基于項目設計與實施“荒野求生”STEAM課程

一、課程的意義與特點

研究表明，如果以學科為單元將學習內容割裂開，學生很難理解學科是如何聯系的。未來，學生面臨的情境以及需要解決的問題，一定是具有開放性、綜合性和復雜性的。學生如果僅憑借科學課上的良構問題思路和單一的知識結構，很難解決生活中遇到的問題。跨學科的STEAM教育可以幫助學生建立高階思維模式，同時幫助學生在學科領域之間建立聯系。STEAM教育為學科內容的整合提供了條件，很自然地契合了學科核心素養發展的要求。項目式學習，即基于項目的學習（Project-Based Learning，PBL）。它鼓勵學生成為劣構問題解決者，促進學生跨學科學習。傳統科學課堂與PBL模式下STEAM課堂有何不同？筆者基于實踐，對目標、內容、實施、推進、成果和評價等6個核心要素進行比對，發現這兩種課堂有以下不同：培育目標由提升科學素養走向培育綜合素養，項目內容由良構的明確任務轉向劣構的模糊任務，實施過程由教師啟發引領邁向學生自主探究，推進方式由外在問題驅動變為內在需求驅動，成果形式由小組實驗發現躍向團隊合作創造，評價機制由單維即時評價奔向多維多元評價。顯而易見，“六要素六走向”既是體現項目式學習的理念策略，又是推行項目式學習的實踐架構。

二、課程設計

（一）設計理念

1.真實性

在設計“荒野求生”課程時，筆者創設了“被困荒野”的真實情境，針對人們遇到的問題開展6個活動。在問題驅動下，學生對各學科知識的學習圍繞問題本身自然而然地開展，項目需求的來源、任務要求和成果形式得以清晰明確，項目任務也因此具有現實意義和價值。

2.關聯性

基于真實情境，筆者在“荒野求生”課程主題架構下設置了6個活動（子項目），分別為野外生火、獲得凈水、獲得食物、搭建庇護所、繪制地圖和生命救援。筆者按照野外求生的迫切程度來設置活動，先讓學生解決光與熱問題，然后依次是水源、食物、住所等問題。活動之間除了有前后的邏輯順序，還有技能關聯。例如，在野外生火中習得的生火技能以及獲得凈水，是參與獲得食物活動中烹飪食物的技能和物質基礎，而烹飪食物的成功與否也是對前兩個活動及其成效的檢驗。此外，同屬于工程類的項目依序開展，通過設計—分享—制作—迭代推進活動，讓學生更加適應之后的項目任務，有利于培養他們的工程思維能力。活動彼此關聯讓前后任務聯系更加密切。學生在實踐中，不斷嘗試，應用，改進，再應用，使技能和思維螺旋上升。

3.整合性

單一的學科教學滿足不了學生多元化能力的培育需求。“荒野求生”課程中每個子項目都整合了科學（science）、技術（technology）、工程（engineering）、數學（mathematics）和藝術（art）等學科內容。

野外生火項目：科學內容體現在將多種能量轉化為熱能，技術內容體現在掌握聚光的方向和角度等技巧，工程內容體現在制作生火工具，藝術內容體現在生火工具的美化與加工，數學內容體現在探究光強度與溫度上升的關系。

獲得凈水項目：科學內容體現在知道如何在不同的野外情境中尋找水源;知道過濾、虹吸原理。技術內容體現在能夠正確使用工具和材料制作、改進濾水器;掌握污水過濾的技巧。工程內容體現在能夠設計出合理的凈水過濾器并按照設計圖制作濾水器;能對其他組的設計做出評價和提出改進建議。藝術內容體現在凈水器美觀、整潔。數學內容體現在計算單位時間內凈水產量。

獲得食物項目：科學內容體現在能夠辨別常見食物的可食用性;知道魚的身體結構，以及魚的身體結構與環境相適應;了解捕魚工具的種類及用法。技術內容體現在能夠根據自己設計的捕魚工具的特點選擇適合的捕魚方法;能夠將捕到的魚去除鱗片、鰓、內臟等器官;能夠將魚燒烤至能食用狀態。工程內容體現在能夠設計合理的捕魚工具并繪制出效果圖;根據設計圖制作捕魚工具;能夠和他人合作利用樹枝搭建燒烤架，并成功生火。藝術內容體現在設計的捕魚工具既實用又美觀;能夠畫出捕魚工具設計圖。數學內容體現在根據人員和魚的數量，合理地分配。

搭建庇護所項目：科學內容體現在知道在野外如何選擇合適的宿營地;探究材料與功能的關系。技術內容體現在掌握一些捆綁和搭建技巧。工程內容體現在設計的庇護所能夠承受降雨和大風;根據設計圖搭建穩固舒適的庇護所;能對其他組的設計做出評價和提出改進建議。藝術內容體現在按照宿營地的特點計算所需材料和空間位置;了解三角形穩定性最好。數學內容體現在設計的庇護所舒適、保暖，外觀與周圍顏色相似。

