計“未來學校”校園景觀的教學項目，設計與開發(fā)包含“園藝學和景觀生態(tài)學”的選修課。

表1 基于STEAM的三種STEAM教學模式

2 基于STEAM教育開展《校園景觀設計》選修課

2.1 基于STEAM教育的項目情境設計

結合新課標的指引，在新課標的選修課程——職業(yè)規(guī)劃前瞻模塊建議開設“園藝學和景觀生態(tài)學”版塊，提出這門選修課應在闡明園藝學、景觀生態(tài)學的基本概念的基礎之上，重點介紹當?shù)氐膱@藝植物的代表種類，景觀設計的基本原理，然后應用相關理論和技術，與學生一起設計出具體的校園景觀。

2.2 園藝和景觀生態(tài)學知識模塊設計

以園藝和景觀生態(tài)學的應用為主，其他各科知識的應用為輔，在完成設計校園景觀的項目情境中，綜合運用各學科的知識。

2.3 項目方案設計與修訂

選修課安排在每周三下午16:00—17:30，對象為高一年級學生，為期兩個月，課時安排如圖1所示。

《校園景觀設計》教學目標包括:

圖1 《校園景觀設計》課時安排

（1）科學方面:

①了解園藝學的基本概念，說出校園園藝作物的種類；了解景觀設計的基本理念、原則。

②會因地制宜的選擇不同的園藝作物；能根據(jù)植物的作用進行適當?shù)闹参锱渲谩?/p>

③體驗園藝師、景觀設計師的工作，增強社會責任感。

（2）技術方面:

①理解3D打印機的工作原理、結構組成；了解3D打印在各個領域的應用。

②掌握3D建模軟件的使用方法。

③認同技術在STEAM教育中的重要性。

（3）工程方面:

①了解3D建模軟件的種類；熟練使用3Done軟件。

②會利用3Done軟件進行建模，設計個人的產(chǎn)品。

③通過播放《十二生肖》，提高學習3D打印的興趣，增強社會責任感。

（4）藝術方面:

①會在設計校園景觀時滲透人文因素、藝術元素。

②會運用各種色彩進行植物搭配。

③通過設計出富有美感與創(chuàng)意的產(chǎn)品，提高藝術美感鑒賞能力。

（5）數(shù)學方面:

①通過實物模型、了解從物體抽象出來的幾何體，平面、直線和點等；復習鞏固三視圖的相關知識。

②建立起空間的概念。

2.4 項目開展環(huán)節(jié)

本項目可以拆分為四個環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)所需要達到的教學目標有所不同，學科綜合的情況也存在差異，需運用的多元智能側重點也有所不同。因此，教師依據(jù)各環(huán)節(jié)的任務特點可以采用不同的教學策略，將課程開展環(huán)節(jié)設置如下，如圖2所示。

圖2 基于STEAM教育的課程實施流程

2.4.1 趣味性策略

教師聯(lián)系真實的生活情境，利用4月份廣東連續(xù)強降雨使校園景觀受到大面積影響為實例，引起學生關注，引導學生思考解決校園積水問題，從而設計一個全覆蓋的風雨墻。由此，教師使學生明確項目主題:讓學生對STEAM有一個整體的感知，并向學生介紹園藝學和生態(tài)學相關知識，引導學生自主設計一個校園景觀。學生需要了解得園藝學和生態(tài)學相關知識包括:

①掌握園林作物的分類；喬木、灌木、藤木、花卉、草坪草和地被植物；

②了解園林植物配置的基本形式:自然式、規(guī)則式、混合式、自由式；

③明晰園林植物造景概念及類型:構成主景、配合成景、夾景、框景、障景；

④園林植物造景遵循的基本原則:科學性、藝術性、經(jīng)濟性；

⑤園林景觀植物造景的基本功能:空間構筑功能、生態(tài)功能、美化功能、社會功能；

⑥設計校園景觀應該遵循哪些基本原理，校園景觀設計應該體現(xiàn)哪些理念？

2.4.2 體驗性策略

教師帶領學生走出校園，參加學校附近的景觀生態(tài)園，進行實地考察學習，向專家咨詢學習，進行模仿學習，以實物的內容加深鞏固課堂所學知識:

①對景觀生態(tài)園部分區(qū)域，做植物配置分析，分小組完成；

②對景觀生態(tài)園各個功能分區(qū)分析；

③結合當?shù)氐臍v史、特色，由小組代表匯報，嘗試說出該景觀設計的設計理念；

④結合所學所見，嘗試用手工繪制校園景觀功能區(qū)，進行主體的綠化設計。

2.4.3 協(xié)作性策略

學生4人一個小組，合作開展主題為“制作‘未來學校’的校園景觀設計模型”的實踐活動。一個小組共同完成一個產(chǎn)品，學生的學習任務有:

