覃素梅 胡順

摘? 要： 信息時(shí)代對(duì)教師教學(xué)提出更高要求，教學(xué)更注重在傳授知識(shí)過程中培養(yǎng)學(xué)生綜合能力。文章從教學(xué)活動(dòng)目標(biāo)、活動(dòng)方式、活動(dòng)過程、活動(dòng)評(píng)價(jià)四個(gè)方面進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，采用案例具體分析如何應(yīng)用STEAM進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。應(yīng)用STEAM設(shè)計(jì)的教學(xué)活動(dòng)要求教師要不斷提升自身素質(zhì)，轉(zhuǎn)變教學(xué)方式，才能更好地以問題為導(dǎo)向來培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力。

關(guān)鍵詞： 問題導(dǎo)向; STEAM教學(xué); 教學(xué)設(shè)計(jì); 問題解決

中圖分類號(hào)：G642? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ?文章編號(hào)：1006-8228（2020）12-123-03

Abstract： The information age puts forward higher requirements for teachers' teaching， and the teaching focuses more on the cultivation of students' comprehensive ability in the process of imparting knowledge. In this paper， teaching design is carried out from the four aspects of teaching activity goal， activity mode， activity process， and activity evaluation. The design of STEAM teaching activities is analyzed by case study. The teaching activities designed with STEAM require teachers to continuously improve their own quality， and change teaching methods， so as to better train students' problem-solving ability.

Key words： problem guided; STEAM teaching; teaching design; problem-solving

0 引言

隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，新時(shí)代的教育也以培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)及可持續(xù)發(fā)展能力為重要目標(biāo)。教育部在2017 年發(fā)布的《全日制義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（以下簡(jiǎn)稱課標(biāo)）中也倡導(dǎo)跨學(xué)科教學(xué)，即融合科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)為一體的STEAM教育。[1]在這一背景下，教師應(yīng)當(dāng)思考如何立足現(xiàn)實(shí)來引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行跨學(xué)科學(xué)習(xí)，課程設(shè)計(jì)又該如何設(shè)計(jì)？基于此，本文將探究如何將問題導(dǎo)向教學(xué)模式運(yùn)用在STEAM課堂中，使學(xué)生能夠自主探究獲得多學(xué)科知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生利用多學(xué)科知識(shí)解決真實(shí)問題的能力。

1 概念解析

1.1 問題導(dǎo)向 （PBL）

問題導(dǎo)向（Problem-Based Learning，PBL）強(qiáng)調(diào)把學(xué)習(xí)設(shè)置到復(fù)雜的、有意義的問題情境中，通過讓學(xué)習(xí)者合作解決真實(shí)性問題，學(xué)習(xí)隱藏于問題背后的學(xué)科知識(shí)，形成解決問題的技能，并發(fā)展自主學(xué)習(xí)的能力[2]。學(xué)習(xí)方法上，PBL教學(xué)強(qiáng)調(diào)從問題出發(fā)，學(xué)生通過解決真實(shí)情境中的問題獲取知識(shí);學(xué)習(xí)內(nèi)容上， PBL教學(xué)注重學(xué)生利用多學(xué)科知識(shí)來解決問題，強(qiáng)調(diào)學(xué)科交叉;學(xué)習(xí)形式上，PBL教學(xué)強(qiáng)調(diào)以合作形式開展教學(xué)，在解決問題過程中培養(yǎng)學(xué)生的組織管理能力及合作交流能力;學(xué)習(xí)主體上，PBL教學(xué)強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，學(xué)生在問題情境中探索，成為獨(dú)立的思考者。

1.2 STEAM教育

STEAM教育強(qiáng)調(diào)跨學(xué)科學(xué)習(xí)，以及學(xué)生如何探究解決現(xiàn)實(shí)問題的思路和方法，且強(qiáng)調(diào)學(xué)生的綜合運(yùn)用和創(chuàng)新思維[3]。STEAM教育以基于問題的學(xué)習(xí)和探究性學(xué)習(xí)等方式展開教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生跨學(xué)科解決現(xiàn)實(shí)問題的能力，具有如下特點(diǎn)。

