呂世奇

摘 要：近兩年，STEAM課程在中國逐步發(fā)展，因其跨學(xué)科的特性而受到我國教育界的廣泛關(guān)注，它包含運(yùn)用了科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)等幾門學(xué)科的學(xué)科能力、學(xué)科素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生多方面能力，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生多方面的發(fā)展。因STEAM課程廣泛流行，很多中小學(xué)開設(shè)了相關(guān)STEAM課程，教師對其教學(xué)策略的研究逐步實(shí)施，以問題為導(dǎo)向的教學(xué)模式（PBL教學(xué)模式）也在主導(dǎo)著STEAM課程的教學(xué)，文章針對PBL教學(xué)模式下STEAM課程教學(xué)策略進(jìn)行研究分析。

關(guān)鍵詞：PBL；STEAM課程；教學(xué)策略

中圖分類號(hào)：G434 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-8454（2017）18-0035-04

一、PBL教學(xué)模式下STEAM課程概述

以問題為導(dǎo)向的教學(xué)方法（Problem-Based Learning，PBL），是基于現(xiàn)實(shí)世界的以學(xué)生為中心的教育方式，最早起源于醫(yī)學(xué)教育中，目前已成為國際上較流行的一種教學(xué)方法。PBL強(qiáng)調(diào)以問題解決為中心，多種學(xué)習(xí)途徑相整合，這與STEAM課程教學(xué)有很大的相似之處，STEAM課程是多學(xué)科融合的課程，包括科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、藝術(shù)（Arts）、數(shù)學(xué)（Mathematics）等學(xué)科，強(qiáng)調(diào)跨學(xué)科特性并且重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力，STEAM課程的引入大多是以問題的提出為起點(diǎn)進(jìn)行課程的研究。所以在STEAM課程中，PBL教學(xué)模式是起到主導(dǎo)作用的，我們就需要對PBL教學(xué)模式下STEAM課程教學(xué)策略進(jìn)行研究。

與傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)不同，PBL教學(xué)模式強(qiáng)調(diào)以學(xué)生自主學(xué)習(xí)為主，而不是以教師講授為主，它設(shè)計(jì)真實(shí)性任務(wù)，強(qiáng)調(diào)把學(xué)習(xí)設(shè)置到復(fù)雜的、有意義的問題情景中，通過學(xué)習(xí)者的自主探究和合作來解決問題，從而學(xué)習(xí)隱含在問題背后的科學(xué)知識(shí)，形成解決問題的技能和自主學(xué)習(xí)的能力。[1]

STEAM課程由上世紀(jì)80年代美國為提升國家競爭力、勞動(dòng)力、創(chuàng)新力而提出的“STEAM”教育戰(zhàn)略衍生而來，目的是促進(jìn)學(xué)科的融合，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)，STEAM教育被譽(yù)為美國的“素質(zhì)教育”，美國的STEAM教育研究中心認(rèn)為，美國未來的經(jīng)濟(jì)發(fā)展主要取決于各類工作人員在STEAM領(lǐng)域的工作渠道能否提高其自身的素質(zhì)，所以美國決定長期實(shí)施STEAM教育，來帶動(dòng)美國整體發(fā)展，STEAM教育逐漸發(fā)展為包容性更強(qiáng)的跨學(xué)科綜合素質(zhì)教育[2]。美國為實(shí)施STEAM課程教育專門建立了STEAM中學(xué)，面向未來科技的多個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行教學(xué)，真正做到了學(xué)科融合。在美國，學(xué)生可以申請經(jīng)費(fèi)、得到專家的指導(dǎo)，學(xué)校為表現(xiàn)好的學(xué)生設(shè)立大學(xué)先修課程，提高了學(xué)生在這些領(lǐng)域的知識(shí)及科研水平。提出可以結(jié)合科學(xué)情景、工業(yè)情景、生活情境來設(shè)計(jì)問題項(xiàng)目，讓學(xué)生進(jìn)行原創(chuàng)性研究。[3]

