项目式学习联动下的STEAM课程

◇张建颖（北京：北京市东城区黑芝麻胡同小学）

一、目的

2018年学生参加了一次区级展示活动，以非正规的课程模式进行了半个月的集中训练，目的如下：提升学生对科学及技术的兴趣和信心；提升学生的创新能力、批判思维和问题解决能力、合作能力、沟通能力等共通能力；让学生体验到解决问题的快乐；提高学习动力及培养学生团队协作的习惯；让学生初步了解各学科综合科研与将来职业规划的联系。

二、理念

我国于2016年将STEM 教育正式写入《教育信息化“十三五”规划》，强调“通过结合信息技术的跨学科STEM 学习，提升学生的信息素养、创新意识和创新能力”，中国教育科学研究院高度重视创新人才培养和STEM 教育研究，启动了“中国STEM 教育2029 创新行动计划”。其后，教育部在2017年1月颁布的《义务教育小学科学课程标准》中，首次定义了中国版的STEM。时隔一年后，中国教科院又于2018年5月颁发《STEM 教师能力等级标准（试行）》，明确提出“推动STEM 教育是学校课程持续更新下的一个发展重点”，建议全国中小学要全面实施更新的科技及数学教育，增强学生的学习活动，提供STEM 学科的学与教资源，加强学校和STEM教师的专业发展等。项目式学习（PBL）被广泛认为是开展STEAM 教育的有效教学模式，其通过为学生提供真实情境的学习体验，帮助学生对科学、技术、工程和数学各领域的概念形成深刻的理解。因此，PBL是一种行之有效的教学法。

绿色能源电动车主题项目涉及组建团队、选题规划、创新设计、协同制作、检查测试、交流反思和拓展提高等诸多阶段。学生只有自己制定了合适的计划，才能保证自己高效地参与，而非流于形式地在教师的要求下推一步进一步。对于初学者而言，这项工作无疑是具有挑战性的，教师在必要的时候需对学生做出有效的引导。

在该主题项目中，教师如何基于PBL 模式引导学生制定计划？简单来说分为三个部分：准备工作、分析反思、形成计划。

三、内容

本课程从生活经验出发，让学生探讨科学或者技术与生活的密切关系。课程以绿色能源汽车为主题，并在主题下设置了五个子题目。将学生平均分为两组，由两位教师带领。学生们交叉上课，经历同样的课程内容，每组组员根据各自的能力，选择自己一个人能够胜任的子题目进行研究。

通过问题任务方式让学生进行探索，课程分为以下几个阶段：

第一个阶段，学生体验汽车文化。通过参观汽车博物馆，让学生对车文化有一个大体的了解，投入主题中找到自己的兴趣点。

第二个阶段，当学生掌握了相关科学知识后，各小组再按子课题的任务要求分组研发。让学生通过重复试验，经历P-O-E(预测Predic‐tion-观察Observation-解释Explanation)，借此培养探究精神及批判性思考能力。

教学设计分为两大类：教师开发的流程以及学生执行的流程。在教师开发流程中，教师驱动问题、制定学习目标、设置情境探究，利用团队协作和学习技术等手段让学生将作品呈现出来；组织学生和教师一起对作品进行评价，从而设计出相应的评价标准。在学生执行流程方面，完成项目活动是以两周为一个单位时间行为点的实施过程，实施部分要经历两个月时间，其中，教师辅助开发一些能够促进学生发展能力的项目，辅助学生完成子项目。

在准备阶段，为了引导学生了解主题，激发学生的学习动机，准备了如何学习、体验、掌握9个子项目（收集资料、情境假设、国家政策、整理材料、资源限制、社会问题、主题范围、分组分工、小组讨论）的资料。

在实施阶段，以学生作为主体，增强其动手能力和解决问题的能力；在评估阶段，培养学生总结重点和表达自我的能力；在演讲阶段，采取多样化的评价机制帮助学生细致彻底地思考；在修正阶段，鼓励学生根据反馈意见和建议进行纠正，提高自己的能力。