繪制地圖項目：科學內容體現在依靠自然景物辨別方向，技術內容體現在指南針和比例尺的應用，工程內容體現在地圖的繪制，藝術內容體現在地圖中標志物的美觀，數學內容體現在比例尺的測量和繪制。

生命救援項目：科學內容體現在血液循環知識的學習，技術內容體現在止血和包扎方法，工程內容體現在搬護工具的制作，藝術內容體現在搬護工具結構美觀，數學內容體現在計算繃帶長度。

每個子項目的設計并非學科知識簡單疊加，而是將學科整合到一種“教學范式”中，它不僅包括如何設計內容、組織學習，而且包括最基礎的、對STEAM基本內涵和價值取向的理解。筆者設計“荒野求生”課程，將知識的獲取、方法與工具的利用以及實踐創新的過程進行了有機整合，實現多元融合。

4.開放性

模擬“荒野求生”情境的資源相對匱乏，但學生研究的過程是開放的。項目實施之前，學生可以通過網絡等平臺查閱資料，做足準備;實施過程中，在無法面對面交流的情況下，學生自主建立交流討論群，利用會議系統、視頻群聊等多種數字化手段交流，延續溝通，交換想法，有效推進項目實施。項目成果展示更是開放的，有線下的分享匯報，也有直播展示，可打破時空局限。

（二）活動類型

“荒野求生”課程中6個子項目，根據其目標要求、實踐過程、預期成果等維度，可以分為實踐類項目和工程類項目兩個活動類型。實踐類項目是在明確的問題驅動下，讓學生聯系已有的經驗，生發各具特色的解決問題的思路，通過設計圖將想法呈現，并付諸實踐，通過對比預期任務的完成情況，評估項目實踐的有效程度。在“荒野求生”課程中，野外生火、繪制地圖、生命救援都屬于實踐類項目。工程類項目是在明確的問題驅動下，期望學生通過提出想法，設計、修改作品，檢驗成果，反思作品，改進等過程，完成從理論知識到實踐應用的遷移，提高解決問題的能力。在“荒野求生”課程中，獲得凈水、獲得食物、搭建庇護所都屬于工程類項目。

（三）課程框架

筆者基于目標序列，設計PBL模式下的STEAM課程內容，按照項目類別推進課程的實施，搭建覆蓋全程的多維評價體系（如圖1）。

課程目標決定了課程性質和課程組織與實施的依據。筆者根據多學科的課程標準與教學任務及培養學生解決問題能力、知識建構能力、必備品格等具體目標結合，在“荒野求生課程”中設計了極具實踐價值的6個子項目。課程內容決定了課程質量——課程內容彼此聯系，前后關聯，富有趣味性和應用價值，有利于引導學生持續建構新知。課程推進決定了課程效果。筆者依據不同的項目類別設置了與之契合的推進模式鏈，讓推進過程更加有序有效。筆者進行課程評價不僅重視結果評價，而且重視對整個學習實踐過程的評價，以及對團隊合作情況、跨學科解決問題的能力的評價，以引發學生更深層次的學習和理解，同時運用自我與他人及多元主體參與的評價方法來促進學生真正投入。

三、課程的校本實施過程

（一）實施策略

1.雙負責人長周期制

課程包括6個子項目。在課程開設前，兩位教師進行了長達半年的課程設計、規劃、自編教材等工作，做了充足準備。每次課由一名教師總體組織，另外一名教師輔助，負責答疑、拍攝、記錄等工作。

2.應用信息技術促項目活動有效開展

活動伊始，學生借助校本化課程平臺選課。同年級具有相同“荒野求生”研究興趣的學生均可搶課報名，組建非行政班。通過網上自我介紹、分享、展示，學生挑選自己喜愛的隊員自由組隊。在活動過程中，學生通過學校微信公眾號推介研究成果，直播分享過程。微信公眾號點贊、轉發，朋友圈、班級圈評論等互動行為也進一步激發學生探究的興趣。

3.科學探究為項目學習的主要方式

項目活動中產品的設計都涉及核心的科學問題。在項目實施過程中，筆者依托學生的體驗，歸納科學問題，引導學生用科學探究的方法對問題自主探究。通過解決問題，調動學生的積極性，不斷促進學生對于產品的迭代，最終完成任務。

4.小組合作學習貫穿始終

學習活動的主體是一個小組。憑借一人之力完成一個項目具有較高難度。學生四人一組，集思廣益，互動交流，可以保障項目學習的有效推進。活動之初，筆者讓學生取隊名，自主設計隊旗，明確小組分工，對活動成果進行小組捆綁評價，讓學生精誠協作，積極參與。

