西部農村縣域學校開展STEAM教育策略探析

摘" 要 當前，STEAM教育已經成為全面推行素質教育的有效途徑。由于區域經濟發展不平衡與教育投入不均，導致農村縣域中小學難以滿足實施素質教育、培養創新人才的要求。結合岳池縣開展STEAM教育的具體實踐，提出西部農村縣域學校開展STEAM教育的相關策略，以期為相關地區開展STEAM教育提供借鑒和參考。

關鍵詞 農村學校；STEAM教育；創新思維；校本教材

中圖分類號：G527" " 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2021）23-0019-04

0" 引言

STEAM教育是通過項目式教學，以學生為中心開展跨學科知識探究，以提高學生解決問題的綜合能力、解決現實問題為主，可有效培養學生的創造性思維。STEAM由五個單詞即Science（科學）、Technology（技術）、Engineering（工程）、Arts（藝術）、Mathematics（數學）的首字母組合而成。

STEAM教育的核心目標是培養學生的創造性思維和建構跨學科的知識綜合能力，目的是充分調動學生自主學習的積極性，培養學生自主探索多學科知識并運用這些知識解決實際問題的能力。國際形勢和社會發展趨勢要求學校開展和加強STEAM教育，但迫于升學壓力和學校短期發展利益，目前STEAM教育在我國中小學的開展還處于起步階段，很多學校還停留在口號和形式上，并沒有實質性地開展實施。

岳池縣位于四川盆地東部，面積為1 458.46平方公里，是傳統的農業大縣。全縣現有公辦學校121所（其中幼兒園18所、九年制一貫制學校49所、單設小學36所、單設初中12所、完全中學4所、特殊教育學校1所、中等職業學校1所），有4所具有規模的私立學校。全縣現有在校學生124 485人，全縣公辦學校在編在崗教師7 672人。

在岳池縣推行東部城市學校的STEAM教育模式是非常困難的。如何在財政經費困難的情況下開展STEAM教育，并根據岳池縣的具體情況加強學習研究，轉變理念，做好頂層設計，制定具有西部農村學校特色的STEAM教育實踐活動策略？筆者有如下思考。

1" 加強領導，更新觀念

為更好地開展STEAM教育，教育局要有頂層設計，制定和出臺相應政策文件，建立相關制度、章程，擬定具體計劃、目標，并設置專門的部門來監督管理和服務STEAM教育研究工作。學校要有具體的實施方案，只有領導的觀念得到更新，此項工作才會被重視，讓領導走出去參觀學習是一個不錯的方法。

岳池縣組織校長到重慶學習新思想、新理念，加強成渝合作智慧教育協同發展交流；組織相關同志到瀘州市納溪區等地學習取經，幫助學校管理人員學習STEAM新知識，構建新觀念。

2" 成立隊伍，提升技能

要使STEAM教育發揮出真正效益，需要一支穩定的、有一定專業技能和知識水平的教師隊伍。加強這支隊伍的建設，提高他們的整體素質，是搞好STEAM教育的關鍵。現有師資沒有從事STEAM教育的經驗，受編制的影響又不能直接從大學大量引進人才，這是岳池縣遇到的最大瓶頸，因此采取以下方法解決上述問題。

2.1" 轉崗培訓，化富為專

岳池縣部分農村學校以前是九年一貫制學校，因城鎮化建設，農村學校生源萎縮，部分學校只開設小學，物理、化學、生物教師成為富余教師，將富余學科教師轉崗是一條切實可行的辦法。岳池縣多次舉行轉崗培訓，將他們真正培養成小學科學教師，并傳授STEAM教育理論及教育教學方法，讓這100多名教師成功轉崗成小學科學及STEAM教師，最主要的是轉變這些教師的觀念，讓他們樂于在新崗位上工作。

2.2" 加強培訓，提升技能

縣教科體局每年舉辦物理、化學、生物、科學、信息技術、美術及STEAM教師實踐培訓，提升教師技能，在實踐訓練過程中以小組為單位完成相應作品并實施考核，合格者頒發合格證，建立QQ群實現常態化聯系，提升教師技能并形成團隊。近年來，岳池縣共培訓相關教師1 100多人，為STEAM教育活動正常開展夯實了人才基礎。

2.3" 引進新人，充實師資

近幾年陸續從大專院校招聘100多名相關專業教師充實到一線學校，其中還有20多名研究生，這些掌握現代教育技術及理念的教師的加入，提升了岳池縣STEAM教師隊伍的質量，拓展了學校STEAM教育活動的舞臺，增加了STEAM項目課程。