⑴ 跨學(xué)科 STEAM強(qiáng)調(diào)在教學(xué)過程中讓學(xué)生綜合應(yīng)用各學(xué)科知識(shí)解決實(shí)際問題，提高學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。

⑵ 協(xié)作性 學(xué)生以小組形式進(jìn)行學(xué)習(xí)，通過小組成員間的會(huì)話商討來完成規(guī)定的學(xué)習(xí)任務(wù)。

⑶ 體驗(yàn)性 強(qiáng)調(diào)教學(xué)過程中學(xué)生的參與性和體驗(yàn)性，即注重結(jié)果性知識(shí)，也注重問題解決中的過程性知識(shí)。

⑷ 情境性 學(xué)生在教師創(chuàng)設(shè)的問題情境中學(xué)習(xí)，可以體驗(yàn)到真實(shí)的生活，獲得社會(huì)性成長(zhǎng)。

2 問題導(dǎo)向的STEAM教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)

學(xué)生知識(shí)的獲取離不開一系列的學(xué)習(xí)活動(dòng)，學(xué)生在學(xué)習(xí)實(shí)踐活動(dòng)中思考問題，合作探究，評(píng)價(jià)反思，將學(xué)科知識(shí)不斷內(nèi)化為個(gè)人能力，進(jìn)而將能力運(yùn)用于解決實(shí)際問題中，因此教學(xué)活動(dòng)對(duì)學(xué)生知識(shí)以及能力的培養(yǎng)有獨(dú)特的價(jià)值[4]。本研究結(jié)合PBL教學(xué)模式，提出STEAM課堂的教學(xué)活動(dòng)框架，教學(xué)活動(dòng)策略包括：活動(dòng)目標(biāo)的制定、活動(dòng)方式、活動(dòng)過程以及活動(dòng)評(píng)價(jià)的設(shè)計(jì)。如圖1所示。

2.1 教學(xué)活動(dòng)目標(biāo)

教學(xué)目標(biāo)是教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)和實(shí)施的出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)[5]。在知識(shí)與技能上，促進(jìn)學(xué)生對(duì)多學(xué)科知識(shí)的深層學(xué)習(xí);在過程與方法上，通過問題激發(fā)學(xué)生思考與討論，引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用多學(xué)科知識(shí)解決現(xiàn)實(shí)情境的問題，完成項(xiàng)目任務(wù);在情感、態(tài)度和價(jià)值觀上，培養(yǎng)學(xué)生的合作意識(shí)及獨(dú)立思考能力，使學(xué)生獲得問題解決能力。

2.2 教學(xué)活動(dòng)方式

問題導(dǎo)向的STEAM課程教學(xué)活動(dòng)更加注重學(xué)生的自主學(xué)習(xí)以及合作學(xué)習(xí)。學(xué)生針對(duì)問題進(jìn)行思考，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)的能力，在小組合作中成員進(jìn)行交流討論。在STEAM教學(xué)活動(dòng)方式上，教師為學(xué)生提供知識(shí)技能基礎(chǔ)，引發(fā)學(xué)生將概念和生活相聯(lián)系，營(yíng)造學(xué)習(xí)任務(wù)的情境。教師承擔(dān)輔助者和引導(dǎo)者的角色，幫助學(xué)生明確與課堂活動(dòng)相關(guān)的問題，在課程中涉及多領(lǐng)域知識(shí)，使學(xué)生可以習(xí)得多學(xué)科知識(shí)，形成豐富的知識(shí)體系。

2.3 教學(xué)活動(dòng)過程

PBL教學(xué)模式強(qiáng)調(diào)以問題為導(dǎo)向展開教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力。STEAM教學(xué)重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)多學(xué)科融合和學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)，注重培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)以及合作交流能力。結(jié)合兩者的共同點(diǎn)進(jìn)行教學(xué)，更好地發(fā)揮二者優(yōu)勢(shì)。本研究中將教學(xué)活動(dòng)分成四個(gè)流程：新課導(dǎo)入、提出問題;小組討論，思想碰撞;學(xué)生匯報(bào)，教師總結(jié);學(xué)生反思，注重應(yīng)用。如圖2所示。

