STEAM教育模式与应用研究

    汪彩莲

    

    

    摘要：steam教育是指向真实世界问题解决的多学科融合的综合教育方式。基于STEAM教育，小学阶段我们可以做什么？笔者认为，应该努力以多元融合的方式使学生掌握知识与技能，故尝试构建STEAM教育模式，并基于课堂教学进行应用研究。

    关键词：STEAM教育模式教学模式应用研究

    引言

    我国传统的教育教学模式，往往过于注重学生单学科知识和成绩，许多学生是考试高手，思维与能力却比较低下，出现了高分低能的现象。但世界发展的不确定性，对走向未来的每一个人的能力素养提出了新的要求。STEAM教育应运而生，给我们带来了新的机遇和挑战，这就要求我们必须与时俱进，让利用多种学习工具进行学科知识学习、探究跨学科问题成为常态。

    一、STEAM教育模式的建构

    1.STEAM教育模式建构的理论依据

    俗话说，实践出真知。“做中学”理论强调实践是获取知识的必要途径，学生知识的获取和能力的培养需要通过动手实践操作来完成。“做”是STEAM教育模式中必不可少的环节，并且占据整个教学活动的较大比重。建构主义理论强调真实情境的创设，注重学生对知识的自我建构，而不是对事物的统一认识，为STEAM教育模式的建构提供理论支撑，具有重要的指导意义。

    2.STEAM教育模式的建构

    教育模式指在一定教育思想或理念指导下的教学活动进程的稳定结构形式。STEAM教育不同于以往事先由教师设计好的、高度结构化的讲授式，而是强调以学习者为中心、以实际问题为导向的开放式的课堂。

    （1）学习模式的建构

    传统的学习模式是老师教、学生学。STEAM教育模式下，学生的学习形式发生改变，跳出单个学科模块，把需要解决的问题看作是一个整体，针对同一个问题，进行全面把握，运用不同的学科知识去解决;学习过程也发生变化，传统的学习是学生在学习完知识后进行练习或测试，检查学生的掌握情况，而STEAM教育模式是在问题解决中学习学科知识，教师、学生相互合作，同属一个学习共同体，要积极寻求和学习共同体中其他人的合作，构建对知识共享的理解，一起解决问题。

    （2）教学模式的构建

    通过前期的文献调研，笔者发现STEAM教育在学校常见的实施形式大致有三种情况：校本课程的形式、工作坊的形式和活动的形式。基于此构建了相应的教学模式：基于课堂的STEAM教学模式、基于工作坊的STEAM教学模式、基于活动的STEAM教学模式。以问题探究为中心的基于课堂教学的STEAM教学模式为例，其基本结构和实施步骤如下表所示：

    ①情境引入，明确问题。在开始STEAM教学前，教师要创设问题情境，激发学生的学习兴趣。STEAM教育研究的问题必须来自现实世界中真实的问题，解决问题的过程需要多个学科知识来解决，通过解决问题可以培养STEAM知识素养以及各种能力。问题的设计，要结合学生的现有认知水平和知识基础进行分析，不能过难和过易。

    ②研究问题，交流资料，提出方案。确定研究问题之后，学生课前大量查找相关资料。课堂上，要结合所查资料并结合STEAM相关学科知识提出问题解决的方案，教师针对学生提出的不同方案给予指导，这个环节决定后面环节是否能够正常运行。

    ③選择和制定方案。解决方案的制定，需要使用多种途径和手段，其中，小组头脑风暴是最普遍使用的。思维火花的碰撞，可以激发和挖掘出学生的潜力以及创新能力。方案的选择和制定都需要以小组的形式来完成。在制定解决方案环节，主要的任务是分组以及对组员任务分工。

    ④制作原型，实施解决方案。方案制定好，就要检验有效性了。教师在实施前明确各种要求，给学生以目标指引和导向。教师还需要对小组合作的过程进行监控，确保有效的小组合作。对于学生在实施过程中的不当行为，要制止并给予正确的引导。