2.4" 線上學習，融合技能

要求教師在線終身學習，豐富知識、提升技能，可以使用MOOC及微信公眾號等在線學習新知識，促進教師團隊整體素質的提高。

3" 選擇模式，確定目標

岳池縣地處丘陵地帶，人口有120多萬，有100多所中小學，各學校有自己的特色，學校規模不一，STEAM教育開展情況也大相徑庭，完全照搬發達地區的模式是不現實的。岳池縣教科體局根據各學校的具體情況制定了四種實施模式，分別是私立學校模式、縣城學校模式、鄉鎮中心學校模式、偏遠山區學校模式。

3.1" 私立學校模式

該模式適宜于岳池縣引進的北京師范大學廣安實驗學校、四川師范大學第七附屬中學，由學校自定項目，自行購買設備，參加縣教科體局每年的技能培訓及考核。

3.2" 縣城學校模式

學校根據自身特色申報STEAM教育項目，由縣教科體局統一布局并采購部分設備，學校自行添置部分設備，參加縣教科體局每年的技能培訓及考核，參加省市縣的各種比賽。

3.3" 鄉鎮中心學校模式

鄉鎮中心學校立足自身校園文化特色結合學科特色開展STEAM教育項目活動，縣教科體局采購部分設備，學校參加縣教科體局每年的技能培訓及考核，選擇性參加省市縣的各種比賽。

3.4" 偏遠山區學校模式

此類學校為純小學，學生人數較少，根據地域、教師、學科特征開展本地化STEAM教育項目活動，將STEAM教育理念和小學科學課程相互融合，在課程方面，通過新舊知識的查找與應用、技術和藝術思維的運用及作品形式的表達，融合本地特色開展適合學生的STEAM教育項目活動。學校參加縣教科體局每年的技能培訓及考核，鼓勵他們參加省市縣的各種比賽。

4" 建立課程，傳授技能

開展STEAM教育活動，需要一套完整的教學課程。結合不同學段學生的特點，設計不同階段的學習課程及使用工具。

1）小學低段：主要教學Windows基礎知識、Office、金山畫王、Python入門。

2）小學中段：主要教學Python（Django、Tornado、Bottle、web.py、Flask）、繪聲繪影、認識傳感器等，提高學生制作的基本技能，為學生以后的創作打好基礎。

3）小學高段：主要教學Python（Pyramid、Aiohttp、Weppy、Scrapy）、繪聲繪影、簡單電路設計、Photoshop等軟件，提高學生制作的基本技能，為學生創作打好基礎，認識并使用開源硬件模塊。

4）初中階段：主要教學Python（利用項目解決問題）、Flash、CorelDRAW、AutoCAD、Arduino IDE等軟件，讓學生熟練使用開源硬件模塊、LED模塊、光敏傳感器、拾音器、可變電阻等。

購置制造設備及工具，包括電烙鐵、萬用表、扳手、鋸子、螺絲刀、熱熔膠槍、卷尺、電筆、打磨器、小型車床、激光線切割機、3D打印機、示波器等。

岳池縣立足本土，建立STEAM校本教材。鄉村學校可根據各校的具體情況開發校本教材，如“大棚環境中二氧化碳濃度對蔬菜的影響”“長灘寺河流域水質監測及分析”“植物標本的制作”“動物標本的制作”“翔鳳山巖石標本制作及地質分析”“最易感染灰霉病的植物調查及防治”“蠶的養殖及常見病的防治”“學生各年級近視眼的調查及防治”“手機對學生影響的調查”“參觀氣象站，建立紅領巾氣象站”“學會圖書回溯建庫”“科學實驗的開展及探索”等。

上述分類，各學校根據學生特征，選擇適合本校的課程，開展活動。平常的學習很重要，學校分階段制訂每周活動計劃，依照任務驅動及項目式教學方法，開展前期教學，以興趣小組為依托，選好苗子，因材施教，逐步面向全體學生開展。

5" 項目驅動，創新思維

STEAM教育活動給學生提供了廣闊的想象空間，它不受傳統教育的標準化、分數化的限制和約束，是一個充分表現自我、表現個人（或集體）創造力的一個過程，也是一個不斷創新、完善、美化的過程。怎樣體現作品結構的合理化、科學化、藝術性，怎樣表現個人（或集體）的思想、個性、特征、科學原理，都是作品要表現的內容，都需要發揮想象力去完成，這無疑給學生提供了廣闊的創造空間，可以充分發揮學生的想象力，使學生解決問題的能力得到提升。