2.4 教學(xué)活動(dòng)評(píng)價(jià)

現(xiàn)有評(píng)價(jià)大多局限于學(xué)生的認(rèn)知領(lǐng)域，偏向于學(xué)科知識(shí)的考察，難以充分評(píng)價(jià)學(xué)生復(fù)雜思維、問題解決的能力以及隱性知識(shí)和態(tài)度層面的要素[6]。本研究從教學(xué)活動(dòng)出發(fā)，從知識(shí)習(xí)得、過程、情感、學(xué)生互評(píng)四個(gè)方面展開教學(xué)評(píng)價(jià)。首先是知識(shí)習(xí)得評(píng)價(jià)，考察學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握情況。其次是過程評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)學(xué)生的知識(shí)處理能力以及對(duì)所學(xué)知識(shí)的運(yùn)用能力。最后是情感評(píng)價(jià)，主要評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度、意識(shí)，學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)過程的反思，以及評(píng)價(jià)學(xué)生的合作交流能力與問題解決能力。最后是學(xué)生互評(píng)，通過評(píng)價(jià)量表讓學(xué)生評(píng)價(jià)自己的學(xué)習(xí)過程和成員的協(xié)作學(xué)習(xí)過程，以及作品評(píng)價(jià)。

3 問題導(dǎo)向的STEAM教學(xué)活動(dòng)案例

基于上述的教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)，本文以小學(xué)科學(xué)知識(shí)點(diǎn)《形狀與結(jié)構(gòu)》開展教學(xué)，教學(xué)主題為《橋》。

3.1 活動(dòng)目標(biāo)

本研究根據(jù)教學(xué)三維目標(biāo)來細(xì)化活動(dòng)目標(biāo)，具體設(shè)計(jì)如下。

知識(shí)與技能目標(biāo) 要求學(xué)生認(rèn)識(shí)各種不同類型的橋梁，熟練掌握橋梁結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的基礎(chǔ)知識(shí)，了解日常生活中常見事物的形狀與結(jié)構(gòu)。

過程與方法目標(biāo) 要求學(xué)生在繪制橋梁平面圖時(shí)，利用所學(xué)的形狀和數(shù)學(xué)知識(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)考慮到平面圖的美觀性。在橋梁搭建中，評(píng)估提供的材料工具，根據(jù)需要對(duì)材料進(jìn)行加工處理，能夠利用工程知識(shí)設(shè)計(jì)具有一定承受力的橋梁。

情感態(tài)度與價(jià)值觀 鍛煉學(xué)生主動(dòng)表達(dá)能力，培養(yǎng)學(xué)生的合作交流能力，形成團(tuán)隊(duì)意識(shí)和合作意識(shí)，使學(xué)生獲得綜合解決問題的能力。

3.2 活動(dòng)過程

活動(dòng)過程采用PBL教學(xué)模式，通過小組合作的學(xué)習(xí)方式。教學(xué)活動(dòng)經(jīng)過導(dǎo)入新課、提出問題、交流協(xié)作、總結(jié)反思以及實(shí)踐鞏固依次展開。

導(dǎo)入新課 教師引入橋梁工程問題，展示各種類型橋梁的結(jié)構(gòu)圖，引導(dǎo)學(xué)生評(píng)價(jià)橋梁的形狀和結(jié)構(gòu)。教師講解橋梁形狀和結(jié)構(gòu)的相關(guān)概念，讓學(xué)生了解到橋梁的類型、承重部位以及綜合運(yùn)用其他學(xué)科中各個(gè)知識(shí)點(diǎn)的科學(xué)原理。

提出問題 通過橋梁結(jié)構(gòu)圖的展示，讓學(xué)生討論如何提高橋梁的抗彎曲能力，根據(jù)小組討論，繪制出小組認(rèn)為最牢固的橋梁平面圖，小組討論如何利用提供的材料制作出一座橋梁？讓學(xué)生根據(jù)問題自主探索制作橋梁所需解決的問題，并通過討論，逐步解決問題。

