趙凱

教育部《教育信息化“十三五”規(guī)劃》中指出：“有條件的地區(qū)要積極探索信息技術(shù)在‘眾創(chuàng)空間、跨學(xué)科學(xué)習(xí)（STEAM教育）、創(chuàng)客教育等新的教育模式中的應(yīng)用，著力提升學(xué)生的信息素養(yǎng)、創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力，養(yǎng)成數(shù)字化學(xué)習(xí)習(xí)慣，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展，發(fā)揮信息化面向未來培養(yǎng)高素質(zhì)人才的支撐引領(lǐng)作用?！?/p>

在南京，STEAM教育正如火如荼地開展。在南京市教育裝備與勤工儉學(xué)辦公室的領(lǐng)導(dǎo)下，南京市中小學(xué)STEAM課程實(shí)驗(yàn)室建設(shè)走在了全省前列。結(jié)合學(xué)校的STEAM教育實(shí)踐，筆者進(jìn)行了幾點(diǎn)思考。

一、我們需要有生命力的STEAM教育

STEAM實(shí)施伊始，許多學(xué)校都有困惑，不知從何處入手。STEAM教育要從小的項(xiàng)目入手，根據(jù)教師在實(shí)踐中的不斷總結(jié)與反思，積累實(shí)踐，從而慢慢做大，形成體系。

STEAM項(xiàng)目在學(xué)校應(yīng)易于實(shí)施，可復(fù)制，如果只是某一所學(xué)?？梢赃M(jìn)行的操作模式，其他學(xué)校在課程資源或組織實(shí)施方式上都很難復(fù)制，這樣的STEAM教育是沒有生命力的。

STEAM教育是基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，因此設(shè)計(jì)的項(xiàng)目應(yīng)該和孩子們的科學(xué)知識(shí)、生活經(jīng)驗(yàn)存在關(guān)聯(lián)。在這一過程中，學(xué)生能合理、有效地利用技術(shù)支撐學(xué)習(xí)，從而解決實(shí)際的問題；教師也應(yīng)能利用必要的技術(shù)對(duì)教學(xué)過程進(jìn)行必要的支撐。

有生命力的STEAM教育離不開有生命力的STEAM教師團(tuán)隊(duì)，STEAM是基于項(xiàng)目的研究性學(xué)習(xí)，融合科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學(xué)，因此教師首先要轉(zhuǎn)變理念和現(xiàn)有的教學(xué)方式。STEAM教育強(qiáng)調(diào)跨界、融合，因此對(duì)從事STEAM教育的教師及教師團(tuán)隊(duì)的知識(shí)結(jié)構(gòu)、綜合能力等方面提出了較高要求。STEAM教育的實(shí)施也是教師專業(yè)發(fā)展的催化劑，教師們要抓住契機(jī)，提升自我，發(fā)展自我。

二、保留學(xué)科本位

筆者參加過南京市教育局組織的杰森課堂STEAM項(xiàng)目培訓(xùn)，也參加過其他的STEAM活動(dòng)，可以看出，目前的STEAM教育主要是以基于科學(xué)探究的STEAM教育以及基于技術(shù)和工程的STEAM教育模式開展的?；诳茖W(xué)探究的STEAM教育側(cè)重科學(xué)教育，適合科學(xué)教師實(shí)施；基于技術(shù)和工程的STEAM教育模式，更多地適合信息技術(shù)、通用技術(shù)教師進(jìn)行實(shí)施。

STEAM教育有必要保留學(xué)科本位。STEAM就像一頓營(yíng)養(yǎng)豐富的大餐，即使教師花時(shí)間把它做出來，學(xué)生還是需要時(shí)間去消化，否則營(yíng)養(yǎng)再好也無法吸收。保留學(xué)科本位最大的好處就是能夠?yàn)閷W(xué)生的消化和吸收提供必要的課時(shí)保障，此外還可以確保STEAM教育面向的不僅僅是社團(tuán)或是小眾的學(xué)生群體。

STEAM教育是基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)（Project-Based Learning），項(xiàng)目其實(shí)可大可小，可以是一個(gè)小項(xiàng)目，也可以是一個(gè)問題（Problem-Based Learning），結(jié)合生活情境創(chuàng)設(shè)的需要學(xué)生去解決的問題。尤其是在學(xué)科課堂教學(xué)中，適當(dāng)降低項(xiàng)目或問題的大小與綜合性，更有利于我們的靈活實(shí)施。

例如，我們?cè)谶M(jìn)行LED的亮、滅和閃爍的教學(xué)時(shí)，就是讓學(xué)生去維修一個(gè)燈塔，并設(shè)定定光和閃光來傳遞信息，船長(zhǎng)利用信息來駕駛船只，同桌兩人一組。一個(gè)控制燈塔，一個(gè)根據(jù)燈塔的指示駕駛小船。從技術(shù)層面看，這是一節(jié)新授課，難度并不高。在教學(xué)過程中教會(huì)學(xué)生利用程序控制LED亮、滅及閃爍，然后利用積木搭建燈塔和小船，控制LED傳達(dá)信息。這樣在一節(jié)課中設(shè)置的小項(xiàng)目也能實(shí)施STEAM教學(xué)，使得學(xué)生不必非要積累大量的技術(shù)知識(shí)和需要時(shí)間跨度才能進(jìn)行STEAM學(xué)習(xí)。