第三阶段是成果分享。各小组将成果分类，借助校馆资源展示分享，将课堂延伸到课外特定的科技馆、博物馆，打破了学生在学校学习的界限。

此外，我们还计划着可以将成果集结作为电子教材让学生使用。课程的设计紧密结合学生年龄特点及相关课程目标，基于真实的社会情境及生活情境，让学生学会真正地解决现实问题。

四、评价

在每一部分的教学活动设计之后，教师可使用相应的测评工具及测评建议，选择较为合适的方法展开评价。此外，既要注重过程的评价，也要注重成果的评价，同时注重评价的多元化。

五、成果

在学校，我们以项目式研究模式，让学生合作完成课题项目。在整个探究过程中，学生除了将科学知识融入生活外，更会发挥自己的创意，综合和应用相关知识以及技能，把复杂的和抽象的概念具体地展示出来。本计划通过问卷调查、观察以及访谈，了解学生的学习成效。

本计划能够成功提高学生学习数理的兴趣，期望参与的学生能对自己学习科学的兴趣有所提升；期望学生参与项目学习计划后，对有关数理范畴的讨论话题有所增加。此外，本计划还要让学生了解到数理科研与未来职业的关系。计划实施初期，近一半的学生认为数理科研与将来的职业有密切关系，计划实施后，有近三分之二的学生认为数理科研会与将来的职业有密切的关系。同时，大部分学生认为，网上平台以及非正规的研习活动也能够提升自己的自主探索能力，增加师生互动以及生生互动的机会。

计划以小组形式进行。学生共同学习，互相合作，在教师的引导和激励下，跳出原有的思维框架，把知识和经验融会贯通，运用创意变通能力以及对生活琐事的观察解决现实问题。从取得的成果中可见，学生通过实验和验证寻找方案，能够有效应用知识来解决问题，在展示方面，亦能有效运用色彩、图像等资源以增加吸引力和可解决性。

学生在网络平台上的情况也由最初的不懂、试用或者被动使用，向着互相给予简单或无意识地回应直到认真回应的转变。可见，学生逐渐培养起根据自己的学习需要寻找学习资源及学习共享的习惯，真正明白了真实环境及数码虚拟世界所需要的包容和尊重。

参与教师方面：两位指导教师认为，计划实施后，自己更能担任促进者的角色。他们还同时认为，本计划能增加学生自我探究有关科学及数学学科知识的机会，学生能够应用自主学习方法，通过项目式学习提高自身的能力，发挥长处，并向同组同学学习，扭转自身的劣势。

六、反思与展望

教育的目的之一，是协助学生充盈自己，迎接挑战。在全球化资讯科技主导生活的大数据时代，无论是教学内容还是学习模式都需随之转变。应通过与生活相关的题材，让学生应用科学知识解决问题，从做中学增加学习的趣味和信心；让学生从项目式学习中提高批判性思维能力、创新和合作能力。从学生参与活动、在活动中的反应以及一些数据中，可见学生对科学、科技以及数学的兴趣与解决问题的信心有所增加。兴趣和学习动机是追寻知识的关键，学生在学习中注重观察，动手实践，强调创意的特质，能启发创意思维，而结合科学知识及技能，更能创造新事物以改善生活。

现今资讯发达，学生很容易通过不同的渠道获得知识，因此，培养学生应付未来社会所需的综合创新能力更为重要。价值观、能力及态度需要长时间的培养，STEAM 教育可提供机会，让学生通过实践逐步养成正确的价值观及态度，培养各种共通能力。从问卷数据分析，本计划能够促成教师教学模式的转变，由知识的传授者变成学习的促进者、启发者，与学生共同学习，一同寻找解决问题的方法。因此，学校在构思STEAM课程时，可深入分析科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、艺术（Art）、数学（Mathematics）等的互辅作用，探讨其在课堂中的角色及位置，根据校情、学情规划最可行的推行方法。