張文岑

STEAM教育最早是在美國提出的，由STEM教育演變而來。STEM教育偏重理科素養(yǎng)的培養(yǎng)，其核心是“做什么”“怎么做”，2006年將藝術(shù)（ART）這個人文因素放到STEM教育中，形成了現(xiàn)在人們所說的STEAM教育。雖然不同學(xué)者對STEAM教育的理解不同，但是其理念是一致的：STEAM教育是一種創(chuàng)新的教育理念，滲透及有機統(tǒng)一各學(xué)科的知識和方法，力圖解決實際生活中的問題，并在這個過程中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、解決問題的能力等高階思維能力。

皮亞杰認為兒童認知發(fā)展過程劃分為四個階段，分別是感知運動階段（0～2歲）、前運算階段（2～7歲）、具體運算階段（7～11歲）、形式運算階段（11歲以后）。小學(xué)低年段兒童處于前運算階段，基于此階段兒童的認知特點，STEAM教育設(shè)計以直觀、鮮艷、夸張的物品為活動載體，吸引兒童興趣，并隨著兒童年齡增長，加大了工程、數(shù)學(xué)、技術(shù)等方面的比重。

一、STEAM社團“神奇的紙電路”課程設(shè)計

珠海市香洲區(qū)潮聯(lián)學(xué)校以“讓教育激發(fā)生命活力”為辦學(xué)理念，整合資源，提供更多選擇、更多參與、更多場景的課程，讓多樣化的課程回歸兒童、服務(wù)兒童，引領(lǐng)兒童成長。學(xué)校相繼推出了“生活家”“創(chuàng)想家”和“航海家”等課程，受到學(xué)生的普遍歡迎。其中一至三年級學(xué)生開設(shè)每周一節(jié)“創(chuàng)想家”選修課程，共17門。筆者綜合以往的教學(xué)實踐以及“創(chuàng)想家”課程的特點，按照STEAM教育內(nèi)涵要求，結(jié)合潮聯(lián)學(xué)?，F(xiàn)有一至三年級低年段學(xué)生的情況，在“創(chuàng)想家”課程及社團活動中進行了一些初步的探索，形成了“紙電路”（是指利用導(dǎo)電膠帶、LED燈、觸控開關(guān)代替電學(xué)實驗中的導(dǎo)線、小燈泡、燈座、單刀單擲開關(guān)等實驗原件進行電路連接，使原本比較復(fù)雜的電路實驗變得模塊化，使低年段兒童容易操作）為代表的STEAM社團活動。

1.“神奇的紙電路”課程綱要

課程類型：創(chuàng)想課程;課程名稱：神奇的紙電路;授課對象：二到三年級學(xué)生;授課時間：周五“創(chuàng)想家”課程時間。

課程目標(biāo)：①通過活動，認識電源、開關(guān)、導(dǎo)線、小燈泡，學(xué)習(xí)一些最基本的電學(xué)知識;②通過“做中學(xué)”，提高學(xué)生的動手操作能力、創(chuàng)新實踐能力、勞動實踐能力和審美能力;③通過基于問題的學(xué)習(xí)，體驗跨學(xué)科的活動樂趣，激發(fā)學(xué)生對電路知識探索的熱情。

課堂教學(xué)策略：①活動化教學(xué)：課堂教學(xué)貫穿于各種實踐活動當(dāng)中，學(xué)生積極主動參與，在做中學(xué);②微課翻轉(zhuǎn)教學(xué)：通過教師的微信群，爭取每周推出課程預(yù)告;③激勵評價：通過分享課堂學(xué)習(xí)剪影進行激勵，制作成品進行展覽并投票。

活動組織策略：①材料準(zhǔn)備：學(xué)生通過微信群了解要準(zhǔn)備的材料，由家長協(xié)助完成準(zhǔn)備工作;②合作分享：人人動手，同時開展小組合作，并進行各種分享;③成果展示：與家人、老師和同學(xué)分享每個主題的制作成果，并拍照留念，展示作品的照片，分享制作美篇。

評價內(nèi)容：①材料準(zhǔn)備情況;②活動參與程度;③作品創(chuàng)意、美感;④合作交流程度;⑤情意興趣狀況;⑥課后家庭探究。

成果展示會：①每個主題布置一次作品展，邀請家長、老師參觀;②發(fā)布5～8次美篇制作內(nèi)容，向所有人展示學(xué)習(xí)成果。

2.“神奇的紙電路”課程計劃（見表1）

3. 主題課程開展的模式

每個主題課程都是基于情境設(shè)置的學(xué)習(xí)探究任務(wù)，通過引入問題、確定需求、設(shè)計制作、測試改進、分享評價等環(huán)節(jié)，有效提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，鍛煉學(xué)生的動手實踐能力、創(chuàng)新思維能力、解決問題能力和團隊合作能力等高階思維能力。

4. 評價量表

根據(jù)主題課程開展的流程，基于低年段兒童的操作能力和實際情況，對評價量表進行了四個方面、五個維度的設(shè)計，采用低年段兒童容易操作的填涂、涂色方式進行。

二、課程教學(xué)案例“生日王冠”

