王小梅

小學STEAM課程通常以工程設計項目為主要內容，讓學生在經(jīng)歷“問題需求—設計方案—模型制作—測試改進—產(chǎn)出方案（產(chǎn)品）”的問題解決過程中獲得概念建構與思維發(fā)展。在STEAM項目學習中，“設計”也是不可或缺的環(huán)節(jié)。但在實踐過程中，學生的“設計”往往停留在剎那間的“靈感創(chuàng)意”，表現(xiàn)出“重創(chuàng)意，輕文本”“設計歸設計，制作管制作”的“設計—制作”兩張皮現(xiàn)象。如何將設計落實到STEAM項目學習中，真正發(fā)展學生的設計思維，是當前STEAM教育亟待解決的問題。

STEAM課程中工程技術文檔寫作是一項十分重要的基礎技能，因為合作者間的溝通和合作質量常依賴于工程技術文檔。同時，工程技術文檔是伴隨整個工程推進不可或缺的信息類文本，如設計圖、制作說明書、廣告文案、使用說明書等，將創(chuàng)意轉化為文本本身就是一個完整的“設計思維”過程。作為工程師，不僅要會思考、會創(chuàng)造，還要會表達。在STEAM課程中，會撰寫、閱讀這些文檔，應該成為學生學習的重要部分。

由此，我們認為在STEAM教育實踐中突出工程技術文檔寫作的指導，能連接“靈感”與“物化”的思維階梯，使設計思維訓練真正在STEAM項目中得以實現(xiàn)。下面以《寫產(chǎn)品制作說明書》一課談談我們的實踐與思考。

項目引入——從“工匠”到“工程”

以工程技術文檔寫作為主題的STEAM項目設計，需要從簡單的作品設計與制作出發(fā)，在學生意識到文檔寫作的重要意義及掌握文檔寫作的要素之后，逐漸融入較復雜的一些作品項目中。

陀螺是學生喜歡的一種玩具，也經(jīng)常會成為STEAM項目學習的主題。但學生的學習在此類STEAM項目往往終止于陀螺成品的產(chǎn)生，也就是學生設計并制作成一個達到轉動速度目標的陀螺，就完成了整個項目的學習。但我們仔細分析就會發(fā)現(xiàn)，這樣的項目并不是一個完整的“工程”項目。作為一個工程問題，產(chǎn)品的設計與制作僅僅是完成了產(chǎn)品的原型或模型制作，從原型到產(chǎn)品甚至產(chǎn)品到用戶手中，還有很多工程問題需要解決?？梢哉f一個陀螺的產(chǎn)生，學生體驗的只是一個“工匠”的身份而不是“工程師”的身份。兩者的主要區(qū)別就是：“工匠”是在不斷修正中完成一個實物作品，如果要將其復制，需要“工匠”一對一、手把手地指導;而“工程師”是以原型和文檔為作品成品，他人根據(jù)文檔指引即可復制其作品。因此，我們的學習設計還需要引導學生從“工匠”轉向“工程師”。

因此，《寫產(chǎn)品制作說明書》一課我們選取學生感興趣的、接觸過的鋁絲陀螺為載體，學生通過設計制作陀螺（原型）、撰寫產(chǎn)品制作說明書（初稿）、試制陀螺找問題、學習如何撰寫產(chǎn)品制作說明書、修改說明書、制作定型等環(huán)節(jié)，了解“設計—測試—改進”的工程設計循環(huán)及文檔在其中起到的重要作用。

在項目引入時，教師創(chuàng)設“玩具工坊”的情境，引導學生以工程師的身份設計制作一個“能轉20秒以上”的鋁絲陀螺。在制作完成后，教師引導學生討論：“我們的陀螺制作好了，現(xiàn)在我們要將這些陀螺推向市場，是不是就把我們手上的這些陀螺拿出去賣就行了？”在研討中教師進一步引導學生想辦法將鋁絲陀螺進行批量生產(chǎn)，這就產(chǎn)生了產(chǎn)品制作說明書的寫作需求。于是，學生在討論“產(chǎn)品制作說明書給誰看”“產(chǎn)品制作說明書應該包含哪些內容”的基礎上，小組合作完成了說明書初稿。

