STEAM 课程本土化的实践与思考

唐 瑭 郑建华|迪拜中国学校

当 前，“STEM 教 育”“STREAM 教 育”“STEAM 教育”等新名词，已成为中国教育界的热门词语。“STEAM”，也成了新锐与潮流的代名词。“社会变革需要STEAM教育”“21世纪人才素养培养需要STEAM”等口号常在耳旁。在近几年全国各地的各类教学研讨活动中，以STEAM 教育为主题的活动也时常可以看到。那么，在STEAM教育极为盛行的今天，我们应该如何认识STEAM 教育、设计STEAM 课程呢？

一、对两个STEAM教育案例的对比分析

笔者曾参加过一次题为“做一顶帽子”的教学研讨活动。活动中，教师采用STEAM 理念进行教学展示。以下便是相关的教学流程：

第一步：课堂聚焦。教师用课件展示各类精美帽子的图片，以引发课堂关注，并提出当天的课堂任务就是做一顶帽子。用时2分钟。

第二步：工程设计。根据教师提供的材料，学生以小组为单位设计一顶帽子（要求在设计图上简单画出草图）。此处用时8 分钟，但多个小组的设计图为空白，学生忙着抢材料。

第三步：工程制作。教师要求学生根据设计图纸，以小组为单位制作帽子。学生共分为12 个小组，其中4 个小组是匆忙完成任务的。用时25分钟。

第四步：交流展示。各组上台介绍自己的帽子，说说帽子的作用，并对其进行评价。用时25分钟。

这是一堂值得探讨的STEAM课。课前，教师的材料准备充分，学生课堂气氛活跃，激起了听课教师的思维火花。有的听课教师认为执教者将课堂还给了学生，觉得学生参与度高，并拍手叫好；而更多的听课教师对这堂课持否定态度，但又说不清楚究竟哪里不好。

这是一堂单元总结课，学生用60分钟完成了帽子的制作，但这堂课忽视了这一活动的目的：深化对材料特点的认识，同时感受创作的乐趣。因此，这堂课充其量只能算是教师“教完了”，而绝不是学生“学会了”。如果降低教学目标，只让学生完成帽子制作，学生是可以在40分钟内完成的，但这样做的话，这堂课就不是一堂理念先进的STEAM 课了，而变成了一堂劳技课。

STEAM 课程的核心要义是促进学生创新能力的培养。它既要符合课程标准的理念，又要能增强课程的吸引力，激发学生探究知识的兴趣。在一次“浙江—印州中小学STEAM 课程平移临摹型实验项目”研讨活动中，笔者有幸观摩了美国的“空气动力学”课程（课程设计详见图1）。该课程涉及的内容较多，且具有一定的复杂性。美方教师的做法为：将该主题拆分成几个板块，每天进行一个主题的学习，并针对每个主题展开四课时的活动。这些活动可以分成两部分：支持性活动和核心任务。某些支持性活动看似与主题并不相关，比如“创建名字帐篷”“我做过的事”等，但其都指向培养学生STEAM 素养中的团队合作能力、沟通能力、表达能力、情绪管理能力等，同时也让学生在活动中了解彼此，为后续开展更复杂的团队项目做好准备。这一点对我们进行STEAM课程的本土化设计很有启发。

二、STEAM课程的本土化思考

所谓“STEAM 课程的本土化”，指的是学习借鉴国外在STEAM 教育方面的先进经验，积累STEAM 教育典型案例，提升中国教师的STEAM 课程设计与实践能力，将海外优秀STEAM 课程拿来“为我所用”，并解构其课堂教学过程、提炼其课程框架，再根据学校特点和自己的任课实际，研发适合本校学生的STEAM 课程。下面笔者以美国的“空气动力学”课程的本土化为例，阐述STEAM课程在本土化过程中应注意的问题。

（一）感受策略的重要性

在“空气动力学”课程的“不说话排队”活动中，美国教师设计的是按照身高、姓名首字母、年龄顺序排队，活动后再进行交流反思。学生体会到的是交流的重要性和交流方式的多样性。在本土化过程中，教师将游戏进行了改进：学生按年龄排队，要求30秒不说话才算完成挑战。前几次学生都挑战失败了，但每次失败后，都会立即反思交流，再重新制订方案进行挑战。学生完成活动所花的时间越来越少，最终挑战成功。在这一改进过程中，学生不仅体会了交流的重要性，而且感受到完成任务的策略的重要性，并体会了策略优化的过程。

（二）感受真实情境的重要性

在“空气动力学”课程的另一个子活动“意大利面建高塔”中，美国教师结合真实情境不断出示新规则，并渗透一种“事物是在不断改变的，设计要随时改进”的意识。最后，教师让学生根据建筑物的高度、节省材料的情况、材料的完整性和建筑物结构的稳定性等几项标准，对自身建筑物进行评价。这已符合工程设计理念。在本土化过程中，教师对评价环节进行了修改。美方教师只是用打分的形式，我们则直接让孩子计算建造塔的花费，这样更符合真实情境，真实情境中我们是需要考虑施工成本的问题的。

（三）目标指向素养提升

在“意大利面建高塔”活动中，教师最关注的不是每个小组搭建得有多高，而是合作学习中是否有人没有参与、为什么不参与、有没有参与讨论、有没有设计和改进活动方案、能不能得出结论、是不是靠自己总结得到结论、能不能把结论表述出来、STEAM 素养是否得到提升等问题。