1. 案例背景

“生日王冠”是在社團中開設(shè)的“創(chuàng)意紙電路”課程。首先提出一個大家常見的真實情境：“小潮”（邀請某位同學(xué)扮演）的生日就要到了，每年過生日吃蛋糕時候，他都是戴著蛋糕店里常用的普通頭飾。今年他參加了“創(chuàng)意紙電路”社團，請你利用所學(xué)知識，為他設(shè)計并制作一頂炫酷亮燈的生日王冠。

2. 涉及學(xué)科

科學(xué)：正確地使用紙電路相關(guān)實驗器材，串聯(lián)2～3個LED貼片燈。

數(shù)學(xué)：根據(jù)客戶“小潮”的需求，使用軟尺測量他的頭圍。

工程：設(shè)計和制作一個卡紙王冠模型，并且根據(jù)小潮的需求，定制其滿意的顏色、裝飾，進行測試改進。

技術(shù)：使用剪刀、膠水、直尺、軟尺、導(dǎo)電膠帶等進行制作。

藝術(shù)：整個過程貫穿設(shè)計理念，使王冠模型更加美觀、實用。

3. 使用材料

卡紙、剪刀、直尺、軟尺、紐扣電池、觸控開關(guān)模塊、貼片式LED燈、導(dǎo)電膠帶。

4. 學(xué)習(xí)目標(biāo)

（1）教師講授紙電路知識，讓學(xué)生掌握紙電路串聯(lián)LED的方法，學(xué)習(xí)電學(xué)知識原理。

（2）學(xué)習(xí)創(chuàng)作生日王冠產(chǎn)品，提高學(xué)生的設(shè)計、創(chuàng)造、動手能力。

（3）小組合作制作生日王冠，培養(yǎng)學(xué)生的交流合作能力。

（4）整合各方面知識，動手操作，獲得生日王冠的成品，激發(fā)學(xué)生對制作產(chǎn)品、探究電學(xué)知識的學(xué)習(xí)熱情。

5. 活動設(shè)計

學(xué)生以學(xué)習(xí)記錄單為藍本，可亮燈的生日王冠進行項目的研究和討論。通過引入問題→確定需求→設(shè)計制作→測試改進→分享評價等環(huán)節(jié)開展課程，一共3課時，具體活動內(nèi)容見表3。

三、“神奇的紙電路”課程成效

在“神奇的紙電路”STEAM校本教學(xué)中，采用了分層培養(yǎng)的方式：科學(xué)課上，教每一名學(xué)生使用常見的紙電路材料來點亮LED燈;“創(chuàng)想家課程”社團活動時間，為學(xué)生提供場地和更豐富的器材，在教師指導(dǎo)下，有興趣的學(xué)生在邊玩邊學(xué)中實現(xiàn)自己的STEAM創(chuàng)意;組織創(chuàng)想節(jié)活動和學(xué)生比賽活動，讓有特長的學(xué)生得到全面的鍛煉和提升。

在近年的教學(xué)實踐活動中，圍繞紙電路開展的STEAM活動促進了教師和學(xué)生的雙向成長，成效較為顯著。

1. 提升了學(xué)生的高階思維能力

科學(xué)課、創(chuàng)想家課程中開設(shè)的涉及立體制作、建筑設(shè)計、場景搭建、紙電路綜合應(yīng)用的“點亮城市之光”小組活動，深受學(xué)生喜愛，培養(yǎng)了全體學(xué)生的動手能力、團隊協(xié)作能力、創(chuàng)新能力、解決問題能力等高階思維能力。學(xué)生把自己的制作成果的照片通過問卷星制作成二維碼向全校師生發(fā)布，邀請師生進行投票，極大地激發(fā)了學(xué)生對STEAM活動的興趣和熱情，讓STEAM活動不再是少數(shù)幾個學(xué)生參與的活動。

2. 提供了展示特長的舞臺

學(xué)生制作的“印染花布與STEAM燈飾”實驗視頻，在香洲區(qū)“快樂430”活動中向全區(qū)中小學(xué)生播出，在區(qū)內(nèi)、校內(nèi)形成了良好的示范作用。

3. 促進了教師的專業(yè)成長

教師利用紙電路、卡紙模型以解決真實情境問題——以“幫教學(xué)樓加裝燈”為主題的STEAM活動教學(xué)錄像課“讓更多的小燈泡亮起來”，獲得了2019年“一師一優(yōu)課”省級優(yōu)課的榮譽。

隨著學(xué)生年齡的增長，以及學(xué)生認知、動手能力的發(fā)展，“神奇的紙電路”課程可以圍繞更多電學(xué)知識展開，如豐富用電器項目的內(nèi)容，加入傳感器、光控模塊、聲控模塊、觸控模塊等，還可與Arduino平臺相結(jié)合、與建筑設(shè)計理念相結(jié)合，以項目式學(xué)習(xí)為形式，以解決問題為導(dǎo)向，開發(fā)一系列適合小學(xué)中高年級學(xué)生開展的課程，逐漸形成“點亮城市之光”STEAM社團系列課程，最終完成小學(xué)全階段培養(yǎng)體系的課程建設(shè)。