項目實施——在“角色互換”中“反思”

在STEAM項目實施中我們經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)：學生在將“創(chuàng)意”轉化為“設計圖”時會不自覺地忽略掉一些信息，而后在他們將設計物化為實物時又會不自覺地將忽略掉的信息補上。因此，他們一直無法發(fā)現(xiàn)自己的設計方案存在的問題，也就一直不重視自己的設計方案，在他們的頭腦中，有沒有設計圖不影響他們將“創(chuàng)意”物化。

學生撰寫“產(chǎn)品制作說明書”時也存在以上問題。雖然通過集體研討明確其要素有“制作材料”“設計圖”“設計步驟”等，但是他們呈現(xiàn)出來的文檔大多是不完整的。教師問學生：“你們認為車間的工人根據(jù)這份說明書能做出與你們的原型一樣的陀螺嗎？”學生都非常自信能給人以準確的指引，甚至在他們拿到別人的制作說明書時也都表示很有信心能根據(jù)說明書制作出與原型一樣的陀螺。針對上述現(xiàn)象，我們在《寫產(chǎn)品制作說明書》一課中設計了一個“角色互換”的制作活動：將學生撰寫的制作說明書分發(fā)給其他小組，即每個小組既是手上這份說明書的制作者，又是別的小組說明書的設計者。制作組嚴格根據(jù)手上的說明書制作鋁絲陀螺，不能修改;制作時設計組和制作組也不能交流。在制作過程中，標記好說明書指引清楚的地方和指引不清楚的地方，并寫下改進意見。最后將原型和試制品放在展示板上比較觀察，思考討論：一份完整的產(chǎn)品制造說明書應該包含哪些內容與信息。

學生在“制作者”的角色體驗中發(fā)現(xiàn)當文檔指引不清楚的時候，做出來的產(chǎn)品與原型差異較大甚至有些文檔指引讓人無從下手，無法操作。下面看看鋁絲陀螺的課堂實錄。

教師呈現(xiàn)每個小組的原型與試制品（如圖1），學生根據(jù)說明書制作后進行研討交流。

師：對比觀察原型與試制品，你有什么發(fā)現(xiàn)？

生：原型與試制品的大小、陀尖高度、彎曲度不一樣;有些原型與試制品形狀都完全不同。

師：這是怎么回事？請說說你在制作過程中的發(fā)現(xiàn)與思考。

生：這份說明書的制作步驟用圖文結合的方法很好，方便我們看得更清楚。但是我們在做的時候不知道繞多大的圈，也不知道一端掰向中間時掰多長，掰到哪里（如圖2）？

生：這份說明書上的設計圖標明了直徑和半徑，但是陀尖要多長，離地面多高沒有告訴我們，所以我們做的陀螺跟原型有差別（如圖3）。

生：他們寫的步驟我們根本看不懂，然后我們就根據(jù)他們的設計圖大概猜了下，做了一個陀螺，現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)跟原型差別很大（如圖4）。

在對比分析中，學生發(fā)現(xiàn)說明書初稿存在設計圖材料不清楚、數(shù)據(jù)不完整、步驟不清晰等問題。此時，他們回到“設計者”的角色，才會認識到工程技術文檔是工程項目中的重要內容，體會到一份優(yōu)秀的工程技術文檔是促進設計者與制作者溝通與交流的重要“橋梁”，了解一份完整的產(chǎn)品制作說明書應該包含制作材料（說明清楚）、制作步驟（清晰細致）、數(shù)據(jù)（完整準確）、畫圖（多角度畫二維圖）等內容。這樣，對原型各數(shù)據(jù)的測量并在說明書上準確標注，對制作步驟的清晰描述，學習畫三視圖等就成了學生自主學習的動力。