    ⑤成果展示，评价解决方案。评价解决方案就是对制定的解决方案和实施效果进行反馈。在此之前，教师需要准备好评价工具，既可以自己来制作评价工具，也可以使用现成的评价工具。在评价之前，教师需要引导学生展示自己的成果，引导其他同学根据评价工具进行评价。在这个环节，既可以让学生了解自己解决方案的优点和缺点，帮助完善后期解决方案，同时培养学生进行科学评价的能力。

    二、STEAM教育模式的应用研究

    《日晷》教学设计是基于“情境引入，明确问题—研究问题，交流资料，提出方案—选择和制定方案—制作原型，实施解决方案—成果展示，评价解决方案”的思路进行的。下面将结合这一主题来进行具体的实践研究，具体如下：

    1.情境引入，明确问题

    老师提问：如果被某些条件约束，不能使用钟表或是彻底失去了钟表，你又会想到什么样的方式来计时呢？古时的人们就没有钟表，他们是如何计时的？古代的人们看时间，基本上是通过直接观察太阳的位置来判断，所得出的都是大致时间，而有些人则根据太阳的位置制作出了一个工具来观察时间，这个工具的名字叫作日晷。晷是一种工具，日晷即利用太阳的位置制作出来的一种测量时间的工具。小朋友们见过日晷吗？本节课的主题：制作可以观察时间的日晷。

    2.研究问题，交流资料，提出方案

    提前将任务分发给学生，让学生在课后通过书籍、网络等途径搜集日晷的相关知识。

    （1）带领学生明确日晷是怎么测量时间的

    日晷本义是太阳的影子。现代的“日晷”指的是古代利用日影测得时刻的一种计时仪器，又称“日规”。日晷上有刻度，中间有根指针，太阳在不同时刻的位置不同，照射到指针上产生影子的方向也不同，影子在不同时刻会倒映在不同的刻度上，以此来读取当时的时刻。其原理就是利用太阳的投影方向来测定并划分时刻。

    （2）日晷的结构特点

    晷面和晷针。

    3.选择和制定方案

    任务要求：晷盘上的刻度要使用现在24小时制。

    其他资料：日晷要与水平面有一定的夹角，使得指针的影子长度保持一致，这个夹角为当地的纬度。如：合肥的纬度为北纬32°，因此在合肥使用日晷的时候，其与水平面的夹角应为32°。

    以组为单位，根据所搜集的资料和任务要求设计制作方案，并绘制设计图。设计完成的小组向老师汇报，领取所需材料進行试制。

    4.制作原型，实施解决方案

    老师给每组提供一些材料：竹签、硬卡纸、剪刀、圆规、套尺、铅笔、黏土、小手电等。学生可自行选择使用全部或部分材料，制作相应的日晷。老师根据学生方案提出其中典型的不合理之处，并要求学生适当修改方案，在制作的过程中对最初的设计方案进行完善以满足要求。

    5.成果展示，评价解决方案

    制作好后，每组再选派一个代表进行展示及功能解说，包括本组日晷的倾斜角度的量取、日晷与水平面夹角的固定方法等。再做美观度的评价，以小组为单位进行投票，选出外观设计最受欢迎的产品。

    课后还要进行修改和调整，完善设计方案。传统课堂教学中，学生不可能在一节课完成一个问题，所以教学需要延伸到课前或课后，有时还要分课时完成。

    结语

    STEAM教育模式的应用，给课堂教学带来了巨大的变化：学生学习主动性和积极性被充分调动，主动尝试进行问题研究，成绩越来越优秀;激发了教师内驱力，改善了教学行为。但是目前，STEAM教育模式也存在课时不足、专业师资培训不够、教师跨学科教学能力有待提升、教学资源不够用等问题，亟待解决。

    参考文献：

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    [3]赵慧臣，陆晓婷.开展STEAM教育，提高学生创新能力——访美国STEAM教育知名学者格雷特·亚克门教授[J].开放教育研究，2016（5）.

    [4]余胜泉，胡翔.STAM教育理念与跨学科整合模式[J].开放教育研究，2015（4）.

    [5]姬广敏.青少年科技创新能力的结构构建与培养研究[D].山东师范大学，2015.

    责任编辑：丁?蔚