基于STEAM理念下的开发项目式学习创客校本的课程探索

黄宣霖

【摘要】STEAM理念实质是融合科学、技术、工程、人文艺术及数学的一种综合性教学理念，具有跨学科性、设计性、实践性等特点。项目式学习在 STEAM 教育的作用越来越受到一线教育工作者的关注。本文将STEAM理念引入项目式学习创客校本课程的开发与探索，先是分析了其概念和背景，接着呈现课程开发和实践的过程，最后提出了在实践探索中的思考。

【关键词】STEAM理念;项目式学习;创客校本课程;开发

《普通高中信息技术课程标准（2017年版）》已发布多时，众多一线教师已经开展新课标下课程的探索。笔者根据自身的专业情况选择在开源硬件项目设计即创客课程方面进行探索，新课标选择性必修模块6就是关于开源硬件项目设计的内容。在该模块中明确指出要充分发教学环境优势，以STEAM教育理念为指导，利用开源硬件项目设计开展项目学习，让学生体验研究和创造的乐趣，培养解决问题和创新设计的意识和能力。开源硬件有着种类繁多的电子元器件，便利的设计，丰富的扩展等优势已成为创客教育的必备工具。笔者开始进行创客校本课程的开发，并在开发的校本课程中以STEAM教育理念为指导。同时，采用项目式学习的有效教学方式，希望通过创客校本课程开发，促进教师和学生的共同发展。

一、STEAM理念下的创客校本课程

STEAM理念是倡導学科融合和在真实环境中合作学习。STEAM核心是在真实情境的问题解决中，帮助学生融会贯通跨学科知识，创造性地运用综合科学、技术、工程、艺术和数学的知识来解决真实的问题。通过合作进行科学探究与工程实践、寻求解决问题的知识与技能。

紧随时代趋势，新课标的发布，也为创客校本课题提供了方向。在STEAM理念的指导下，依据学校自身的实际情况，充分发挥教师的专业优势，分析本校学生的需求，开发适合的项目式创客校本课程，旨在满足学生学习需求并开发的多样性的、可供学生选择的课程。项目式创客校本课程围绕解决问题来组织具有多样性、动态性的课程资源，引导学生在项目式活动中进行创新实践的学习。

二、项目式学习创客课程的开发设计

项目式学习是一种遵循学生认知发展规律，提高学生多元能力、综合素质的课堂教学模式和学习方式。在项目设施的过程中，教师提供学习资源和学习工具，通过创设真实的问题情境，创设项目，促使学生开展合作学习，在探究中完成学习任务，并进行拓展学习。项目式学习的教学组织就是很好落实STEAM教育理念的教学组织方式，它能更好地将科学、技术、工程、人文艺术及数学进行融会贯通。

1.项目式学习创客课程设计原则

开发基于STEAM理念项目式学习创客校本课程，需要涉及软件编程和开源硬件的运用，并将软件和硬件的相关内容进行重新构建。在项目单元中，学生根据真实情景问题进行项目设计，项目探究实践，培养学生的动手操作能力，提升创客思维和创新能力。

课程的设计应遵循以下原则：（1）真实情景原则。STEAM的核心是在真实的情景中进行问题的解决。在真实的情景中，它可以激发学生的兴趣，将自身融入到问题解决的过程中并获得学习的成就感，这是一个良性循环;（2）学科融合原则。STEAM需要进行多学科的融合，要求将科学、技术、工程、人文艺术及数学各学科的内容融合在项目式设计、实践活动中;（3）项目流程原则。校本课程按照项目式学习的流程进行设计，就需要遵循项目式的组织原则，在设计中严格按照项目式学习的流程进行规划活动;（4）创新创造原则。在创客项目的实践中，每个问题的解决都将产生一个创客作品。通过项目进行设计，运用编程思维知识和开源硬件技术有效解决实际问题，对自身来说也是创新创作的体验过程。

2.项目式学习创客课程教学设计模型

课程均采用项目式学习的模式，学生对实际问题需要进行探究，需要根据具体问题进行项目设计，需要完成项目实践。项目实施的流程按照提出问题、项目设计、情境创设、合作探究、交流评价五个步骤进行，在这个五个步骤中，学生和教师有各自任务，循序渐进完成项目。

三、项目式学习创客课程的开发实践

1.项目式学习创客校本课程安排参考下表

2.项目式学习创客校本课程应用实践

在项目式学习创客校本课程应用实践中，学生需要对真实情景中的问题进行自主、协作、探究学习。围绕“提出问题→项目设计→情境创设→合作探究→交流评价”的项目学习主线开展学习活动，体验“做中学、学中创、创中乐”的项目式学习策略，将知识建构、技能培养与思维发展融入运用数字化工具解决问题和完成任务的过程中。以下在项目式学习创客校本课程安排参考表中，选择制作“倒车雷达提示系统”为例，进行展示。

步骤一：提出问题

教师在设计教学和组织教学的过程中，都应该围绕着真实的问题而展开。选择一个什么的问题，既能激发学生的兴趣，又能将贯穿始终，而且还能有一定的拓展空间，是一件非常需要考究的事情。同时，STEAM突出强调问题解决，在问题解决的过程中，会融合科学、技术、工程、人文艺术及数学的知识与技能。制作“倒车雷达提示系统”课例，提出的问题是：如果能让倒车更加智能？

步骤二：项目设计

针对需要解决的真实问题，小组需要进行充分的探讨，进行项目设计，拿出解决问题的方案。对于问题的解决，方法有很多，但是在如果能让倒车更加智能这个具体的问题上，再根据教师提供开源硬件的条件，只能使用超声波传感器作为探测元件，对于探测的结果引起的提示效果就有多种选择，比如，声音、灯光等。

步骤三：创设情境

情境的创设要从学生已有的生活经验出发，根据教学的内容进行情境创设。制作“倒车雷达提示系统”内容中，教师先引导学生想象汽车倒车时的情景，在这个情景当中采用什么样的方式进行问题的优化解决，同时当解决方案敲定之后，也需要在真实情景中进行模拟测试。

步骤四：实践探究

实践探究的阶段就是需要对项目进行实施，以检验设计方案能否解决问题，再根据检验的结果进行优化升级，以此达到真正解决问题的效果。制作“倒车雷达提示系统”需要使用超声波传感器作为探测工具，根据障碍物的不同距离，给与不同的反馈信息，实现智能的效果。

步骤五：交流评价

最后，让学生将小组作品进行展示，讲解作品制作的过程，使用了哪些元件，具备怎样的功能，功能是怎么实现的。通过这样的展示交流，相互评价，能够让学生在项目式创客的学习中得到心理上的满足和技术水平的提升，同时，通过作品展示能开拓学生的思维和视野。

四、结束语

将STEAM教育理念和项目式学习方式引入到创客校本课程的设计与实践，不仅能让创客校本课程更具可操作性，更重要的是在真实问题情境中激发了学生更多的创意与分享热情，培养了学生的逻辑思维能力和创新能力。本文从STEAM教育理念、项目式学习、课程设计原则、教学模型和教学实施五个方面阐述项目式创客校本课程开发探索，并以制作倒车雷达系统课程为例，探讨了该模式在创客校本课程开发过程中的实践，为创客校本课程的发展提供了一些经验。

参考文献：

[1]余胜泉，胡翔.STEM教育理念与跨学科整合模式[J].开放教育研究，2015（04）.

[2]祝智庭，孙妍妍.创客教育：信息技术使能的创新教育实践场[J].中国电化教育，2015（01）.

[3]徐学敏.基于项目的STEAM课程模式构建与实践[J].柳州职业技术学院学报，2019（02）.