PBL教學(xué)模式強(qiáng)調(diào)以問題的提出為起點(diǎn)，學(xué)生一切學(xué)習(xí)的內(nèi)容都是以問題為主軸所架構(gòu)的，在提出問題的基礎(chǔ)上，強(qiáng)調(diào)組建學(xué)習(xí)小組，進(jìn)行合作探究，小組內(nèi)確定學(xué)習(xí)目標(biāo)并進(jìn)行充分的學(xué)習(xí)，以學(xué)生為中心，學(xué)生必須擔(dān)負(fù)起學(xué)習(xí)的責(zé)任，教師起到的是指導(dǎo)作用，而不是像傳統(tǒng)教學(xué)模式那樣采取知識(shí)灌輸?shù)姆绞竭M(jìn)行教學(xué)，不但對本專業(yè)、本課程內(nèi)容熟練掌握，還應(yīng)當(dāng)扎實(shí)掌握相關(guān)學(xué)科知識(shí)，并要具備提出問題解決問題的能力、靈活運(yùn)用知識(shí)的能力、嚴(yán)密的邏輯思維能力、良好的組織管理能力、控制課堂節(jié)奏的技巧等。教師應(yīng)該熟悉教學(xué)大綱和學(xué)生的能力情況，這樣才能規(guī)劃好學(xué)習(xí)的重點(diǎn)、難點(diǎn)，制定有針對性的討論提綱，控制課堂節(jié)奏。[5]

二、PBL教學(xué)模式下STEAM課程教學(xué)模型分析

PBL教學(xué)模式在STEAM課程中的教學(xué)綜合了PBL教學(xué)策略，以及STEAM課程的基本特征，兩者之間有很大的共同點(diǎn)。STEAM課程重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)多學(xué)科融合和學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)，著重培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)以及合作交流能力。PBL重點(diǎn)就是圍繞著問題的提出去展開，培養(yǎng)學(xué)生解決問題的思維流程，這也是STEAM課程的重點(diǎn)。

基于論述的教學(xué)流程，制作教學(xué)模型如圖1所示。

此模型分為三部分進(jìn)行討論，一是課堂講課的基本流程，起著主導(dǎo)作用，是課堂的核心，還有兩個(gè)部分分別是教師的行為和學(xué)生的行為。在開始課程之后，教師需要設(shè)置情景，導(dǎo)入新課，提出問題，分析問題，通過問題的引入激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，教師在此過程中起到的是引導(dǎo)作用，提出問題，展示情景。接下來就是觀察思考探索交流，在此過程中學(xué)生以小組為單位對問題進(jìn)行探索，并且安排好分工合作，探討問題，共同解決問題，繼而總結(jié)反思，意義構(gòu)建。學(xué)生在此過程中的行為重點(diǎn)是進(jìn)行總結(jié)，小組匯報(bào)解決問題的成果，教師對此進(jìn)行點(diǎn)評并且指出不足，總結(jié)成果。最后是理論聯(lián)系實(shí)際，進(jìn)行鞏固提高，學(xué)生對教師的觀點(diǎn)進(jìn)行反思，并且進(jìn)行思維的拓展，整理最終結(jié)果，教師在此過程中起到的作用就是對學(xué)生不理解的問題進(jìn)行適當(dāng)?shù)闹更c(diǎn)及糾正，使學(xué)生有所收獲。

三、PBL教學(xué)模式下STEAM課程教學(xué)策略簡述

現(xiàn)在STEAM課程教學(xué)廣泛流行，PBL教學(xué)模式也與STEAM課程教育緊密結(jié)合，共同打造優(yōu)質(zhì)的課堂，基于此，對于教學(xué)策略需要進(jìn)行深入探究（見圖2）。

