基于STEAM理念下的開發項目式學習創客校本的課程探索

黃宣霖

【摘要】STEAM理念實質是融合科學、技術、工程、人文藝術及數學的一種綜合性教學理念，具有跨學科性、設計性、實踐性等特點。項目式學習在 STEAM 教育的作用越來越受到一線教育工作者的關注。本文將STEAM理念引入項目式學習創客校本課程的開發與探索，先是分析了其概念和背景，接著呈現課程開發和實踐的過程，最后提出了在實踐探索中的思考。

【關鍵詞】STEAM理念;項目式學習;創客校本課程;開發

《普通高中信息技術課程標準（2017年版）》已發布多時，眾多一線教師已經開展新課標下課程的探索。筆者根據自身的專業情況選擇在開源硬件項目設計即創客課程方面進行探索，新課標選擇性必修模塊6就是關于開源硬件項目設計的內容。在該模塊中明確指出要充分發教學環境優勢，以STEAM教育理念為指導，利用開源硬件項目設計開展項目學習，讓學生體驗研究和創造的樂趣，培養解決問題和創新設計的意識和能力。開源硬件有著種類繁多的電子元器件，便利的設計，豐富的擴展等優勢已成為創客教育的必備工具。筆者開始進行創客校本課程的開發，并在開發的校本課程中以STEAM教育理念為指導。同時，采用項目式學習的有效教學方式，希望通過創客校本課程開發，促進教師和學生的共同發展。

一、STEAM理念下的創客校本課程

STEAM理念是倡導學科融合和在真實環境中合作學習。STEAM核心是在真實情境的問題解決中，幫助學生融會貫通跨學科知識，創造性地運用綜合科學、技術、工程、藝術和數學的知識來解決真實的問題。通過合作進行科學探究與工程實踐、尋求解決問題的知識與技能。

緊隨時代趨勢，新課標的發布，也為創客校本課題提供了方向。在STEAM理念的指導下，依據學校自身的實際情況，充分發揮教師的專業優勢，分析本校學生的需求，開發適合的項目式創客校本課程，旨在滿足學生學習需求并開發的多樣性的、可供學生選擇的課程。項目式創客校本課程圍繞解決問題來組織具有多樣性、動態性的課程資源，引導學生在項目式活動中進行創新實踐的學習。

二、項目式學習創客課程的開發設計

項目式學習是一種遵循學生認知發展規律，提高學生多元能力、綜合素質的課堂教學模式和學習方式。在項目設施的過程中，教師提供學習資源和學習工具，通過創設真實的問題情境，創設項目，促使學生開展合作學習，在探究中完成學習任務，并進行拓展學習。項目式學習的教學組織就是很好落實STEAM教育理念的教學組織方式，它能更好地將科學、技術、工程、人文藝術及數學進行融會貫通。

1.項目式學習創客課程設計原則

開發基于STEAM理念項目式學習創客校本課程，需要涉及軟件編程和開源硬件的運用，并將軟件和硬件的相關內容進行重新構建。在項目單元中，學生根據真實情景問題進行項目設計，項目探究實踐，培養學生的動手操作能力，提升創客思維和創新能力。

課程的設計應遵循以下原則：（1）真實情景原則。STEAM的核心是在真實的情景中進行問題的解決。在真實的情景中，它可以激發學生的興趣，將自身融入到問題解決的過程中并獲得學習的成就感，這是一個良性循環;（2）學科融合原則。STEAM需要進行多學科的融合，要求將科學、技術、工程、人文藝術及數學各學科的內容融合在項目式設計、實踐活動中;（3）項目流程原則。校本課程按照項目式學習的流程進行設計，就需要遵循項目式的組織原則，在設計中嚴格按照項目式學習的流程進行規劃活動;（4）創新創造原則。在創客項目的實踐中，每個問題的解決都將產生一個創客作品。通過項目進行設計，運用編程思維知識和開源硬件技術有效解決實際問題，對自身來說也是創新創作的體驗過程。

2.項目式學習創客課程教學設計模型

課程均采用項目式學習的模式，學生對實際問題需要進行探究，需要根據具體問題進行項目設計，需要完成項目實踐。項目實施的流程按照提出問題、項目設計、情境創設、合作探究、交流評價五個步驟進行，在這個五個步驟中，學生和教師有各自任務，循序漸進完成項目。

三、項目式學習創客課程的開發實踐

1.項目式學習創客校本課程安排參考下表

2.項目式學習創客校本課程應用實踐

在項目式學習創客校本課程應用實踐中，學生需要對真實情景中的問題進行自主、協作、探究學習。圍繞“提出問題→項目設計→情境創設→合作探究→交流評價”的項目學習主線開展學習活動，體驗“做中學、學中創、創中樂”的項目式學習策略，將知識建構、技能培養與思維發展融入運用數字化工具解決問題和完成任務的過程中。以下在項目式學習創客校本課程安排參考表中，選擇制作“倒車雷達提示系統”為例，進行展示。

步驟一：提出問題

教師在設計教學和組織教學的過程中，都應該圍繞著真實的問題而展開。選擇一個什么的問題，既能激發學生的興趣，又能將貫穿始終，而且還能有一定的拓展空間，是一件非常需要考究的事情。同時，STEAM突出強調問題解決，在問題解決的過程中，會融合科學、技術、工程、人文藝術及數學的知識與技能。制作“倒車雷達提示系統”課例，提出的問題是：如果能讓倒車更加智能？

步驟二：項目設計

針對需要解決的真實問題，小組需要進行充分的探討，進行項目設計，拿出解決問題的方案。對于問題的解決，方法有很多，但是在如果能讓倒車更加智能這個具體的問題上，再根據教師提供開源硬件的條件，只能使用超聲波傳感器作為探測元件，對于探測的結果引起的提示效果就有多種選擇，比如，聲音、燈光等。

步驟三：創設情境

情境的創設要從學生已有的生活經驗出發，根據教學的內容進行情境創設。制作“倒車雷達提示系統”內容中，教師先引導學生想象汽車倒車時的情景，在這個情景當中采用什么樣的方式進行問題的優化解決，同時當解決方案敲定之后，也需要在真實情景中進行模擬測試。

步驟四：實踐探究

實踐探究的階段就是需要對項目進行實施，以檢驗設計方案能否解決問題，再根據檢驗的結果進行優化升級，以此達到真正解決問題的效果。制作“倒車雷達提示系統”需要使用超聲波傳感器作為探測工具，根據障礙物的不同距離，給與不同的反饋信息，實現智能的效果。

步驟五：交流評價

最后，讓學生將小組作品進行展示，講解作品制作的過程，使用了哪些元件，具備怎樣的功能，功能是怎么實現的。通過這樣的展示交流，相互評價，能夠讓學生在項目式創客的學習中得到心理上的滿足和技術水平的提升，同時，通過作品展示能開拓學生的思維和視野。

四、結束語

將STEAM教育理念和項目式學習方式引入到創客校本課程的設計與實踐，不僅能讓創客校本課程更具可操作性，更重要的是在真實問題情境中激發了學生更多的創意與分享熱情，培養了學生的邏輯思維能力和創新能力。本文從STEAM教育理念、項目式學習、課程設計原則、教學模型和教學實施五個方面闡述項目式創客校本課程開發探索，并以制作倒車雷達系統課程為例，探討了該模式在創客校本課程開發過程中的實踐，為創客校本課程的發展提供了一些經驗。

參考文獻：

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