基于设计制作类项目构建面向小学生学习能力的STEAM教学策略

卢 迪

（北海职业学院 广西·北海 536000）

1 STEAM教育与“做中学”

STEAM是一种“以学生为中心”的教育教学模式，最核心的特点就是：解决真实情境下的问题、跨学科知识整合。这一教学理念越来越多地被小学教师关注并应用到自己的实际教学活动中。我们能达成一致的观念是，不同于传统课堂的老师在“说”学生在“听”的填鸭式教学，STEAM要求教师把更多的时间交给学生，让学生在“做”的过程中获取知识，提升技能，并形成以学生为中心的自主探究的学习氛围。

“做中学”是美国著名教育学家杜威针对传统教育的深刻反思，其中蕴含着对于知识与行动两者关系的认识，即从生活中学习、从经验中学习，将获取的知识与生活实践活动相联系。儿童生来具有从事各种活动的本能，其中“做”的本能最为重要，于是儿童应从“做”的活动中学习[1]。结合STEAM的育人理念，要如何构建以“做”为主的教学模式，即为本文想要探讨的话题。

2 设计制作类STEAM项目教学策略

2.1 先玩后做，注重体验感

STEAM教育要想在小学阶段落地开花，从实用性与可行性角度考虑，可以当前的教材为切入点，充分发掘现有教材内容中的科学知识、工程与技术领域，寻找适合开展STEAM教学的部分，增加学生动手实践的内容，让原本枯燥的理论知识通过动手实践得到更好的理解和掌握，有效开拓学生的创新思维。

STEAM不仅强调动手实践，激发学习兴趣，促进学生自主学习，培养逻辑思维能力也是STEAM课程活动的重点目标。那么应该如何“做”以及什么时候“做”呢，这时可以调转常规的教学顺序，“先玩后做”，即先呈现成果的乐趣再进行探究和制作，以求最大限度地激发学生的学习需求和探索求知欲。但要强调的是，这里所说的“玩”，是“有目的、有引导”的玩，而“玩”的目的，是为了促进思考和探究，为了更好地理解和设计，进而提高科学思维能力。

以教科版小学科学五年级下册第一单元的《沉和浮》的拓展内容“浮沉子的制作”项目为例，结合STEAM教育理念进行改进创新后，教师在教学引入环节，可以给学生展示用意念控制水瓶中物体沉浮的魔术表演，神奇的现象把学生的注意力充分吸引地到活动中来，学生第一次见魔术情景先是感到惊奇赞叹，很快就回过神来试图“揭穿”魔术的真相，并对教师的表演提出各种质疑和要求，同时，教师要提醒学生在玩的过程中思考相应的问题，如观察瓶中物体什么情况物体会上浮？什么情况下物体才会下沉？物体上浮或下沉的时候水面有什么变化？可以让物体悬浮在水中吗？为了帮助学生梳理思路，这些问题可以用学习活动清单的形式呈现出来，学生可以用文字或图画甚至可以用思维导图来表达自己的观察和思考的结果。当学生带着问题去玩时，学生便从一个“体验者”向“设计者”的角色迈进了。这时学生已经发现了用手捏水瓶时里面的物体就会下沉，如果松手，物体又会上浮起来，并能够把关注点聚焦到物体浮力与重力关系的改变上，然后再为学生提供制作的材料，要求学生制作出一样的魔术装置，在亲自动手实践和模仿制作的过程中，学生能发现并总结出让装置成功与灵敏的制作技巧，并循序渐进地探究了其中原理。教师还可以组织学生小组交流讨论“浮沉子”的原理，并在班级中开展辩论，营造积极表达和构建各自学说的“学术氛围”，促成进一步的思维碰撞。通过这样的体验、观察到动手实践再到思辨的学习过程，学生在自主制作“浮沉子”玩具时便会有了基本的设计思路，对“浮沉子”做外观的美化和创意改造，再经过实际运用，学生对于浮沉子的原理和作用也会有深刻的理解。

因此这样的教学流程可以梳理为先带着问题“玩”，体验并探究；再进行设计制作，理解与应用知识；最后讨论与思辨，提升思维及表达。先用“玩”的方式调动起学生的积极性，促使学生自主探究学习，层层深入递进，注重学生在学习过程的参与感和体验感，能帮学生更好地理解知识，提升思维能力，并给学生留下深刻的印象。