學生只有在角色互換中才能真正了解需求并進行有針對性的構想。因此，在本課學習中，學生在“設計者”與“制作者”的“互換”中經(jīng)歷工程技術文檔的撰寫、修正過程，展開了真學習并發(fā)展了高階思維。

項目評價——讓“評價”伴隨學習的全過程

學習評價是STEAM項目學習不可或缺的內容，也是支持與促進學生學習的重要支架。在《寫產(chǎn)品制作說明書》一課中，我們對學習評價進行了精心設計。

1.評價行為統(tǒng)領學習的全過程

在學生完成說明書初稿的基礎上，教師引領學生進入下一項活動：“作為設計團隊，同學們已經(jīng)完成了陀螺原型的設計、制作，并在原有設計圖的基礎上撰寫了產(chǎn)品制作說明書。工坊里的工人將根據(jù)它的指引進行產(chǎn)品制作，所以這份說明書可謂至關重要。那么，你們的說明書做得怎么樣呢？”然后進一步討論：“如果能做出與原型一致的陀螺說明什么？做不出來或做得不一樣又說明什么？”這樣將學習目標聚焦到對說明書的評價上，讓學生經(jīng)歷一項評價說明書質量的學習評價活動。在制作活動之后，學生通過集體研討進一步明確了指引清楚的產(chǎn)品制作說明書應該包含的內容，并學習撰寫文檔過程中需要具備的知識與技能。之后，教師引導學生將制作說明寫作需遵循的要點轉化為一份評價表去評價改進后的說明書，引領后續(xù)的修正說明書學習活動。

以評價行為統(tǒng)領學習活動，隱含工作流程和學習任務，并設計學習程度監(jiān)控，還原了專家是如何解決問題的過程（見表1）。學生在經(jīng)歷嚴格規(guī)范的步驟中，逐步形成“像專家一樣思考”的認知方式。

2.評價量規(guī)側重個人學習與團隊學習

量規(guī)是規(guī)范引導學生學習進程的常見工具，其作用是保證評估與學習的一致性，為學生提供反饋意見。在本項目的推進過程中，雖然學生知道根據(jù)說明書制作陀螺的目的是評價說明書指引是否清楚，但在具體實踐中，總有學生因好奇與好勝不自覺地以自己的想法改進陀螺。為促進學生的學習自律及團隊合作，我們設計了一份團隊學習評價表（見表2），讓學生在完成制作活動的同時要完成對自己團隊的學習評價。

同時，我們還提供了一份個人學習評價表給學生（見表3）。在課堂伊始，教師向學生呈現(xiàn)評價表，將評價前置，使學生了解個人學習評價標準。在課的結尾，留一些時間讓學生對自己及同伴的學習作出評價。

兩份評價表將學生的個人學習與集體合作學習凸顯出來，突出了個人的自我比較和對團隊的貢獻，真正實現(xiàn)了個人和團隊的成長雙贏，有效實現(xiàn)學生的社會性成長。在具體實施過程中，教師不會對學生的評價結果進行比較;同時，在評價說明書的集體研討及自評與他評的過程中，教師先引導學生說說優(yōu)點，再誠懇地提出問題與建議，以突顯評價對學生學習的支持與促進作用，而非競爭與篩選導向。

3.班級學習日志引領元認知反思

學習中，學生需要階段性的總結和反思自己的“成長”。在“無比較”的評價背后，我們以“班級學習日志”（如圖5）的形式全程記錄學生的學習階段成果以及伴隨其過程的評價量規(guī)。在本項目中，學生的每一份工程技術文檔（包括迭代過程中的每一稿）都會在班級學習日志中保存，同時展示保存的還有相應的評價量規(guī)。在每節(jié)課結束的時候，教師都會留時間給學生去保存自己的學習階段成果，并啟發(fā)他們“我們可以經(jīng)?；仡欁约涸诿恳还?jié)課中的表現(xiàn)，看看自己是否又進步了”。這樣引發(fā)學生在自我評估表現(xiàn)中的元認知反思，促進了他們學習的欲望，激發(fā)了他們內在的“成長”需求和動力（即成長型思維）。