STEAM课程垂直农场的实践研究

摘要：本文以上海新杨中学实施STEAM课程的具体情况为例，建立了相应的STEAM课程评价体系，并通过真实的STEAM课程实施和现实的学校环境探究了STEAM在国内学校开展的现状。

关键词：K12教育；STEAM教育；课程模式；评价体系

中图分类号：G434 文献标识码：A 论文编号：1674-2117（2018）02-0077-04

STEAM垂直农场的课程

STEAM垂直农场项目开展的目的是解决全球面临的能源资源缺乏、人口不断增长、生存空间不足等问题。该项目的整体构思是通过设计垂直空间架构，进行农作物能源资源的循环利用，进而创建绿色循环可持续的生态家园系统。

1.课程背景

垂直农场的主题内容是要为绿色小镇设计建立一个可持续的生态家园。绿色小镇是一个有50万人口的美国沿海小镇，小镇附近没有任何的大型农业中心，城市需要的新鲜食物都要从其他地方运过来。因此，城市居民希望能够在城市里创建可持续的绿色水果、蔬菜来源，进而农业委员会决定向农业工程师们征求垂直农场的设计方案，决定建设垂直农场。

2.课程内容框架（如表1）

3.垂直农场的课程实施

STEAM垂直农场课程在上海市普陀区新杨中学进行落地实施，该课程针对六年级的学生进行了为期一个学期的项目教学开展。在课程实施过程中，笔者一直进行跟踪调研、数据收集和课程反馈的研究工作，希望能够更好地完善和改进该课程的实施。

垂直农场课程在2017年3月至6月实施，学生展开了对植物的探究、立体农场的搭建，并设计了一整套包括光照、灌溉等可持续功能的立体农场生态系统，学生们在整个探究过程中不断地认知、发现、学习、收获。

4.课程评价

垂直农场课程是一个涵盖工程、技术、生物、物理等多学科的综合性实践项目，在开始整个项目课程前，笔者以问卷的形式对学生的预备技能进行了前测，数据显示对于垂直农场的概念有51.02%的学生没有听说过，48.98%的学生听说过但不太清楚；接着，笔者对学生已有经验进行了调查，发现有93.87%的学生自己种过植物或者父母种过植物，而后笔者对垂直农场中所涉及的学科知识进行了调查，发现87.76%的学生还没有学习过物理中有关光的知识，但有93.88%的学生对生活中的近视镜、老花镜等涉及到的光的原理有一定的了解。因此，对于垂直农场整个课程来说，学生对植物种植和所涉及到的生活中的物理知识有良好的基础，这些已有的经验，将有助于他们在新的垂直农场的概念下进行知识的运用，建构新的知识和经验。

在课程实施过程中，笔者从创造和创新性、批判性思维、团队合作、任务习惯四个维度，设计了评价量规，并让学生在学习过程中对自己的表现进行自评。

维度一：创造和创新性

①明确学习任务。

A等级（3分）：对于垂直农场主题课程在教师的指引下有一定的了解，不太清楚要怎么做；B等级（6分）：基本上明确垂直农场课程的任务要求，但是对具体任务实施不是很确定和理解；C等级（9分）：理解垂直农场的创新驱动任务（为什么这样做、有什么意义）并在实施过程中在理解的基础上有自己的创新想法；D等级（10分）：最高等级标准。

②形成和选择想法。

A等级（3分）：在垂直农场的设计实施过程中停留在以前的思想和观点上，不听取别人的意见，不理解老师；B等级（6分）：在制作垂直农场不同环节的过程中能提出一些解决问题的想法，但是想法不够清晰，想法仍是采取过去固有的思维模式，不够新颖；C等级（9分）：能够从不同的角度思考问题，产生各种各样的项目想法，仔细评估想法，提出新的问题，采取新的观点，并在实施中进行评估和反思，不断完善自己的想法；D等级（10分）：最高等级标准。

③展示工作。

A等级（3分）：在要求下被动地去选择展示作品；B等级（6分）：主动分享自己的作品，能用简单的话概述自己的作品；C等级（9分）：主动展示自己的作品，善于将自己的想法和创意详细地讲述给其他人，并学会采取其他工具美化，加强自己的展示；D等级（10分）：最高等级标准。

创造和创新性维度的数据统计结果如表2所示。通过数据笔者发现，在创造和创新性维度下学生在形成想法和对学习任务的理解方面的表现还是很不错的，有一半的学生能达到9分以上，但在展示自己的工作方面只有30%左右的学生表现满意，所以对于STEAM课程，教师应更加注重成果的展示和分享，通过分享交流学生也能从他人身上学习到更多的知识。

维度二：批判性思維

①分析驱动问题与探究过程。

A等级（3分）：对于垂直农场的任务问题看到的是单方面的或者表面的问题；B等级（6分）：认识到垂直农场问题的中心点，但看不到它的复杂性或不会考虑不同的观点；C等级（9分）：展现出对垂直农场问题的深刻理解，通过深刻的认识会考虑到不同的观点，以及会问到后续的问题；D等级（10分）：最高等级标准。

②开发解决方案。

A等级（3分）：在垂直农场的问题解决过程中无法开展原方案，当出现问题时，无法解决；B等级（6分）：原方案可以顺利开展，但采用的却是建立在他人工作的基础上的传统解决方案；C等级（9分）：在解决问题的过程中能够实施原方案或使用现有的知识创造出新颖的、创新的解决方案；D等级（10分）：最高等级标准。

