俞曉東

摘要小學(xué)科學(xué)課在教學(xué)形式上與STEAM有著先天的共性，二者有交集卻不能等同。本文嘗試?yán)迩蹇茖W(xué)課與STEAM在課程理念上的交集，挖掘STEAM理念的核心內(nèi)涵，辨析當(dāng)前科學(xué)課融合STEAM教學(xué)中暴露的典型誤區(qū)，探索科學(xué)課與STEAM的融合方向，以STEAM理念優(yōu)化教學(xué)組織形式，更有效地落實課程目標(biāo)。

關(guān)鍵詞 小學(xué)科學(xué)課 STEAM理念 課程目標(biāo)

中圖分類號：G424文獻(xiàn)標(biāo)識碼：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.30.042

Reflections on the Implementation of STEAM Teaching

YU Xiaodong

（Zhejiang Deqing Qianyuan Central Primary School， Huzhou， Zhejiang 313216）

Abstract： The teaching form of science course in primary school has inherent commonalities with steam， but they have intersection but cannot be equated. This paper attempts to clarify the intersection of science course and steam in the curriculum concept， excavate the core connotation of steam concept， analyze the typical misun？ derstandings exposed in the current science course integration steam teaching， explore the integration direction of science course and steam， optimize the teaching organization form with steam concept， and more effectively implement the curriculum objectives.

Keywords： primary school science course； STEAM concept； course objectives

小學(xué)科學(xué)課由于其實踐性、綜合性等特點，在課程理念上與STEAM教育不謀而合，有著與STEAM教育共生的先天基礎(chǔ)。當(dāng)前，科學(xué)課融合STEAM教學(xué)尚處于探索階段，科學(xué)教師在理解STEAM理念、制定STEAM教學(xué)策略、實施STEAM教學(xué)活動等方面存在著困惑和分歧。本文嘗試?yán)迩蹇茖W(xué)課與STEAM在課程理念上的交集，挖掘STEAM理念的核心內(nèi)涵，辨析當(dāng)前科學(xué)課融合STEAM教學(xué)中暴露的典型誤區(qū)，探索科學(xué)課與STEAM的融合方向，以STEAM理念優(yōu)化教學(xué)組織形式，更有效地落實課程目標(biāo)。

課程交集——科學(xué)課與STEAM存在理念共性卻不等同

STEAM是一門課程，還是一種理念，這個問題現(xiàn)在已經(jīng)逐漸清晰起來了。STEAM作為一門課程存在是事實，而在科學(xué)課上，基于科學(xué)課程內(nèi)容開展STEAM教學(xué)時，STEAM自然作為一種理念被應(yīng)用。經(jīng)過一定的實踐研究后，很多科學(xué)教師發(fā)現(xiàn)STEAM理念下的科學(xué)課似乎放大了學(xué)習(xí)情境的創(chuàng)設(shè)、方案設(shè)計、評價量規(guī)等要素，但是這些教學(xué)要素在STEAM興起之前就已經(jīng)在科學(xué)課堂教學(xué)中被提倡使用了。因此他們困惑，STEAM是不是就是舊理念冠了新名詞？STEAM理念下的科學(xué)課與常規(guī)科學(xué)課的本質(zhì)區(qū)別究竟是什么？

2017年，STEM一詞首次在《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（以下簡稱課程標(biāo)準(zhǔn)）中出現(xiàn)。課程標(biāo)準(zhǔn)在第四部分“實施建議”的“教學(xué)建議”第五條“學(xué)科關(guān)聯(lián)建議”中提出“倡導(dǎo)跨學(xué)科學(xué)習(xí)方式”，對STEM教學(xué)給出了明確的解釋：“科學(xué)、技術(shù)、工程與數(shù)學(xué)，即STEM，是一種以項目學(xué)習(xí)、問題解決為導(dǎo)向的課程組織方式，它將科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)有機(jī)地融為一體（如圖1），有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)?？茖W(xué)教師可以嘗試運用于自己的教學(xué)實踐?！薄皣L試運用”一詞暗指STEM或STEAM不同于常規(guī)科學(xué)課的組織形式，STEAM的創(chuàng)新在于課堂組織形式的新。

小學(xué)科學(xué)課在教學(xué)形式上與STEAM有著先天的共性，二者有交集卻不能等同。STEAM理念的核心內(nèi)涵，即STEAM不僅是一種項目化學(xué)習(xí)形式，而且是跨學(xué)科的項目化學(xué)習(xí)。

