STEAM理念与项目式学习在综合实践课程设计与实践中的融合

郑玉晴

随着综合实践活动课程领域的高效发展，对应的课程设计与实施变得愈发重要。传统的课程模式以教师为中心，以灌输式理论讲授为主，往往是各学科的“单打独斗”，忽略了学生的主体作用，没有进行各学科的融合应用，缺少了实践性探索。STEAM教育（Science、Technology、Engineering、Art、Mathematic）则激发学生挑战和探究的欲望，培养学生的批判性思维以及跨学科解决问题的能力为目标。PBL（ProblemBased Learning）项目化教学，以问题驱动，发挥学生主体作用，解决真实的情境问题，形成专门的技能和得到充足发展的学习并最终进行项目化成果展示。因此，将学科融合的STEAM课程理念与PBL项目式教学方法运用到综合实践活动课程中具备实施可行性。本文以“走马灯的设计与制作”为例，将从课程理念、课程目标、课程设计流程、课程效果分析四个方面进行分析。

一、课程理念

依照PBL项目式教学方法，创设情境问题：邻居的学生外出游玩时看见走马灯很神奇、漂亮，就想动手做一个走马灯送给妈妈做生日礼物。怎样来制作呢？引导学生运用多学科融合思维STEAM理念与PBL项目式方法进行实践探索，最终解决问题。课程STEAM融合分析如表1所示。

二、课程目标

基于本课程在综合实践活动课程指导纲要中的地位和作用，确立了如下目标：

价值体认：通过一个真实的故事，激发学生的爱心行动，学生通过对走马灯原理的初步了解，为家人设计一个生日礼物，培养关爱家人的意识，树立和弘扬孝敬父母的中华传统美德。初步发展学生的兴趣、专长，培养学生较为积极的科学态度。

責任担当：通过制作走马灯，形成和健全新时代中小学生努力实现自己价值的态度和专心致志、多思考的个人意识。用简单的科技小制作为人们的生活带来快乐，明确科技在生活、生产、学习中的重要作用，初步形成科技强国、责任意识。

问题解决：经历制作走马灯的全过程，通过图样表达设计构思，用技术语言实现抽象与具体的思维转换，提高图样表达能力。初步掌握使用创客思维和工具制作作品的方法，培养学生的科学探究精神和细致严谨的实验态度。在外观部分的制作过程中，发展对材料、工具、仪器设备的识别、选择和使用的能力。

创意物化：经历组装和调试的过程，初步将设计方案转化为有形物品，提高学生的动手操作能力和解决常见实际问题的技能，提高物化能力，提高创客水平，更好地服务于学习、生活。

三、课程设计流程

在进行课程设计的过程中，采用基于项目式学习的课程设计流程：（1）分析教学内容，确立项目主题。（2）根据项目主题，选择项目素材。（3）确定项目内容，进行问题拆解。（4）设计活动任务，实施科学探究。（5）设立学习支架，提供实施保障。（6）设计评价方案，诊断素养水平。项目设计要素中应重点关注驱动性问题的设计。驱动性问题就是将抽象的、难以理解的基本问题嵌入特定的情境，转化为能引发学生思考、引起学习兴趣的问题。教师根据项目指向的核心知识确定驱动性问题，并保证驱动性问题的设计具有连续性、趣味性以及开放性。

在活动过程中，教师要做好保障工作。在组织方面，由于项目式活动大多是以小组为单位进行的。在项目式活动确立后，教师需遵循划分小组原则，结合学生的优势有针对性地划分任务。基于对每位学生学习兴趣及优势的了解，在小组合作探究过程中，教师随时关注每个小组成员是否有任务做，及时做好协调工作，精细做好每一个环节。最终进行成果展示——学生讲解并演示作品。

具体教学流程如下：

（一）真实情境，确立课题

通过邻居学生小华外出游玩时看见走马灯很神奇、漂亮，就想动手做一个走马灯送给妈妈做生日礼物这一情境，利用项目式问题驱动的方式，引导学生制作走马灯，传递孝心。通过播放走马灯短片，增强学生对走马灯的认识。

（二）互动体验，揭示原理

引导学生通过细致观察，结合以往经验猜想走马灯的原理：蜡烛燃烧产生的热空气上升，通过叶片时被阻碍改变流动方向，同时会给叶片一个反作用力，推动纸杯旋转。（联系物理学科）什么是反作用力？师生互动展示反作用力。师生互动小实验让学生直观感受反作用力，形成知识的迁移，进而使学生理解走马灯运用的原理。

