毛峰

STEAM教育強(qiáng)調(diào)掌握“思考方法”與“整合創(chuàng)造”，注重培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用跨學(xué)科知識解決實(shí)際問題的能力。在校外教學(xué)中，我們引入項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識，提升學(xué)生實(shí)踐能力。下面，以生物組的“豬籠草智能養(yǎng)殖箱的研制”為例，具體介紹一下該教育理念下項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的應(yīng)用。

1.引導(dǎo)學(xué)生在生活中發(fā)現(xiàn)問題

在生物教學(xué)中，我們鼓勵(lì)學(xué)生用心觀察，發(fā)現(xiàn)生活中與生物相關(guān)的現(xiàn)象與問題，并將有價(jià)值的問題匯總后，在教師的引導(dǎo)下形成研究課題。例如，生物組的一名學(xué)員是豬籠草愛好者，但豬籠草價(jià)格昂貴，對生存條件要求比較高，他曾經(jīng)養(yǎng)死過好幾株。經(jīng)過調(diào)研后他發(fā)現(xiàn)，市場上還沒有這類的智能養(yǎng)殖設(shè)備，于是他提出：能否發(fā)明一種在家就可以輕松養(yǎng)殖豬籠草的“智能溫室”？他將這個(gè)問題反饋給教師，在教師的幫助和指導(dǎo)下，“豬籠草智能養(yǎng)殖箱的研制”生物小組成立了。

2.提升學(xué)生的跨學(xué)科學(xué)習(xí)能力

“豬籠草智能養(yǎng)殖箱的研制”是一個(gè)整合物理、數(shù)學(xué)、人工智能等學(xué)科的STEAM項(xiàng)目，學(xué)生不僅涉及生物組的學(xué)員，還有模型組、電子與智能控制小組的學(xué)員，既有分工又有合作。在完成項(xiàng)目過程中，學(xué)生多次討論溝通，生物組學(xué)員重點(diǎn)做好預(yù)設(shè)方案并負(fù)責(zé)具體人員分工;模型組學(xué)員主要負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)外形、購買材料和組裝制作;電子與智能控制小組學(xué)員具體負(fù)責(zé)Arduino單片機(jī)編程的自動(dòng)控制，滿足豬籠草對環(huán)境條件的要求，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化設(shè)定管理。這一過程中，學(xué)生發(fā)揮各自專長，既有各自設(shè)計(jì)與獨(dú)立制作，又有整體規(guī)劃和共同參與，體現(xiàn)了STEAM教育的“整合跨界能力”，提升了學(xué)生運(yùn)用跨學(xué)科知識解決實(shí)際問題的能力。

3.激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造能力和實(shí)踐能力

第一代養(yǎng)殖箱是用整理箱做成的簡易裝置，然而在試用過程中出現(xiàn)了一系列問題，如溫度不好控制、部分功能無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化設(shè)定等。于是，學(xué)生經(jīng)過討論交流，提出合理改進(jìn)措施，制作出了第二代智能養(yǎng)殖箱：外殼采用特定厚度的玻璃板，既便于觀察，又解決了溫控問題;采用分區(qū)分離的方式，防止電路老化短路，確保用電安全;加熱棒、水簾紙、水泵等裝置則實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化設(shè)定管理，完全滿足了豬籠草生長的環(huán)境要求。學(xué)生在“思考—制作—檢測—改進(jìn)”的過程中，創(chuàng)新意識和實(shí)踐能力得到了明顯提升。

在STEAM教育理念指導(dǎo)下，教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生觀察、發(fā)現(xiàn)、實(shí)踐、思考，培養(yǎng)學(xué)生舉一反三、觸類旁通的能力，激發(fā)他們的創(chuàng)新意識，增強(qiáng)實(shí)踐能力，提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

編輯 _ 汪倩