基于STEAM理念的綜合實踐活動教學設計

王青

[摘? ?要]在綜合實踐活動的教學過程中，可基于STEAM的理念開展教學。這類綜合實踐活動，通常在設計實驗時增加技術含量，在制作模型時考慮工藝要求，在動手實踐時提升創(chuàng)新意識，在團隊活動中培養(yǎng)合作精神，因而可能收到意想不到的教學效果。

[關鍵詞]STEAM理念;綜合實踐活動;綜合素養(yǎng)

近年來，STEAM教育已經(jīng)成為現(xiàn)代教育發(fā)展的趨勢，STEAM是Science（科學），Technology（技術），Engineering（工程），Arts（藝術），Maths（數(shù)學）的縮寫。STEAM教育實質是一種多學科融合的綜合性教育理念和教育模式，它強調跨界，倡導合作，注重實踐，主要以項目為組織形式，以知識為基礎，通過興趣驅動，在綜合實踐活動中提升素養(yǎng)和能力。

“綜合實踐活動”是初中物理蘇科版教材中特有的欄目，它是在一章后或數(shù)章后為學生提供的項目學習活動，其內(nèi)容具有一定的綜合性，并且與生活和社會聯(lián)系緊密，目的是發(fā)展學生的個性和特長，提升學生的綜合素養(yǎng)。

在綜合實踐活動的教學過程中，用STEAM的教育理念來思考教學，關注科學、技術、工程、藝術、數(shù)學的融合，不僅可以使活動內(nèi)容更加豐富，活動形式更加多樣。筆者以蘇科版教材九年級上冊的綜合實踐活動“設計和制作一個模擬調光燈”為例，談談自己在STEAM教育理念的指導下進行的一些探索與實踐。需要說明的是：綜合實踐活動是一種基于物理知識和科學方法的項目學習活動，它要求學生經(jīng)歷全程的探究和設計，因此綜合實踐活動并不是一節(jié)課就能完成的。它通常可以分為三個階段：動員與準備，設計與實施，小結與評價。

“設計制作一個模擬調光燈”可以設置2課時，大致如表1所示。

一、動員和準備

教師展示調光臺燈，并讓學生分小組（約5人一組）調研生活中的各種調光燈，并準備在第一節(jié)課上完成三個任務：（1）實物展示調光燈的工作情況或錄制調光燈工作的視頻;（2）闡述調光燈在日常生活中的作用;（3）嘗試說出調光燈的工作原理。

活動名稱：設計制作一個模擬調光燈

設計說明：這個部分屬于課前的動員與準備，STEAM教育理念倡導“做中學”，注重實踐。因此本環(huán)節(jié)突破了課堂和學校的局限，在活動的時空上向自然領域、生活領域和社會領域延伸。讓學生從現(xiàn)實生活中的情境入手，在調查中感受調光燈在生活中的應用，在闡述中體會調光燈給生活帶來的便利，在嘗試說出調光燈工作原理的過程中加深對電路知識的思考與理解。在學生的準備過程中需要明確小組成員間的協(xié)作與分工，力爭讓每個人都參與到活動中來，同時也要最大限度地發(fā)揮團隊的作用。

二、設計與實施

本環(huán)節(jié)主要在課堂上進行，課堂流程如下：

1.各組交流老師課前布置的三個活動任務，并接受其他組的相關提問

學生交流時可以做成PPT或實物展示，通過前期的調查和課上的交流，同時感受科學技術給生活帶來便利，激發(fā)學生的學習興趣和求知欲望。

2.各組討論，嘗試利用以下器材，設計調光燈電路圖

直流電源（9 V）、小燈泡（2.5 V? 0.3 A）、導線、電壓表、電流表、滑動變阻器、定值電阻、開關（單刀雙擲）、鉛筆芯、回形針、電阻箱、電位器以及覺得合適的材料。

設計要求：①能夠調節(jié)燈的亮度;②避免燒壞燈泡。

各小組內(nèi)先討論，優(yōu)選一個方案，并從以下幾個角度講解、展示電路圖。

①你用什么措施保護小燈泡的安全？

②你選擇的器材規(guī)格是什么？

③你是如何改變燈泡亮度的？

④在設計過程中，你的同伴提出了哪些寶貴的建議？

在學生展示完本小組的設計方案后，教師進一步引導學生比較：“按照我們設計的電路制成調光燈與實際調光燈在發(fā)光效果上有什么不同？”進而激發(fā)學生思考：①如何連續(xù)調節(jié)燈的亮度？②如何最大限度地連續(xù)調節(jié)燈的亮度？③如何修改你設計的電路，使之滿足以上兩個要求？學生小組討論，修改后進行第二次的展示。