（三）创新设计，制定方案

本设计主要分三个阶段：

1.质疑思考阶段

播放走马灯纪录片短视频，激发学生设计制作走马灯的欲望。思考利用物理和数学学科知识理解走马灯原理和设计制作走马灯。

2.材料分工阶段

从影响走马灯旋转稳定性的因素入手：走马灯的扇叶分布均匀，连接牢固，上下左右对称，蜡烛和线孔的位置在中心，线和纸杯耐热性好，两个杯子大小一样等。确定制作走马灯所需要注意的地方，通过材料的选取和操作过程来改进这些环节与步骤，引领学生总结制作走马灯的材料和工具：两个纸杯、胶带、笔、木棍、线圈、热熔枪、蜡烛、打火机、剪刀、小刀。人员分工安排：一人制作上半部分，一人制作下半部分，一人连接上、下两部分，一人装饰外表面，写上小组的名字和梦想。

3.创新设计阶段

教师引导学生尝试多种思路、不同的方案完成走马灯的制作，合理设置制作步骤，感受创新带来的快乐。

（四）小组制作，展示评价

1.展示走马灯成品，交流收获

展示环节通过学生携带自己组作品依次在讲桌前展示的方式，对学生各方面的表现和制作作品做一个小结。这也是师生间、生生间共同交流和学习的机会，能调动学生的主动性，帮助他们树立自信心，表现自己。

2.结合评价表，对课堂表现进行评价

课程采用项目式评价方式，依据学生的学习效果完成情况进行自评、互评和师评。其中，学生自评可以找到自身不足并改正，在下一个项目中引发积极思考；小组互评可充分培养学生的合作交流意识与能力；教师评价重点在于项目完成过程，评价交流包括走马灯的外观设计、走马灯的旋转稳定性、走马灯的整体结构、走马灯各部分的细节完成度。在整个项目中，通过过程和结果等多样性评价，全面地关注整个过程。如解决实际问题的能力，及时地对学习的情况做出判断，发现其中的优缺点。评价标准见表2。

（五）分享收获，总结提升

总结是课堂教学整体优化的重要环节，是提高学生能力的重要步骤。好的总结，可以使一节课的教学内容浓缩成“板块”，得以系统概括、深化，便于学生理解；可以使课堂教学的结构严密、紧凑、融为一体，显现课堂教学的和谐与完美；还可以诱发学生的求知欲望和积极的思维，使学生进入更深层次的探究，并获得丰硕的认识成果，得到精神上的满足。

本节课总结环节从知识、能力、精神三个方面展开。知识上：走马灯的非遗传承、设计并制作走马灯、走马灯的原理；能力上：动手能力、思维能力、观察能力、创意能力、小组合作能力等；精神上：感受到传统工艺技术的精湛、劳动的艰辛和收获的快乐，形成专心致志、精益求精的优秀品质。学生通过动手劳动与合作探究，成功设计制作出走马灯，送给父母，传递孝心。这个过程激发学生用生活中的材料创造发明，实现创客梦想，传递科技知识，传承科技精神，养成持之以恒的劳动品质，实现孝心传承。

四、课例效果分析

课程围绕“走马灯”一个主题，通过现场演示、自主探究等方式让学生了解走马灯的历史以及走马灯的旋转原理，让学生感受我国非遗文化的魅力，激发爱国和为我国非遗文化的传承贡献自己一份力量的热情。

1.激发学生对学习与运用科学原理的兴趣

在设计与制作过程中，学生积极参与，并不断提出问题，在为科技现象着迷的同时，理解其背后的原理，并且拓展应用它，提高了对科学探究的积极性。这个过程让学生理解科学知识无处不在，培养学生善于观察、发现生活中所包含的科技知识，思考探索，融会貫通。

2.提高学生分析问题和解决问题的能力

课程采用PBL项目式教学，教师给出真实情境，学生根据驱动性问题进行有序思考，提出自己的想法，并借助探究验证自己的思考，通过自我思考和小组讨论等方式寻找适当的资料，筛选、比对、总结、整理，形成成果，培养了处理问题的能力。

3.营造良好的学习氛围

课程设计时遵循主体性，给予学生更多的自主权，让学生在项目实施的过程中发挥主体作用，教师则退居幕后，做学生探究路上的指导者与帮助者。这样的学习中，学生的思维可以更加开阔，可以选择自己喜欢的探究方式设计方案，更有利于项目的推进。

STEAM理念与PBL项目式方法在教学中的融合，在综合实践课程中发挥着越来越大的作用，以项目式问题驱动，发挥学生的主体作用，通过主动探索和设计制作，提高学生的积极性，并且在解决问题的过程中综合运用STEAM跨学科融合的方法，让学生在解决问题的过程中学习了非常多的知识和技能。教师在这个过程中则应适当引导学生，辅助学生搭建思维的桥梁，促进学生全面发展。

编辑：常超波