批判性思维的数据统计结果如表3所示，通过数据可以发现，只有30%～40%的学生能够对需要解决的问题有比较清晰而深刻的认识，超过一半的学生对问题的理解仍停留在表面，他们无法在新的问题情境下产生新的解决方案，缺乏分析和解决问题的能力。作为教育者如何采用适切的方法，帮助学生运用知识去分析、思考和解决问题，这也是在开展STEAM课程中需要考虑的问题。endprint

维度三：团队合作

①对自己负责。

A等级（3分）：没有认真听教师的讲解和学习拓展阅读的资料，对问题解决过程中的材料没有充分的认识，也没有和他人达成一致，按时完成任务；B等级（6分）：在教师的讲解和自己的学习上有了一定的知识储备，能够认识到材料的特点，并倾听别人的意见，但不能进行评估和反思，不能持续性地完成任务，需要不断地提醒和督促；C等级（9分）：对于即将进行的任务有了很好的知识储备，能够认识到材料的特点，学习分析材料的用途，能够和团队成员达成一致，按时完成任务，并利用他人的反馈改善工作；D等级（10分）：最高等级标准。

②协助团队成员。

A等级（3分）：不愿意帮助他人解决问题或者可能引起的问题，不配合团队工作；B等级（6分）：配合团队但是不能积极帮助解决问题，有时能够提供别人需要的帮助；C等级（9分）：团队中有明确的分工，有助于团队解决问题和化解/管理控制冲突，提供有用的反馈（具体、可行、支持有帮助的）使他人提高工作效率；D等级（10分）：最高等级标准。

③尊重其他人。

A等级（3分）：不礼貌、不友善，可能会中断、忽视他人的想法且伤害感情，且不认同或尊重别人的观点；B等级（6分）：礼貌且友好，认同并尊重其他的观点；C等级（9分）：礼貌、亲切，能够清晰地表达自己的思想，提出尖锐的问题，引导其他成员接受新的信息和观点，并帮助团队成员达成共识；D等级（10分）：最高等级标准。

团队合作数据统计结果如表4所示。垂直农场的项目从一开始就进行了明确的团队分工，课程的设置上也多数是需要共同协作来完成的，通过以上的数据以及具体的上课实施过程发现，很多学生并没有真正参与团队合作，这也是我们以往分科教学，传统课堂下学生更倾向于个人学习所造成的。

维度四：任务习惯

①面对逆境，当事情不按计划时。

A等级（3分）：遇到困难时，无法重整旗鼓，经常放弃，不愿尝试其他方法，容易沮丧；B等级（6分）：遇到困难时，尝试其他的方法，当想法行不通时，经过自我调整后能够重新解决问题；C等级（9分）：面对挑战时，能够将其作为机会来设想新的方法和解决方案，方法行不通时，不易感到沮丧且不放弃；D等级（10分）：最高等级标准。

②关心工作区域。

A等级（3分）：不清理工作区或结束后没有将工具和材料进行收集和整理；B等级（6分）：有时会清理，将项目废料放进垃圾箱里，但需要教师的提醒，存在遗忘一些工具和材料在桌子上或者放在错误的地方的现象；C等级（9分）：任务结束时，自觉处理垃圾，将材料和工具进行收集和整理；D等级（10分）：最高等级标准。

任务习惯维度统计结果如表5所示，通过数据可以看到，当面对逆境，出现解决不了的问题时，有7.69%的学生会产生消极情绪，有超过半数的学生还是能够积极应对和解决的。另外，对于STEAM课程来说，最重要的就是工作区域空间，数据显示70%以上的学生能够在课程结束时积极主动地整理物品，清理活动空间。因此，在任务习惯维度下学生的表现是值得肯定的。

反思总结

垂直农场课程作为STEAM课程的一种形式，通过基于项目的学习，在为期一学期的实施过程中，同时对于课程建立相应的评价体系，进行反馈跟踪，笔者发现在STEAM课程的落地实施过程中需要加强以下几方面的改进。

1.课程内容设置要贴近学生的现实生活

STEAM课程在内容上考虑到多学科的融合以培养学生的综合能力，但是课程的具体内容应该选取小的项目作为内容，项目也应该更加贴近学生的现实生活，在有意义的、真实情境下的学习更能激发学生探究学习的主动性，提高其运用所学知识进行建构的能力。

2.给予学生足够的学习支持

STEAM课程作为一个综合性的探究式的学习内容，在开展课程时，需要提供充足的学习材料、学习时间，以及足够灵活的学习场地。垂直农场课程虽然提供了足够的学习材料，但学生参与项目的时间有很大的限制。垂直农场课程在实施过程中，既需要给学生提供上课场地，也需要开放式的活动场地，同时还需要材料和设備的存储空间，而学校现有的创客空间已经不能满足我们的上课需求。因此，对目前的创新实验室类型的创客空间需要根据具体的STEAM课程内容进行调整。

3.从跨学科的项目实践中培养学生的创新思维和解决问题的能力

STEAM教育强调通过整合科学、技术、工程、数学和人文艺术等多个学科、多个领域的知识与技能，在传统上相互分离、各成体系的学科中间建立一座沟通的桥梁，使学生所学的知识变成一个相互联系、相互统一的整体，让学生能够完整、系统地去认识世界、认识社会。

参考文献：

师保国，高云峰，马玉赫.STEAM教育对学生创新素养的影响及其实施策略[J].中国电化教育，2017（4）：75-79.

作者简介：朱青云，上海师范大学教育技术学硕士在读，研究方向为信息化教学设计STEAM教育、场馆学习。王海鹏，同济大学机电一体化专业毕业，从事中学生科技教育工作17年，现为上海市晋元高级中学结构创新实验室负责人。主要研究方向是智能制造、土木工程结构，同时是全国最大的strawtex吸管玩家社群的组织者。endprint