（1）聚焦解決問題：STEAM課程下PBL教學(xué)模式的教學(xué)一切都是以引入問題、解決問題為中心進(jìn)行的，在此目標(biāo)下，需要交代學(xué)習(xí)任務(wù)，安排完整任務(wù)，形成任務(wù)序列，當(dāng)內(nèi)容在聯(lián)系現(xiàn)實(shí)世界問題的情境中加以呈現(xiàn)，學(xué)生介入到解決生活實(shí)際問題時(shí)，才能促進(jìn)學(xué)習(xí)。

以Scratch游戲編程項(xiàng)目為例說明應(yīng)該如何進(jìn)行問題的引入，可以先讓學(xué)生玩游戲范例，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，在游戲過程中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生思考游戲是怎么實(shí)現(xiàn)的、游戲的分?jǐn)?shù)是如何計(jì)算的、過關(guān)的條件是什么，在這個(gè)過程中，學(xué)生就會(huì)進(jìn)行思考，以便于后續(xù)課程的進(jìn)行，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生帶著問題進(jìn)行學(xué)習(xí)探索。[6]

（2）激活原有知識(shí)：教師需要幫助學(xué)生回憶原有經(jīng)驗(yàn)及知識(shí)，并且讓學(xué)生在討論交流合作、探尋新知的過程中形成新的經(jīng)驗(yàn)，明晰知識(shí)結(jié)構(gòu)，激活原有的知識(shí)對于探究新的知識(shí)起到了重要作用。endprint

（3）展示論證新知：教師應(yīng)該緊扣教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行施教，在STEAM課堂中，由于學(xué)科綜合的特性，在學(xué)生合作探討交流的過程中，教師應(yīng)及時(shí)提供學(xué)習(xí)指導(dǎo)，鼓勵(lì)學(xué)生利用多種學(xué)科進(jìn)行知識(shí)的解決，并且善用教學(xué)媒體促進(jìn)學(xué)生對于新知識(shí)的掌握。

比如在Scratch游戲編程中，教師應(yīng)該帶領(lǐng)學(xué)生初步了解Scratch編程界面，讓學(xué)生進(jìn)行自主操作，合作探究，有不懂的問題向教師請教，教師根據(jù)學(xué)生提出的問題加以引導(dǎo)。教師在引導(dǎo)過程中可以提醒學(xué)生利用其他學(xué)科的知識(shí)解決問題，比如Scratch中，不僅用到簡單的編程知識(shí)，還需要畫圖等設(shè)計(jì)性知識(shí)，以及數(shù)學(xué)知識(shí)來解決問題。

（4）嘗試應(yīng)用練習(xí)：在STEAM課堂中，因教學(xué)目標(biāo)復(fù)雜多樣，學(xué)習(xí)成果也圍繞不同學(xué)科進(jìn)行說明，所以在掌握新知識(shí)或者新的經(jīng)驗(yàn)后，應(yīng)該緊扣目標(biāo)進(jìn)行應(yīng)用練習(xí)，查漏補(bǔ)缺。

（5）融會(huì)貫通掌握：在掌握探索新的知識(shí)并且得到一定的成果后，就需要進(jìn)行查漏補(bǔ)缺，教師應(yīng)提出意見，并且使學(xué)生反思自己的不足，進(jìn)而教師給出意見，對學(xué)生的成果進(jìn)行完善和提高，將成果更好地靈活運(yùn)用。[7]

四、PBL教學(xué)模式下STEAM課程教學(xué)策略案例分析

PBL教學(xué)模式是基于問題進(jìn)行的，在STEAM課程中也起到了主導(dǎo)作用，所以在STEAM課堂中，以PBL思想為主導(dǎo)的教學(xué)就顯得尤為重要，我們應(yīng)該對在PBL教學(xué)模式下的STEAM課程教學(xué)策略進(jìn)行研究和分析。