理解誤區(qū)——當(dāng)前STEAM理念下的科學(xué)課日趨模式化而缺內(nèi)涵

小學(xué)科學(xué)教材中的工程制作類內(nèi)容的STEAM教學(xué)已經(jīng)積累了一定的實踐研究成果，形成了較為清晰的教學(xué)流程：問題情境—方案設(shè)計—模型制作—改進(jìn)修正—評價展示?？茖W(xué)課融合STEAM教學(xué)逐漸模式化，有利也有弊，利在于教學(xué)環(huán)節(jié)清晰了，便于推廣應(yīng)用；弊在于教學(xué)設(shè)計盲目“套公式”，甚至錯誤地認(rèn)為以上五個環(huán)節(jié)缺一不可，反而使STEAM理念的內(nèi)涵被忽視。以下幾個設(shè)計欠妥的教學(xué)案例，暴露了小學(xué)科學(xué)課中應(yīng)用STEAM理念的理解誤區(qū)。

1.學(xué)習(xí)情境似真非真，任務(wù)驅(qū)動顯乏力

課例：《斜面的作用》

一位教師將本課改造為STEAM項目教學(xué)：

（1）創(chuàng)設(shè)項目情境：出示教學(xué)樓前的殘疾人通道照片。

（2）揭示研究主題：這個斜坡有什么作用？

（3）回歸教材斜面模型的研究，學(xué)生通過實驗得出斜面能省力，省力程度與斜面坡度大小有關(guān)。

結(jié)課時，教師試圖返回項目情境：“現(xiàn)在有一位腿受傷的同學(xué)坐在輪椅上，怎樣幫助他省力地上臺階？”學(xué)生給出的卻是“抬上去”“背上去”等出乎意料的回答。最后教師只能無奈地提示，讓學(xué)生的思路回到斜面作用上來。

學(xué)生出現(xiàn)尷尬回答的主要原因是項目情境與學(xué)生的學(xué)習(xí)活動脫離。STEAM項目情境應(yīng)該基于學(xué)生現(xiàn)實，以真實問題驅(qū)動學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望和學(xué)習(xí)規(guī)劃。顯然，本課中的學(xué)習(xí)情境是一個偽情境。倘若教師將結(jié)課時的問題放在課開頭，讓學(xué)生真實感受抬輪椅、推輪椅等不同方式所需要的力，實測與模型研究相結(jié)合，想必學(xué)生能夠切身沉浸到斜面作用的研究之中。

2.設(shè)計時間大幅提升，方案規(guī)劃卻茫然

課例：《設(shè)計制作小車》

第一課時，教師明確項目主題——制作一輛能夠行駛3米或者更遠(yuǎn)的小車，并出示了大小不同的輪胎、橡皮筋、氣球、金屬片等豐富的材料。本課主要任務(wù)是方案設(shè)計，分為總體設(shè)計和細(xì)節(jié)設(shè)計兩個環(huán)節(jié)。一節(jié)課40分鐘，設(shè)計占20分鐘，集中研討占10分鐘。盡管如此，學(xué)生設(shè)計的方案依然暴露出兩個問題：

（1）總體設(shè)計基本成形，但記錄單上小車的細(xì)節(jié)設(shè)計基本空白。

（2）多組方案趨同，研討話題單一，設(shè)計可行性的討論天馬行空，缺少實證。

學(xué)習(xí)需求是設(shè)計的內(nèi)驅(qū)力，現(xiàn)實到需求的差距驅(qū)動學(xué)生修正、改進(jìn)。在豐富的材料和充足的時間的支持下，學(xué)生設(shè)計出了小車的初步構(gòu)想。但缺少實測機(jī)會，缺陷無法直觀暴露，學(xué)生在細(xì)節(jié)設(shè)計環(huán)節(jié)無從下手。如果在第一步總體設(shè)計后，給學(xué)生嘗試制作、實驗的機(jī)會，他們就會發(fā)現(xiàn)小車在材料、組裝等方面的問題，以及能否實現(xiàn)行駛3米遠(yuǎn)的目標(biāo)，細(xì)節(jié)改進(jìn)的思維就被打開了。

3.量性評價從不缺席，質(zhì)性評價被冷落

課例：《建高塔》

學(xué)生用胡蘿卜和牙簽，以30分鐘為限，比賽哪個小組建的塔高。雖然學(xué)生設(shè)計的結(jié)構(gòu)圖多種多樣，但在建造過程中幾乎全部拋棄了原先的設(shè)計，加入速度和高度的競賽中。結(jié)果，全班10個小組的高塔在結(jié)構(gòu)上幾乎沒有差異。