5.1" 求同求異思維訓練，培養學生學習能力

求同即模仿、跟我學，通過這種模式讓學生掌握基本操作。求異即創新、創造，在電腦制作活動中一般分四步走。

第一步是看示范，主要是學習軟件的操作，學生跟著教師學操作，教師一步一步做，學生一步一步學。

第二步是做相同的，主要是強化操作技能技巧，要求學生做與教師相同的操作（求同）。

第三步是做不同的，主要是學習創作，培養創造性思維，要求學生做與教師不同的作品（求異）。這個過程還要求學生說作品、說創意，在創作與實踐中進行創新思維訓練。如學生在制作QQ空間時，就是先模仿別人的空間進行制作，然后制作自己獨特的空間。

第四步就是綜合能力提升，是教師只講要做一個具有什么功能的作品，由學生自己設計、小組討論、再設計、學習、制作、美化、形成作品的過程，學生的主體作用得到充分體現，學生的思維能力及綜合能力得到提升。鳳山小學校學生余浩、龔鏗文就是在平時的訓練中得到提升，在四川省機器人競賽項目“垃圾分類”中榮獲一等獎。

5.2" 發散思維訓練，培養學生遷移能力

主要通過觀察、思考、議論、評價、聯想想象、發散遷移的過程，培養學生的遷移能力。四川省電腦制作編程一等獎獲得者徐昊制作的“雙人五子棋”作品就是在科幻電影中獲得啟迪，通過想象、發散遷移使作品形成初稿。學生在制作過程中體會到成功的喜悅，增強信心，創作能力自然就得到提高。

5.3" 熟練掌握多種制作軟件及工具，培養學生綜合能力

學生思維活躍，并不一定能成功，還要求學生掌握各種制作軟件及工具并熟練運用，才有機會制作出好的作品。因此，在興趣班中經常組織學生參加軟件及工具的操作能力比賽。比如四川省電腦制作一等獎獲得者楊勝驗在制作“完美逆襲記”時就運用了Photoshop和CorelDRAW軟件，剛開始制作時用的Windows自帶的畫圖軟件，效果不好，后來就學習使用CorelDRAW，再畫出來的圖形就能夠符合意境。多熟練使用一個軟件就多一條成功的途徑，讓學生在學習中得到鍛煉，感覺到自己是最棒的。

5.4" 項目驅動，培養學生創新思維

如圖1所示，在開展STEAM教育活動時，中、高階段采用任務驅動的方式：由教師布置任務，由學生自主研討，根據任務確定研究方向，在小組內碰撞并分工形成相應方案，在方案的基礎上落實解決問題，最終形成作品、測試作品（測試合格，小組匯報；作品不合格，則進入小組討論環節）。通過訓練，學生的創新思維得到高度發展，小組合作精神也得到空前的提升。如“STEAM環境下自制校車人數監控裝置”項目組的學生在教師的帶領下，通過查詢資料、科學論證、小組討論、形成方案、找器材、反復實驗，多學科融合，經歷近兩個月的努力，終于完成作品的制作，該作品榮獲省二等獎。

教師在活動中的作用，概括起來就是發現和培養。發現一是要善于發現有興趣、愛好和潛質的學生；二是要發現、肯定學生好的創意。培養一是持續培養學生的良好興趣；二是培養學生的計算機操作能力；三是培養學生自主思考、自主探索的能力；四是培養學生的創新思維能力和創作作品能力；五是培養學生解決問題的能力。

6" 科研引領，提升效益

各學校積極開展STEAM教育活動，加強教育活動過程實踐研究，取得顯著成績。近幾年，岳池縣有近400名師生參與省市電腦制作及機器人競賽、實驗創新活動并獲獎，成績顯著。

2020年，鳳山小學校學生余浩、龔鏗文參加四川省機器人競賽項目“垃圾分類”榮獲省一等獎，杜宇陽榮獲省二等獎；東湖學校學生于俊豪、楊鑫杰參加四川省機器人競賽項目“垃圾分類”榮獲省二等獎。