以3D打印技術(shù)課程為例，現(xiàn)階段3D 打印技術(shù)在社會(huì)上應(yīng)用非常廣泛，并且已經(jīng)融入到校園活動(dòng)之中，很多學(xué)校都有3D 打印設(shè)備，3D 打印課程也是STEAM課程的重點(diǎn)，為STEAM 教育的融合提供了強(qiáng)大的創(chuàng)新理念，搭建了技術(shù)平臺(tái)。將3D打印技術(shù)引入課堂，就需要進(jìn)行教學(xué)策略的設(shè)計(jì)研究，在課堂上給學(xué)生展示 3D 打印產(chǎn)品、講解 3D 打印技術(shù)，讓學(xué)生親自設(shè)計(jì)圖案并打印制作，對此，教師應(yīng)該制定課程的教學(xué)策略，來實(shí)現(xiàn)3D打印STEAM課程。

（1） 了解不熟悉的術(shù)語：PBL教學(xué)模式就是基于問題的學(xué)習(xí)，在課程開始之前，應(yīng)該對問題所包含的術(shù)語進(jìn)行了解，對術(shù)語的理解是一節(jié)課程的關(guān)鍵因素。

3D打?。?D Printing）的設(shè)計(jì)過程是：先通過計(jì)算機(jī)建模軟件建模，再將建成的三維模型“分區(qū)”成逐層的截面，即切片，從而指導(dǎo)打印機(jī)逐層打印。

（2）界定問題：設(shè)置問題首先可以確定學(xué)習(xí)目標(biāo)，讓學(xué)生帶著問題去發(fā)現(xiàn)和探索交流，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。其次，還可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生在興趣中學(xué)習(xí)，會(huì)使問題變的容易解決。比如在3D 打印課程中需要讓學(xué)生利用3D 打印技術(shù)制造一個(gè)汽車模型，提出問題后，學(xué)生就要綜合各個(gè)學(xué)科知識(shí)進(jìn)行研究并模型的整體規(guī)劃，讓學(xué)生在解決問題的同時(shí)，學(xué)習(xí)多學(xué)科的知識(shí)，開拓學(xué)生的思維。

（3）頭腦風(fēng)暴，對可能的假設(shè)或解釋進(jìn)行集體討論：引出了問題之后，確定了以利用3D打印技術(shù)來制造一個(gè)汽車模型。學(xué)生可以在教師引導(dǎo)下，根據(jù)不同的目標(biāo)不同的人物組建不同的學(xué)習(xí)小組，組內(nèi)同學(xué)進(jìn)行分工合作，例如需要哪些人進(jìn)行資料的收集，應(yīng)該用什么汽車模型；哪些人需要技術(shù)的支持，3D打印設(shè)備如何進(jìn)行前期的準(zhǔn)備；哪些人需要繪制框圖，這就利用到數(shù)學(xué)的知識(shí)、模型如何繪制、汽車?yán)锩娴目蚣軕?yīng)該如何打印等。教師也可以通過群和共同平臺(tái)的方式對學(xué)生進(jìn)行啟發(fā)和引導(dǎo)，幫助學(xué)生解決實(shí)現(xiàn)目標(biāo)過程中遇到的各種問題，比如教師需要讓學(xué)生了解3D 打印技術(shù)，在打印過程中需要注意什么問題，如何搜集相關(guān)資料等等。

（4） 重新結(jié)構(gòu)化問題，對問題嘗試性解決：指對某一問題的解決及方法，能用確定的模型或語言描述，以適當(dāng)?shù)姆椒óa(chǎn)生決策方案，并能從多種方案中選擇最優(yōu)的決策。在分配好小組成員以及任務(wù)之后，需要對已完成模型的制作進(jìn)行交流探討，在完成制作的過程中，需要小組成員一起探究各自方案，然后選出最佳方案。

