STEAM教育理念下的項目式學習

毛峰

STEAM教育強調掌握“思考方法”與“整合創造”，注重培養學生運用跨學科知識解決實際問題的能力。在校外教學中，我們引入項目式學習，激發學生創新意識，提升學生實踐能力。下面，以生物組的“豬籠草智能養殖箱的研制”為例，具體介紹一下該教育理念下項目式學習的應用。

1.引導學生在生活中發現問題

在生物教學中，我們鼓勵學生用心觀察，發現生活中與生物相關的現象與問題，并將有價值的問題匯總后，在教師的引導下形成研究課題。例如，生物組的一名學員是豬籠草愛好者，但豬籠草價格昂貴，對生存條件要求比較高，他曾經養死過好幾株。經過調研后他發現，市場上還沒有這類的智能養殖設備，于是他提出：能否發明一種在家就可以輕松養殖豬籠草的“智能溫室”？他將這個問題反饋給教師，在教師的幫助和指導下，“豬籠草智能養殖箱的研制”生物小組成立了。

2.提升學生的跨學科學習能力

“豬籠草智能養殖箱的研制”是一個整合物理、數學、人工智能等學科的STEAM項目，學生不僅涉及生物組的學員，還有模型組、電子與智能控制小組的學員，既有分工又有合作。在完成項目過程中，學生多次討論溝通，生物組學員重點做好預設方案并負責具體人員分工;模型組學員主要負責設計外形、購買材料和組裝制作;電子與智能控制小組學員具體負責Arduino單片機編程的自動控制，滿足豬籠草對環境條件的要求，實現全自動化設定管理。這一過程中，學生發揮各自專長，既有各自設計與獨立制作，又有整體規劃和共同參與，體現了STEAM教育的“整合跨界能力”，提升了學生運用跨學科知識解決實際問題的能力。

3.激發學生的創造能力和實踐能力

第一代養殖箱是用整理箱做成的簡易裝置，然而在試用過程中出現了一系列問題，如溫度不好控制、部分功能無法實現自動化設定等。于是，學生經過討論交流，提出合理改進措施，制作出了第二代智能養殖箱：外殼采用特定厚度的玻璃板，既便于觀察，又解決了溫控問題;采用分區分離的方式，防止電路老化短路，確保用電安全;加熱棒、水簾紙、水泵等裝置則實現全自動化設定管理，完全滿足了豬籠草生長的環境要求。學生在“思考—制作—檢測—改進”的過程中，創新意識和實踐能力得到了明顯提升。

在STEAM教育理念指導下，教師應該引導學生觀察、發現、實踐、思考，培養學生舉一反三、觸類旁通的能力，激發他們的創新意識，增強實踐能力，提升學生的科學素養。

編輯 _ 汪倩