不難發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在很多STEAM項(xiàng)目的展示課其實(shí)都需要一定的時(shí)間跨度，但最后展示的往往是學(xué)生運(yùn)用技術(shù)手段去解決項(xiàng)目問題的環(huán)節(jié)，當(dāng)然筆者并不反對(duì)這樣去做，學(xué)生需要知識(shí)的積累和學(xué)習(xí)的鋪墊。但筆者關(guān)心的是在這之前的教學(xué)中教師是用什么方法教授的，是否依然是傳統(tǒng)的教學(xué)模式？有沒有滲透STEAM的理念？是不是一定要到最后的環(huán)節(jié)才讓學(xué)生去體會(huì)STEAM教育理念下的課堂教學(xué)？為什么不能讓學(xué)生在學(xué)習(xí)伊始階段就帶著STEAM理念進(jìn)行學(xué)習(xí)？所以保留學(xué)科本位是必要的，教師只要多思考、多用心，課堂教學(xué)就能依然能展現(xiàn)STEAM教學(xué)的風(fēng)采。

三、落實(shí)好工程教育

STEAM教育中教師們最困惑的莫過于其中的“E”，即Engineering工程。STEAM教育中如何體現(xiàn)出“工程教育”的成分呢？部分教師認(rèn)為“動(dòng)手搭建”即為工程，這樣的想法難免過于片面了。

對(duì)于技術(shù)和工程，《工程哲學(xué)》一書的作者認(rèn)為：技術(shù)以發(fā)明為核心，工程以建造為核心。當(dāng)然，任何工程建造從本質(zhì)上說都是技術(shù)性的。人類的大型活動(dòng)有同一個(gè)顯著的特點(diǎn)，就是需要組織與管理。工程建造中各種要素的組合與集成本身就是一種管理，工程是在管理狀態(tài)下實(shí)施的一種活動(dòng)。因此，既然STEAM教育是基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)，那么一定要有小組合作，乃至小組間的競(jìng)爭(zhēng)，同時(shí)要做好小組內(nèi)的管理和小組間的競(jìng)爭(zhēng)與協(xié)作。

STEAM教學(xué)中要努力創(chuàng)造工程教育的環(huán)境，創(chuàng)設(shè)真實(shí)的問題解決情境，制定項(xiàng)目設(shè)計(jì)書，提出設(shè)計(jì)方案，繪制草圖，列出材料清單，討論所使用的技術(shù)，建立模型，不斷地進(jìn)行調(diào)整等，從而促使學(xué)生了解工程的一般流程與方法，具有初步的工程意識(shí)。

以制作語音機(jī)器人項(xiàng)目為例，以小組為單位，每組各六名學(xué)生。項(xiàng)目任務(wù)：南京科技館里有一個(gè)機(jī)器人，當(dāng)用手觸摸它的眼睛時(shí)，機(jī)器人會(huì)說：“誰遮住了我的眼睛？”當(dāng)用手摸他的腳時(shí)，機(jī)器人會(huì)說：“我的腳癢癢?！庇捎谀昃檬?，機(jī)器人無法使用了，前來參觀的學(xué)生非常失望，現(xiàn)在我們需要為科技館制作一個(gè)新的機(jī)器人。

首先，我們對(duì)任務(wù)限定了時(shí)間，要在三個(gè)星期內(nèi)完成。提供的材料包括大小不一的紙箱，用于搭建機(jī)器人的身體結(jié)構(gòu)，Arduino基本硬件及基本工具。

其次，小組成員在組長(zhǎng)的帶領(lǐng)下進(jìn)行分工，利用中午等課余時(shí)間進(jìn)行外觀設(shè)計(jì)，畫三視圖，標(biāo)出尺寸，進(jìn)行機(jī)器人功能的設(shè)計(jì)，思考在什么位置安放傳感器，安放什么樣的傳感器以及對(duì)應(yīng)的語音內(nèi)容是什么。

其中一個(gè)小組的設(shè)計(jì)如下圖所示。

接著，學(xué)生設(shè)計(jì)好語音內(nèi)容后進(jìn)行錄音，利用GoldWave進(jìn)行剪輯，將聲音導(dǎo)入程序中。如搖動(dòng)機(jī)器人時(shí)，對(duì)應(yīng)的語音內(nèi)容為：“你想和我跳舞嗎？”對(duì)著機(jī)器人的耳朵大叫時(shí)，機(jī)器人會(huì)說：“哎呀太吵了，我的耳朵要聾了?！被蛘摺霸趺催@么吵呀，我要去環(huán)保局投訴啦！”程序中，兩種聲音隨機(jī)播放，增加了趣味性。

然后，負(fù)責(zé)編程的學(xué)生利用S4A動(dòng)手編程，檢測(cè)程序運(yùn)行效果。負(fù)責(zé)搭建的學(xué)生動(dòng)手搭建結(jié)構(gòu)，搭建的過程中還得共同考慮傳感器的安放及數(shù)據(jù)線的布線。在學(xué)生的共同努力下，各項(xiàng)任務(wù)都按時(shí)完成，最后對(duì)各組機(jī)器人進(jìn)行展示和驗(yàn)收。

STEAM教育作為一種課程模式和教育理念，無疑是對(duì)現(xiàn)有教學(xué)模式的有益補(bǔ)充。STEAM課程實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)為STEAM教育的實(shí)施提供了有力的支持和保障，在今后的工作中，我們要充分發(fā)揮STEAM課程實(shí)驗(yàn)室的功能和優(yōu)勢(shì)，加強(qiáng)課程建設(shè)，不斷進(jìn)行實(shí)踐和探索，各方攜手努力，共創(chuàng)STEAM教育的美好明天！