“比高度”確實能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，也能在一定程度上檢驗高塔的穩(wěn)定性，但是這個評價標(biāo)準(zhǔn)局限了學(xué)生對高塔造型、結(jié)構(gòu)的創(chuàng)造性。本課處于“抗彎曲能力”“框架結(jié)構(gòu)”等學(xué)習(xí)內(nèi)容之后，科學(xué)原理的綜合應(yīng)用也是本課的學(xué)習(xí)目標(biāo)。教師應(yīng)結(jié)合量性評價與質(zhì)性評價，除了比高度，還應(yīng)將高塔造型的美觀度、創(chuàng)意說明、科學(xué)原理應(yīng)用等標(biāo)準(zhǔn)也納入評價體系中，甚至可以讓學(xué)生感性地投票。

出現(xiàn)以上應(yīng)用誤區(qū)，一定程度上是因為教師被模式化的教學(xué)流程束縛。是不是把任務(wù)驅(qū)動、方案設(shè)計、量化評價等環(huán)節(jié)放大了就是STEAM課呢？并非如此。就好比買房子，必定有驅(qū)動力——剛需或者投資。買了房自然要裝修，需要設(shè)計圖、造價預(yù)算、挑選材料。期間會出現(xiàn)各種問題，有的地方甚至需要返工修改。房東驗收、評價時會說花了多少錢，與設(shè)計圖是否一致，甚至在朋友圈曬個“好評”或者“差評”。在這整個過程中，驅(qū)動、規(guī)劃、設(shè)計、實施、評價自然形成。因此，獨立地來看任務(wù)驅(qū)動、方案設(shè)計、量化評價等，只是項目化學(xué)習(xí)呈現(xiàn)出來的特點，這些要素在項目化學(xué)習(xí)過程中的集中呈現(xiàn)才是STEAM理念。

融合方向——教材內(nèi)容的整合升級是開展STEAM教學(xué)的基礎(chǔ)

“項目化學(xué)習(xí)”和“跨學(xué)科”是STEAM教學(xué)的核心內(nèi)涵，科學(xué)課如何融合STEAM教學(xué)的問題，其實就是如何將教材內(nèi)容向STEAM項目升級和如何跨學(xué)科教學(xué)的問題。

1.教材活動的項目化升級

STEAM項目包含科學(xué)探究活動，并且上位于科學(xué)探究活動。大多數(shù)科學(xué)課中包含一個或者多個探究活動，一個探究活動往往聚焦一個問題，研究結(jié)論指向一個科學(xué)概念。而STEAM學(xué)習(xí)是循環(huán)往復(fù)地“暴露問題—分析問題—解決問題”，且這些問題是多向的、發(fā)散的。如果把“杭州到蘇州三日游”看成一個STEAM項目，美食攻略、交通攻略、游玩路線等就是其中的探究活動。這些探究活動需要整合，而且是有邏輯地整合，就好比駕車途經(jīng)一個景點時既要游玩，又要吃美食。

教材活動的項目化升級需要確定一個主題和一條線索。例如，將“環(huán)境和我們”單元的第1～4課整合為一個STEAM項目。項目的主題可以定為“垃圾問題的研究”。以“規(guī)劃垃圾的一生”為線索（如圖2），將減少丟棄、垃圾分類、回收利用、垃圾處理等教材內(nèi)容合理地串聯(lián)起來，建立邏輯聯(lián)系，指引學(xué)生自主完成學(xué)習(xí)進(jìn)程。

大體內(nèi)容包括：調(diào)查垃圾日產(chǎn)情況；查閱資料補(bǔ)充垃圾分類知識；通過課堂模擬實驗學(xué)習(xí)填埋、焚燒、堆肥等處理方法，并采訪相關(guān)工作人員了解當(dāng)?shù)乩诸?、處理的前沿信息；開展垃圾再利用的創(chuàng)意風(fēng)暴活動，以及從產(chǎn)生、分類、處理等階段提出建設(shè)性意見，優(yōu)化家庭、學(xué)?；蛘呱鐓^(qū)的垃圾規(guī)劃。

2.跨學(xué)科元素的融入

（1）挖掘?qū)W科之間的融合元素，創(chuàng)設(shè)跨學(xué)科學(xué)習(xí)時機(jī)。

在“STEM+”的理念下，除了科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)這四大基本學(xué)科元素，藝術(shù)、中醫(yī)藥、體育健康甚至文學(xué)等也能匹配到教材中的介入點（見表1）。