（5）界定學(xué)習(xí)目標(biāo)，以上步驟為學(xué)生小組討論：學(xué)習(xí)目標(biāo)的制定是學(xué)習(xí)者對于課題方向的把握，是研究教學(xué)策略的一個(gè)重要組成部分，是學(xué)生強(qiáng)化問題意識(shí)，以形成學(xué)生自主學(xué)習(xí)的動(dòng)力系統(tǒng)，調(diào)整并改善學(xué)生認(rèn)知過程的結(jié)構(gòu)程序和操作方法。學(xué)習(xí)目標(biāo)原則上應(yīng)簡短、明確、易掌握，做到直觀并且容易反饋。當(dāng)小組掌握一定的方案后，共同制定在3D打印中應(yīng)達(dá)到怎樣的預(yù)期效果。

（6）收集信息和個(gè)人學(xué)習(xí)：在PBL教學(xué)模式中，學(xué)生由知識(shí)的被動(dòng)接受者轉(zhuǎn)變?yōu)樽灾鲗W(xué)習(xí)者、合作者和研究者，成為學(xué)習(xí)的主體。學(xué)生要從關(guān)注理論學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)殛P(guān)注理論的實(shí)際應(yīng)用，從注重傾聽轉(zhuǎn)變?yōu)樯朴诮涣?，亦善于傾聽。小組成員要根據(jù)之前組內(nèi)所探究出的方案，進(jìn)行獨(dú)立的信息整理和學(xué)習(xí)，并得出自己的學(xué)習(xí)結(jié)論。

（7）共享收集到的和個(gè)人學(xué)習(xí)的信息，小組報(bào)告討論：在此過程中，學(xué)習(xí)者依照所制定的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，在教師指導(dǎo)下先在小組內(nèi)部對自己的學(xué)習(xí)過程及結(jié)果進(jìn)行評價(jià)，以改善其不足，然后各小組之間相互進(jìn)行信息的分析和評價(jià)，共享學(xué)習(xí)成果。最后，教師再對學(xué)習(xí)中的不足及學(xué)習(xí)內(nèi)容加以歸納補(bǔ)充。

PBL教學(xué)過程中教師慢慢“隱退”，僅在關(guān)鍵時(shí)刻起到點(diǎn)撥、支架（scaffolding）與教練（coach）的作用，教師不再是唯一的知識(shí)庫，而是知識(shí)建構(gòu)的促進(jìn)者（facilitator）、學(xué)科專家、信息的咨詢者。

教學(xué)案例流程圖如圖3所示。

五、綜述

根據(jù)教學(xué)案例的分析，STEAM課程的教學(xué)策略需要完善并加以運(yùn)用，總體來說，PBL教學(xué)模式下STEAM課程教學(xué)策略應(yīng)該重點(diǎn)掌握如下內(nèi)容：

（1）促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)：STEAM課程強(qiáng)調(diào)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，自主探究，傳統(tǒng)教學(xué)中，教師是課程的主體，STEAM課程要求教師作為學(xué)生的引導(dǎo)者、知識(shí)的傳遞者，經(jīng)過學(xué)情分析和教材把握，通過科學(xué)、合理的設(shè)計(jì)使學(xué)生收獲知識(shí)，提升能力，而不僅僅只是以知識(shí)的講授為主，使課堂變得枯燥乏味，教師應(yīng)該起到引導(dǎo)作用，讓學(xué)生自己積極主動(dòng)探索，成為學(xué)習(xí)的主人。endprint

（2）以問題和興趣為導(dǎo)向進(jìn)行教學(xué)：PBL教學(xué)模式強(qiáng)調(diào)的是基于問題的學(xué)習(xí)，也是STEAM課程的教學(xué)關(guān)鍵，教師應(yīng)抓住時(shí)機(jī)，加以引導(dǎo)，使學(xué)生形成真正的學(xué)習(xí)興趣。教師應(yīng)為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個(gè)良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，努力激發(fā)學(xué)生主動(dòng)探索的愿望，引導(dǎo)學(xué)生的想象和思維，熱情鼓勵(lì)學(xué)生的每一點(diǎn)進(jìn)步， 耐心點(diǎn)撥學(xué)生的每一個(gè)困惑， 使學(xué)生在“學(xué)會(huì)”和“會(huì)學(xué)”中不斷取得進(jìn)步。通過問題的提出，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，以問題為主要線索，讓學(xué)生之間進(jìn)行知識(shí)的探討與交流，既培養(yǎng)了學(xué)生合作的精神，又可以促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)效率的提升。[9]