2020年，鳳山小學校學生徐昊的趣味編程“雙人五子棋”，東湖學校學生賀文韜的“引領家長共同成長”、張芮源的“幫助我學習”，翔鳳學校學生易泰婉芳的“魔法課堂——5G學習”、楊勝驗的“完美逆襲記”，新場小學校學生蔣瑞的“特殊的課堂”，均榮獲四川省電腦制作編程一等獎，東湖學校學生李啟銘的“五谷豐登”榮獲三等獎。

學生鄭雅丹、鄭雅月的作品“綠蘿仙蹤”在四川省中小學學生探究性實驗實踐活動中榮獲省二等獎；同興小學校學生許源等的“蠟梅盆栽”，賽龍小學校學生鄧婷等的“波斯菊的種植”，在四川省中小學學生探究性實驗實踐活動中榮獲省等級獎。

恐龍小學校化學教師曹靜、岳池中學化學教師楊瑤、九龍小學物理教師黃均鵬、北京師范大學廣安實驗學校教師唐和軍榮獲四川省教師實驗技能競賽一等獎；岳池中學生物教師鐘雪連的創新實驗“滲透作用演示實驗”、雷小平的創新實驗“觀察關節骨骼肌的結構”分別榮獲四川省教育廳實驗教學說課一、二等獎，物理教師唐貴斌的創新實驗“用雙縫干涉測量光的波長”、化學教師曹鴻銘的創新實驗“測定空氣中氧氣含量”榮獲四川省教育廳實驗教學說課二等獎；北京師范大學廣安實驗學校教師肖元林、唐和軍的創新實驗“STEAM環境下自制校車人數監控裝置”，東街小學科學教師譚越的創新實驗“晝夜交替”，榮獲四川省教育廳實驗教學說課二等獎、廣安市一等獎；岳池縣第一中學化學教師唐小英的創新實驗“分子運動現象”，魚峰小學生物教師李莎莎的創新實驗“模擬呼吸運動”，榮獲四川省教育廳實驗教學說課三等獎；岳池縣羅渡中學教師陳洋的創新實驗“高中物理實驗教學與物聯網技術有機結合”榮獲廣安市一等獎；香山小學校科學教師徐建華的創新實驗“光在空氣中沿直線傳播”榮獲四川省教育廳實驗教學說課二等獎；長田小學教師楊華成的《基于STEAM教育理念的初中化學教學設計》榮獲廣安市論文三等獎。

北京師范大學廣安實驗學校國家級課題“基于STEAM理念的Arduino教學研究”，四川師范大學附屬第七實驗中學課題“STEM課程開發與建設研究”，于2019年在西安成功開題，目前兩個課題在研中。

北京師范大學廣安實驗學校教師唐和軍的自制教具“水反膨脹演示儀”榮獲四川省一等獎；排樓小學校物理教師楊媛的自制教具“探究小孔成像的特點裝置”，九龍小學教師黃均朋、張婧的自制教具“凸透鏡成像實驗器材——發光組件”“花的結構及內部模型”，香山小學校科學教師徐建華的自制教具“光的直線傳播演示裝置”，榮獲四川省二等獎。

7" 課后服務，全員參與

岳池縣于2020年開展課后服務，組織學生參加體育、藝術、科技、STEAM教育等形式多樣、各具特色的社團活動、興趣小組和課外拓展訓練。岳池縣學校開展STEAM教育活動后，充分激發學生的想象思維、創作思維，培養學生的實踐能力、創造能力、協作能力，充分體現學生的自主性、主動性、參與性，讓學生學會學習、分析、思考、判別、創造，對提高學生的素質，培養創新精神、創新能力起到良好的作用。讓學生在創作的過程中感受、感悟、體驗，體會創造創新的艱辛與快樂，享受成功的快樂，有利于創造性思維的形成和創新人才的培養。當然，在活動中也存在STEAM教育活動評價體系不夠完善等問題，將在下一階段的研究中完善。

參考文獻

[1]楊亞平，陳晨.美國中小學整合性 STEM 教學實踐的研究[J].外國中小學教育，2016（5）：58-64.

[2]鄭燕林，李盧一.技術支持的基于創造的學習：美國中小學創客教育的內涵、特征與實施路徑[J].開放教育研究，2014，20（6）：42-49.

[3]陳宮.開設STEAM課程的實踐與思考[J].寧夏教育，2018（10）：43-45.

[4]高云峰.創客與STEAM教育結合的實踐[J].力學與實踐，2016，38（1）：74-77.

作者：鄭軍，岳池縣教育技術裝備所（638399）。