（二）項目推進

1.實踐類項目推進：準備、設計、實踐、評估

實踐類項目的推進過程分為準備、設計、實踐、評估四個階段，這四個階段形成了兩個循環圈：“準備、設計”循環圈和“實踐、評估”循環圈。之所以稱“循環圈”是因為PBL是一種迭代的學習，是螺旋上升的學習。兩個循環圈可以根據需要穿越，比如第二個循環圈在作品制作過程中，可以根據項目需要重新分享想法，設計方案。實踐類項目的核心環節是設計，而分享創意、想法是設計的預準備。在“荒野求生”項目中，學生多采用頭腦風暴的形式來分享想法。

案例一：基于實踐的再設計

在野外生火過程中學生展開頭腦風暴，取火的方法各異：有的小組想到利用太陽和凸透鏡或凹面鏡等來聚光生火;有的小組用野外突擊隊的打火石來生火;有的小組想到利用電池短路取火。各組根據自己的想法，繪制設計圖。“求生之路”小隊的想法是摩擦生熱，采用鉆木取火的方法來取火。他們準備好木棍、繩子等，躍躍欲試，對于在15分鐘內成功升起明火，并持續燃燒至少1分鐘的任務信心滿滿。在測試過程中，“求生之路”小組很快發現問題——手動摩擦時間不持久，摩擦速度太慢，沒有合適的引燃物。在觀察中思考，在失敗后改進，“求生之路”小組重新進入“準備、設計”循環圈，改進方案，準備迭代材料，為之后的成功做努力。

2. 工程類項目推進：設計、分享、制作、迭代

工程類項目實施過程分為設計、分享、制作、迭代四個階段，這四個階段形成了兩個循環圈：“設計、分享”循環圈和“制作、迭代”循環圈。工程類項目的核心環節是迭代。成品制作過程是一個不斷迭代設計和迭代制作的過程。

案例二：過濾器的設計迭代

在開展獲得凈水活動，設計過濾器過程中，“風行小隊”通過創意分享考慮過濾器其濾芯組成時過濾材料大小顆粒順序，設計出了具體方案。在之后的頭腦風暴中，小組隊員不斷提出新的想法：“這個外觀不太美，我們給它做一個美化造型吧。”“好的，我們就設計成一個動物造型，正好底下的腳可以支撐過濾器，使它更加穩定，不容易倒。”“要設計一個東西讓過濾出來的水順暢地流出。”“那做個水龍頭得開關吧。”“野外沒有這種材料，我們還是做一個活塞吧。”在交流和討論中，“風行小隊”逐漸完善了設計方案。

（三）課程評價

“荒野求生”的課程評價覆蓋課程實施的全過程。學習評價不僅用來檢測課程目標達成效果，而且用來激勵學生不斷發現，促進學生積極參與活動，主動獲取知識，提高自主發展能力。筆者構建了多維度的評價標準，建立與課程相適應的評價體系。

1.過程評價與結果評價結合

過程評價重在激勵學生主動參與學習，使他們的個性和潛能持續發展。例如，設計完產品，教師組織全班學生進行成果推介。線下的交流質疑、答辯有利于交流意見，改進作品。線上的直播展示對學生知識儲備和應對能力等是一種考驗，也是一種評價手段。結果評價側重學生某一核心知識或關鍵能力是否取得進步，以及學習態度、意志品質、團隊合作意識、實踐創新能力等是否得以養成。開展過程與結果雙重評價，目的在于促進學生經歷完整的學習過程，而不是區分學生的差異。每個項目活動的開展都伴隨著產品的設計。產品最終是否優良是考察小組成果的重要方面。

2.自我評價與他人評價結合

自評與他評結合能夠讓學生獲得學習的快樂體驗，增強自信心。每個項目結束，都會有自評、小組成員互評等學習評價。這樣，不但能夠看到學生自我認知，也有利于教師了解學生。

（四）課程成效

1.多角度促進學生的能力

小學生具有很強的好奇心和探究欲，具有發現問題、主動學習、設計創造的潛能，“荒野求生”課程為他們提供豐富的踐行機會和條件，讓學生實踐創新能力的培養得以落地。課程活動調動了學生自主學習的積極性。學生為了完成項目任務，主動上網查閱資料、主動協作、主動嘗試，變“要我學”為“我要學”。此外，學生在每個項目的參與過程中，解決問題的能力得到了顯著提升。

2.多方面促進教師的專業素養

“荒野求生”課程的設計與實施也促進了教師觀念的轉變。課程的設計與實踐，使筆者從只關注科學學科內容，逐漸形成了課程意識，充分挖掘、開發和利用各種資源。

3.多機會促進學科的融合可能

針對目前的小學數學、科學等學科課程，有很多相似的教學內容，如方位與方向、折線圖等內容。以“荒野求生”課程為載體，適當開展項目式學習活動可以為不同學科的教師提供交流合作的平臺。項目重構有利于豐富教師多學科的知識，提高知識整合、技術整合的能力，同時為培養學生團隊協作意識和創造性思維提供機會，幫助其在商討中完成任務，在靈活應用知識解決問題中完成跨學科知識體系的建構。

（作者系浙江省杭州市濱江實驗小學教師）

責任編輯：祝元志