3.根據(jù)電路圖選擇器材，連接好實物，實際操作，檢測是否符合實驗的要求

設計說明：設計電路是制作模擬調光燈的前提，缺少對電路的設計往往會導致學生盲目嘗試或單純操練，這顯然不利于學生綜合素養(yǎng)的提升。在技術上，教師要讓學生明確：產(chǎn)品的基本功能是產(chǎn)品必須達到的功能，產(chǎn)品還有附加功能，一般是先考慮滿足基本功能，待條件成熟后再考慮滿足附加功能。因此在設計電路時首先將復雜問題簡單化，先讓學生設計最簡單的能改變亮度的安全電路，再在此基礎上按照具體要求進行改進，這也是初中生應該具有的素養(yǎng)。不同小組有不同的設計電路，對電路圖的改進大致有四個進階：

4.課后按照設計的電路完成調光燈的制作

學生設計出符合要求的電路圖，連接成實物電路，這并不代表整個綜合實踐活動已經(jīng)完成，科學的發(fā)現(xiàn)和原理最終需要轉化為物質成果。而要讓學生把設計出的實物電路形成一個美觀、實用的產(chǎn)品，還有很多技術以及工程方面的工作要做，所以讓學生按照設計的電路完成調光燈的制作尤為重要，這也符合STEAM教育理念。這個工作主要放在第一課時的課后完成，以便第二課時進行小結與評價。

三、小結與評價

本環(huán)節(jié)的主要課堂流程如下：

這樣設計的目的主要是讓學生學會依據(jù)技術思維應用知識，依據(jù)工程思維解決實際問題。所謂技術思維，就是以發(fā)明與創(chuàng)新的方法、手段、工具、記憶為核心的實踐性思維，它以實用為導向，追求的是由目標到方案的問題解決過程。而工程思維則是以價值為導向的建構性的造物思維，如追求一定的經(jīng)濟價值、社會價值、審美價值等。因此，教師可從以下幾個角度引導學生思考。

（1）制成的成品在技術上有沒有達到預設的要求？

（2）制作過程中，你發(fā)現(xiàn)了哪些問題？是如何解決的？要求學生在制作過程中要有嚴謹細致，知行合一的實踐態(tài)度，要有精益求精、至善盡美的工匠精神。

（3）制作的成品有哪些優(yōu)點？學生可從制作的成本、資源的消耗、對環(huán)境的影響等角度進行闡述，甚至教師還可以引導學生對成品進行大膽創(chuàng)新，如在滿足需要的情況下盡可能節(jié)約能源，利用光敏電阻進行自動調節(jié)，等等。讓學生帶著感性去理性思考問題，帶著理性去感知實物，進而豐富學生的想象力，提升學生的創(chuàng)新能力。

（4）關于活動評價，除了對學生制作的成品進行評價，更重要的是對學生在活動中的表現(xiàn)進行評價。“綜合實踐活動”課程的評價方式多種多樣，但無論何種方式 ，都要觀察、記錄學生在活動過程中的表現(xiàn)，并以此作為評價學生的基礎，活動評價不應機械地割斷學習的結果與過程，而要從總體上把握兩者之間的關系。因此本次綜合實踐活動評價依據(jù)是：制作的成品、記錄的表格、拍攝的視頻、提出的問題、發(fā)言的次數(shù)等。評價的方式以組員評價、自我評價為主。評價的基調應該是以激勵為主，充分挖掘活動過程中的閃光點，杜絕簡單排名等功利做法。評價表如下：

在綜合實踐活動中，關注學科間的融合，在設計實驗時增加技術含量，在制作模型時考慮工藝要求，在動手實踐時提升創(chuàng)新意識，在團隊活動中培養(yǎng)合作精神，這樣的活動才能真正體現(xiàn)STEAM教育理念。

[? ?參? ?考? ?文? ?獻? ?]

[1]? 劉炳昇.在物理課程中設置“綜合實踐活動”的意義和教學建議[J].物理之友，2015（1）：1-9.

[2]? 劉炳昇.再論“物理綜合實踐活動”設置的意義和教學建議[J].物理之友，2019（1）：1-9.

[3]? 張華.論“綜合實踐活動”課程的本質[J].全球教育展望，2001（8）：10-17.

（責任編輯 易志毅）