（3）多學(xué)科綜合性學(xué)習(xí)：STEAM課程強(qiáng)調(diào)學(xué)科綜合性，一個(gè)問題的解決需要多學(xué)科的知識(shí)進(jìn)行輔助教學(xué)，所以，面對一個(gè)問題，在思索如何解決時(shí)，教師應(yīng)該積累其他學(xué)科的知識(shí)并進(jìn)行整理綜合，對學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力。

（4）注意信息反饋、檢查教學(xué)質(zhì)量：對教學(xué)進(jìn)行總結(jié)是教師實(shí)施教學(xué)中非常重要的一步，STEAM教學(xué)模式中，教師通過問題引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，讓學(xué)生進(jìn)行自主探究，因教師起到的是引導(dǎo)作用，所以對于教學(xué)結(jié)果應(yīng)該更加注重，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，以便于下次課程中對學(xué)生進(jìn)行改正與指導(dǎo)。在教學(xué)中可以通過設(shè)置相關(guān)的理論題和有框架的作業(yè)設(shè)計(jì)模式，來強(qiáng)化學(xué)生對信息技術(shù)基本要領(lǐng)的理解情況和實(shí)際操作能力，或根據(jù)學(xué)生回答問題和作業(yè)設(shè)計(jì)所反饋出的信息，分析學(xué)生接受知識(shí)的程度，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行重點(diǎn)的有針對性的指導(dǎo)，通過溝通信息、了解要求，必然能使信息技術(shù)的教學(xué)質(zhì)量有明顯的提高。[10]

綜上所述，PBL教學(xué)模式在STEAM教學(xué)中起到了很好的引導(dǎo)作用，STEAM課程逐步發(fā)展，可以很好的促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)方式。要呈現(xiàn)STEAM課程的有效性，真正促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力、問題解決能力的提高及個(gè)性化的發(fā)展離不開教學(xué)策略的運(yùn)用，所以，應(yīng)逐步探索STEAM課程的教學(xué)策略，將STEAM課程廣泛應(yīng)用于教育教學(xué)中，真正讓學(xué)生學(xué)有所得。

參考文獻(xiàn)：

[1]唐亞平.論P(yáng)BL教學(xué)法中問題的設(shè)計(jì)[J].中國醫(yī)藥導(dǎo)報(bào)，2007（1）.

[2]謝瓊.STEAM 教育與綜合實(shí)踐活動(dòng)課程融合淺談[J].成才，2016（6）.

[3]陳瑩.玩的就是學(xué)科“跨界”[J].創(chuàng)新時(shí)代，2016（8）.

[4]余勝泉，胡翔.STEM教育理念與跨學(xué)科整合模式[J].開放教育研究，2015（4）.

[5]高云峰.創(chuàng)客與STEAM教育結(jié)合的實(shí)踐[J].力學(xué)與實(shí)踐，2016（1）.

[6]葉天萍.STEAM課程的五大教學(xué)策略[J].中小學(xué)信息技術(shù)教育，2016（7）.

[7]盛群力.五星教學(xué)模式對課程教學(xué)改革的啟示[J].教育發(fā)展研究，2007（12）.

[8]陳麗虹.網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下PBL教學(xué)模式的研究與應(yīng)用[J].中國遠(yuǎn)程教育，2010（11）.

[9]陳潔.中學(xué)信息技術(shù)教學(xué)策略構(gòu)建[J].電化教育研究，2008（5）.

[10]程旭.淺談信息技術(shù)教學(xué)策略[J].中國遠(yuǎn)程教育，2010（11）.

（編輯：魯利瑞）endprint