2.2 项目教学，综合与应用

项目式教学因其主张以学生为中心的教学方式，强调以真实情境中的问题作为导向，培养学生灵活运用知识的能力，得到了越来越多专家学者的关注和研究，也有更多致力于开发设计 STEAM 课程的一线教师开始尝试将其应用于各学科的教学中。STEAM教育主张知识与技能的跨学科融合，对于提升学生的项目学习能力有着积极的作用。STEAM教育与项目式教学法在教学目的上有一定的重合，通过深入理解二者的育人理念，指导小学阶段STEAM课程的教学实施，能够更好地培养学生综合能力。

“项目”是一个有目的的活动或经验，它最终服务于学生学科知识的获得和综合能力的提升。激发学习者的学习动机，并能够长期地投入学习，就要求这个项目是基于学生兴趣与需要而建立的，以活动项目及解决问题为学习的主要轴线，学生经历有目的的活动，在过程中主动并自然地获得知识，提升技能。

暑假将至，辛苦栽种了一个学期的植物盆栽可能会因为没人照料变得枯萎，学生要想办法解决这个问题。这就是一个在真实情境下产生的需求，学生由此需求为驱动问题，开展之后一系列的学习行动。学生先是利用网络搜寻资料，发现已有用于农业的全自动灌溉系统，但系统过于复杂并不适用于教室，于是决定根据生活中易得的物品设计制作一个“简易自制浇灌系统”来解决暑期没人给植物浇水的问题。要做到自动浇灌就，就要让水在一定的装置里保持稳定的速度滴进泥土里，经过小组讨论和头脑风暴，学生想到了生病打点滴的经历，通过调节输液软管的调速器，减小软管的出水面积就能达到减缓液体下落的速度，一个水瓶和一套输液管组合起来就像是输液时看到的装置，但仅模仿了外观还不行，学生发现装置组装好之后，水无法从密闭的水瓶中自动流出，这时就涉及了他们刚在课堂中学到的大气压强的知识和连通器的原理，在倒置后的水瓶底部扎一个小孔保持内外气压一致，并将水瓶中的水位固定于于比植物更高的位置，从而解决了这个问题。

在这个项目中，学生运用所学的知识，依据科学原理设计制作出了能够解决实际问题的产品，在过程中体会到技术是帮助人们改造环境解决生产生活问题的方法。项目从生活中来，问题从需求中来，综合所学的知识并应用于实际，用设计与工程的思维解决问题，并且创造性地解决问题，这就是一个完整的项目式学习的过程。通过项目式学习，促进理论知识于现实世界的结合，学生解决实际问题的能力得到了极大提升。

2.3 以赛促学，激发内驱力

在基于制作类STEAM项目的实践中，利用小学生好胜心强，集体荣誉感强的心理特点，合理运用竞赛的方式开展教学，能够激发学生不断挑战自我的内驱力，在不断地完善和修进中培养其精益求精的科学精神，在制作的过程中也能培养学生动手实践的能力与团队沟通合作的能力。竞赛的形式可以运用于课内课外多种教学场合。

在设计制作类的STEAM教学中可以根据制作项目的特点来简单制定一些比赛规则，如前面提到的“浮沉子的制作”项目中就可以比赛谁做的浮沉子更灵敏、更美观、更具有创意，以自评和互评相结合的方式，选出一个最佳作品，激励学生在设计制作时发挥创造。在竞赛中，教师不仅仅看竞赛的结果，更要关注竞赛的过程。例如“纸桥承重”比赛中不仅对桥梁的最大承重结果进行评定，还对桥梁设计的创意与美观、结构的容错性、材料的使用等综合评价，从而促使学生明白，只有用心对待每个制作的环节，才能赢得胜利[2]。

竞赛结果只是促进学习的目标，而过程中学生团队合作的经历，迎难而上的意志，面对成败的心态等等丰富的学习体验才更加体现了科技竞赛的育人价值所在。注重结果更注重过程，从这一点来看，科技竞赛与STEAM教育在目标上是一致的。

3 结束语

人对世界的认识从过去到现在一直在不断的进步，未来也将会不断前进和变化。通过STEAM教育，不仅让学生掌握知识，更重要的是学会解决实际问题的方法，拥有不断探索和挑战的精神，这样才能在未来未知的世界中，用未知的知识和技术去解决未知的问题。