（四）课堂充分实践

在“推进气球”活动中，教师的提问是：如何让气球更受控地运动？根据教师提供的材料，学生不断设计、测试。1 个小时的课有45分钟是给学生实践的。这也是STEAM教学与其他教学的不同之处：把时间交给学生。在一个连贯、不被打断的充足时间里，学生会做得越来越好，不用担心他们做不到。他们就像工程师一样，发现问题、思考、设计讨论、动手制作、测试、改进、再测试，直到有一个让人满意的成品出现。

（五）教学优化组织

在美国的“空气动力学”课程中，一些新的组织形式让笔者记忆犹新。在学生方案初步设计完成后，教师引入了一种新的组间交流探究模式——画廊走（Gallery walk）。

画廊走是一种讨论形式。开展画廊走探究活动的流程如下：写（如学生以小组形式在纸上设计鸡蛋保护器方案）→开始（教师分发白纸，学生在走访过程中可用于记录）→旋转（以小组为单位顺时针旋转，依次观摩下一组的方案设计）→反映（组内交流，修改方案）。在这一过程中，虽然教师多发表了一些自己的观点，却能引导每个小组认真仔细地评价、参考其他组的设计方案，形成4 人讨论圈。5 分钟1 次的轮换、记录，目的就是让学生针对问题深入思考，加强理解。

这与我们传统的小组一一上台汇报的讨论形式很不一样。它是一种从学生视角出发的交流，有利于各小组就设计方案的原始意图展开组间沟通与探讨，提升交流效率。

（六）指导转化模式

STEAM 教育强调犯错是学习的必经之路。学生在认识世界、建构知识中，经历了从模糊到清晰的过程。所以课堂中，教师可以不直接指出学生的错误，而是期待学生自身对错误或者失败进行反思、修正与完善。在这一过程中，学生主动提问，教师解答。期间，学生如果没有提问，教师也可不作过多干涉。这是STEAM 教学的指导模式转化，教师成为学生学习的陪伴者、问题解决的合作者。

三、对STEAM课程设计的再思考

教师根据所学，可自主设计、开发，并实施STEAM 课程。以下，笔者以“家庭收纳装置”的设计为例，谈谈对STEAM课程设计的思考。

（一）STEAM课程设计应注重科学、技术、工程、数学4门学科的有机融合

在STEAM 课程中，教学目标不再是单一学科的目标，而是融合目标。它强调的不是知识获取，而是STEAM素养形成。如“家庭收纳装置”课程，其目标撰写虽是分学科的，但具体内容都是融合的。其具体内容如下：

【科学】了解不同形状和结构的特点；比较各个结构在空间利用率、抗弯曲能力等方面的特点；综合考量各方面因素，选择最适合制作收纳装置的结构。

【技术】会控制、对比实验中的变量，探究不同结构的特点；根据设计方案制作收纳装置，测试使用情况，并据此作出有效调整。

【工程】体会“提出问题—设计方案—测试—改进再制作再测试—形成产品”的工程技术流程；能按照设计制作收纳装置；会评估同伴的设计产品，提出改进意见。

【数学】会计算相同周长组成的不同形状的面积，并进行对比；通过估算控制所需耗材及制作的成本。

【人文】绘制收纳装置设计图，设计制作美观、使用率高的收纳装置。

（二）STEAM课程设计基于项目化学习

项目化学习能将零碎的各学科知识，通过一个研究主题串联起来，以实现真正的学科整合。项目化学习是一个长周期的学习过程。如“家庭收纳装置”课程设计了7课时的教学。其中，有支持性活动，也有核心任务。

【第1课时（原型展示）】创设情境：小科请同学到家里玩，可是房间很乱，需要整理。

【第2、3 课时（支持性活动）】探究不同形状的空间利用率，以及结构组合的特点。

【第4 课时（工程设计）】根据每家每户的现实需求、材料和时间成本，完成智慧收纳设计图。在班级内交流，听取他人的意见，并修改完善。

【第5课时（据图制作）】根据设计图，制作出符合家庭需要的收纳装置。

【第6 课时（展示评价）】在班级内展示本组的收纳装置，并作出相应描述，以理解其他各组的建议和教师的评价。

【第7课时（改进拓展）】进一步改进，并做好美化工作。接受相关的新的STEAM项目课外作业。

（三）STEAM 课程设计基于真实的问题情境

STEAM 课程设计应注重让学生在真实问题解决的过程中发展多种能力，以实现高阶能力的培养和迁移。如“家庭收纳装置”课程以小科同学房间物品多且凌乱作为问题情境，让学生根据自己的需求设计属于自己的智慧收纳方案。

（四）STEAM课程设计导向开放的结果

STEAM项目的结果应是开放的，如“家庭收纳装置”项目，每户家庭的情况不同、需求不同，设计的收纳装置自然也不同，所以对学生设计的评价允许有多个正确答案，没有统一的标准。

STEAM 教育强调从真实问题出发，学生通过亲身经历学习项目调查、产品设计、制作完善等。STEAM教育的目的不仅仅是培养有动手能力的“能工巧匠”，还要培养具有创新意识、团队合作意识的“全面人才”。