多學(xué)科元素在一個STEAM項目中的比重是由學(xué)生的學(xué)習(xí)需求而定的。比如《制作我的小樂器》一課，學(xué)生用吸管、橡皮泥等材料開展“做排簫”的STEAM項目。教師加入了聽樂曲、辨音高、演奏展示等活動，學(xué)生被科學(xué)與藝術(shù)融合的韻味所吸引，徜徉于科學(xué)和音樂之間——科學(xué)為其他學(xué)科騰出更充裕的學(xué)習(xí)資源。

（2）制定學(xué)科維度的學(xué)習(xí)目標(biāo)，指引跨學(xué)科學(xué)習(xí)路徑。

從科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)四個學(xué)科維度，制定學(xué)習(xí)目標(biāo)，能夠促進(jìn)學(xué)生跨學(xué)科素養(yǎng)的養(yǎng)成，有利于提升他們分析問題和解決問題的能力，有利于培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維和實踐應(yīng)用能力。以“做一頂多功能帽子”為例，教師可以為學(xué)生制定相關(guān)學(xué)習(xí)目標(biāo)（見表2）。

學(xué)生在剛接觸“做一頂多功能帽子”這一項目時，只有在科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)四個核心目標(biāo)的指引下，才能建構(gòu)起帽子模型。在此基礎(chǔ)上，教師可以動態(tài)地、循序漸進(jìn)地加入藝術(shù)、人文等其他目標(biāo)維度。比如，當(dāng)帽子模型升級為產(chǎn)品的過程中，藝術(shù)、人文的要素就會凸顯出來，學(xué)生會針對帽子的使用人群或使用場景，設(shè)計個性化的外觀圖案、造型等，以提高帽子的商品屬性，使模型更加貼近項目原型。

（3）建立多元一體的評價標(biāo)準(zhǔn)，形成跨學(xué)科學(xué)習(xí)成果。

STEAM理念下的科學(xué)課，提倡將項目的評價標(biāo)準(zhǔn)前置于項目實施之前。評價標(biāo)準(zhǔn)不僅起到測評學(xué)生學(xué)習(xí)成果的作用，還能為學(xué)生的項目學(xué)習(xí)指引方向。因此，建立科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)、藝術(shù)等多元一體的評價體系，并在評價標(biāo)準(zhǔn)中突出項目的主導(dǎo)學(xué)科元素，能夠促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)成果的多樣化和創(chuàng)造性。

以“用紙造一座橋”為例，學(xué)生以3張A4紙為主要材料搭建一座紙橋。教師引導(dǎo)學(xué)生圍繞兩個問題展開討論：我們造的紙橋應(yīng)該達(dá)到哪些標(biāo)準(zhǔn)？建造完成后可以從哪些方面來評價各組的紙橋？教師根據(jù)學(xué)生匯報情況，整理、統(tǒng)一評價標(biāo)準(zhǔn)：

建造時間：40分鐘。

尺寸：寬度不少于8厘米，跨度不小于15厘米得基礎(chǔ)分1顆☆，寬度或跨度每增加5厘米加1顆☆，滿分3顆☆。

承重：承重100克得基礎(chǔ)分1顆☆，每增加100克加1顆☆，滿分3顆☆。

美觀度：基礎(chǔ)分1顆☆，根據(jù)造型和設(shè)計感加分，滿分3顆☆。

展示匯報：3分鐘介紹作品設(shè)計亮點，運用的科學(xué)原理，分享項目實施過程中遇到的難題和解決辦法。根據(jù)匯報形式、語言組織、時間把控等方面投票打分，滿分3顆☆。

在活動之前制定評價標(biāo)準(zhǔn)既提高了評價的公平性，又能夠指引學(xué)生按此標(biāo)準(zhǔn)開展建造活動。綜合性的評價標(biāo)準(zhǔn)，暗示學(xué)生在紙橋的尺寸、承重能力、造型美觀度等方面要有合理的時間分配和材料規(guī)劃。學(xué)生建造的紙橋模型各有特色，特別是橋面抗彎曲結(jié)構(gòu)的設(shè)計，有的用到瓦楞紙的波浪形結(jié)構(gòu)，有的運用拱形結(jié)構(gòu)，有的加固橋墩，還有的將紙搓成細(xì)長的管形……教師在巡視過程中要特別保護(hù)學(xué)生的創(chuàng)新意識，允許他們在搭建過程中有所側(cè)重，比如有的追求承重，有的專注造型等。