①寫明校園景觀設計思路，設計理念等；

②明確注明綠化園藝作物分區(qū)布局；

③小組討論出最終方案，選擇代表進行方案匯報，匯報的主要內容有該方案的理念、設計原則及可行性？

2.4.4 獨創(chuàng)性策略

每個學生設計理念與想法不同，根據(jù)個人的設計進行建模。3D建模作品主要針對校園景觀的建筑、山石要素，其他要素如水、道路、植物則輔以其他模型材料。學生通過對學校通識課程三維設計課程3Done軟件進行建模練習鞏固，熟練使用該建模軟件，從而了解3D打印的基本原理，3D打印的技術的應用價值，明晰3D打印的流程。教師要向學生介紹3D打印機的使用方法，進行安全操作教育。各學習小組合作完成整個校園景觀的模型設計，并以小組為單位進行展示匯報。匯報時，教師要提醒學生思考:對于該模型，你認為設計方面有哪些不足之處？應該怎樣進行改進？匯報后，各小組書寫總結反思。

2.5 產(chǎn)品交流展示

學生對模型產(chǎn)品進行展示交流，這個環(huán)節(jié)是對整個課程的反饋環(huán)節(jié)，采取以小組為單位的形式進行匯報，其他形式不限（PPT、Word、實物模型等），教師和其他小組給予相應的評價。匯報之后每人上交學習心得，并且積極反思和繼續(xù)改進。

2.6 總結評價

從STEAM教育目標的角度來評價，尤其是跨學科解決問題的能力要求，需要收集更多過程性的數(shù)據(jù)來進行評價，評價的主體應多元化，不再是教師評價作為權威，學生自身也需要參與到評價過程當中來，本課程的評價包括學生學業(yè)評價——學生自評、組間互評、教師評價，以及課程本身的評價——實施前校方專家評價，實施中專任教師隨堂聽課，實施后，活動實施效果評價。最終的成果即校園景觀模型產(chǎn)品也要作為評價指標之一。

3 對《校園景觀設計》選修課的滿意程度及收獲調查

為了深入了解學生對于本次選修課的感受，以及學生在7課時的活動過程中的收獲等，在課程結束之后，通過訪談法和問卷調查分析，了解學生對于本課程的相關評價和建議，為后期的課程改進提供參考依據(jù)。

4 基于STEAM教育的選修課教學反思與改進

《校園景觀設計》選修課程作為生物類STEAM課程的初步探索，積累了一些經(jīng)驗，同時實踐過程中也出現(xiàn)了一些問題。大多數(shù)學生都比較喜歡這種輕松有趣的學習模式，十分愿意動手參與到設計的實踐過程中，但是在完成一些開放性較強的任務時，如用3Done軟件進行建模，他們就顯得有些無所適從，力不從心，不知道自己具體該怎么做。這種現(xiàn)象與學生長期以來所形成的被動式的學習習慣有關。因此，為了使學生盡快適應STEAM這樣開放式的課堂，教師在教學時可以輔以導學案，循序漸進，給予適當?shù)囊龑В徊⒅笇〗M間、小組內的互助互學，成立組間監(jiān)察小分隊，及時反饋問題。同時，每節(jié)課結束后，教師要指導學生填寫PMIQ（Plus，我已學懂的知識；Minus，我還未學懂的知識；Interest，最感興趣的知識；Questions，我仍然存在疑問的知識）自我反思評價表，為課程開展提供反饋和導向作用。

此外，學生往往會認真記錄教師講授的內容，卻比較少記錄自己在探索過程中的收獲、想法和問題。教師應該注重學生在課堂中的及時反饋，并寫在教學反思日記中，作為后期教學改進的依據(jù)，同時也作為學生過程性評價的一部分。在整個選修課中，小組團隊建設要落到實處，理論課上的小組討論，實踐課上小組分工合作，要真正做到培養(yǎng)學生的協(xié)作能力，幫助學生找到自己在小組合作中擔任的角色定位，是領導者、計時員、動手設計者、后勤、還是總結匯報者。教師也應該特別重視每個環(huán)節(jié)結束后小組間的匯報交流，結果展示是項目性學習中最精彩的部分，是一種十分重要的評價機制。依托特色選修課程來研發(fā)STEAM課程是從學校層面發(fā)展STEAM教育的重要途徑，在課程設計時要緊密貼合STEAM特點，重視過程，重視合作能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。教師要從中發(fā)現(xiàn)問題，做出改進。