交流協(xié)作 學(xué)生以小組形式交流討論，并嘗試解決教師提出的問題，通過改變紙片的寬度、厚度或形狀來驗(yàn)證紙片抗彎曲能力，在得到最大限度抗彎曲能力方案后，對(duì)橋梁形狀和結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，繪制出橋梁平面圖。根據(jù)提供的材料，小組選擇自己所需的材料，共同將平面圖搭建成實(shí)體橋梁模型，并為橋梁模型起名字，體現(xiàn)小組橋梁的獨(dú)特性。每個(gè)小組對(duì)制作好的橋梁進(jìn)行測(cè)試，逐步調(diào)整橋梁形狀和結(jié)構(gòu)，使其達(dá)到最大承重能力和抗彎曲能力。

總結(jié)反思 各個(gè)小組根據(jù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)小組制作的橋梁模型進(jìn)行評(píng)價(jià)，包括橋梁模型的承重能力以及抗彎曲能力。全班以小組形式匯報(bào)本組橋梁模型的制作過程以及如何解決教師提出的問題，并指出小組在制作橋梁時(shí)遇到的新問題和合作解決問題的過程。

實(shí)踐鞏固 課后每一位學(xué)生嘗試?yán)蒙磉叺牟牧瞎ぞ咧谱鳂蛄耗Ｐ?，制作過程中明確作品名稱、創(chuàng)意來源、所需素材等。使學(xué)生了解融合科學(xué)、數(shù)學(xué)、技術(shù)、工程和藝術(shù)相關(guān)知識(shí)和技能的過程。

3.3 活動(dòng)評(píng)價(jià)

在活動(dòng)結(jié)束后對(duì)學(xué)生進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。通過紙筆測(cè)驗(yàn)檢驗(yàn)學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)的掌握。在教學(xué)評(píng)價(jià)中，通過學(xué)生的學(xué)習(xí)和合作過程進(jìn)行評(píng)價(jià)（如表1）。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文研究了PBL教學(xué)模式在STEAM 課堂教學(xué)的運(yùn)用，用案例進(jìn)一步說明以問題導(dǎo)向下的STEAM課堂教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)能夠很好地培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)及能力。但同時(shí)，此類課堂教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)方法的具體運(yùn)用對(duì)任課教師的科學(xué)素養(yǎng)和知識(shí)面也有較高的要求，對(duì)授課教師的應(yīng)變能力和把控教學(xué)現(xiàn)場(chǎng)能力也提出了一定的要求，因而，教師也要不斷學(xué)習(xí)各方面知識(shí)，提升自身綜合素質(zhì)，這樣才能更好的啟發(fā)/啟迪學(xué)生，成為他們的解惑者和引路人。

參考文獻(xiàn)（References）：

[1] 張屹，趙亞萍，何玲，白清玉.基于STEM的跨學(xué)科教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐[J].現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育研究，2017.6：75-84

[2] 張悅穎，沈祖蕓.小學(xué)STEM教育時(shí)間路徑與方法——上海市世界外國(guó)語(yǔ)小學(xué)的探索（第一版）[M].上?？萍冀逃霭嫔?，2011.

[3] （美）826全美，林悅.基于課程標(biāo)準(zhǔn)的STEM教學(xué)設(shè)計(jì)：有趣有料有效的STEM跨學(xué)科培養(yǎng)教學(xué)方案[M].中國(guó)青年出版社，2018.

[4] 陳明選，張寧.基于高中信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)的學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)[J].中國(guó)電化教育，2019.1：87-93

[5] 黃祥勇，董克強(qiáng).再談教學(xué)目標(biāo)的制定[J].中國(guó)教師，2016.21：62-65

[6] 郭寶仙.核心素養(yǎng)評(píng)價(jià)：國(guó)際經(jīng)驗(yàn)與啟示[J].教育發(fā)展研究，2017.4：48-55