白凌燕 王星華 董黎明 焦寶聰

摘 要：隨著我國課程改革的不斷深入，STEAM教育理念指導下的課程設計越來越成為教育研究者關注的焦點。融合STEAM教育理念的課程設計有利于學生創(chuàng)新思維和綜合能力的培養(yǎng)，有利于更好地促進學生核心素養(yǎng)的發(fā)展。文章首先分析了課程設計的要素和流程，然后對STEAM教育理念與課程設計的融合進行了分析，最后探索了STEAM理念下的《仿生設計》的課程設計，以期能為從事相關工作的研究者提供一定的參考。

關鍵詞：課程設計;STEAM教育理念;仿生設計課程

中圖分類號：G633.67? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：1673-8454（2020）16-0055-04

隨著STEAM教育理念實際應用研究的逐漸深入，STEAM教育理念的優(yōu)勢與實際課程的融合也越來越豐富。本文在已有研究的基礎上，從教育理念與具體的軟件教學課程設計融合的角度，探索了STEAM理念下的《仿生設計》的課程設計，希望能對課程的實施過程有一定的參考意義。

一、研究背景

1.課程設計

課程設計是一個多義詞，從英文上來講既可以是Practicum，為課程內容組織設計，也可以是Curriculum design，對課程進行教學規(guī)劃的研究。對于課程設計的概念，學者們基于不同的角度提出了不同的理解，比較有代表的觀點有以下幾種：江山野從課程設計組織的角度出發(fā)，認為課程設計是指擬定一門課程的組織形式和組織結構，它決定兩種不同層次的課程編制決策，廣義上包括基本的價值選擇，具體的層次包括技術上的安排和課程要素的實施[1]。鐘啟泉從課程設計內容的角度出發(fā)，認為課程設計或課程編制主要涉及到學校教育中的教育媒體、教學內容、教育活動的組織和改善的方法和技術。從廣義上來說，包括了不同層次的課程編訂、實驗實施及對其過程與成果的評價、改進[2]。教育學教材從活動性質和過程的角度出發(fā)，認為課程設計（Curriculum design）是一個有目的、有計劃、有結構的產生課程計劃（教學計劃）、課程標準（教學大綱）等的系統(tǒng)化活動。

雖然學者們對課程設計的各種定義重心不同，但他們對課程設計的一些基本共識還是非常明顯的：①課程設計是對教學內容、教學要素等課程要素的組織和安排;②課程設計產生一種計劃或者方案。綜上所述，本研究對課程設計概念界定為一種對各種課程要素進行組織的有目的、有計劃、有結構的教育方案或教育計劃。

2.STEAM教育理念

關于STEM教育可以追溯到1986年美國國家科學委員會（NBS）發(fā)表的報告《本科的科學、數(shù)學和工程教育》（Science and mathematics and engineering education of undergraduate course），之后美國學者在STEM教育的基礎上加入A（Art）元素，成為我們現(xiàn)在看到的STEAM教育。對于STEAM教育理念的概念，學者們基于不同的角度也提出了不同的理解。趙慧臣等從基于STEAM教育進行活動設計的角度出發(fā)，認為STEAM教育理念采用跨學科的方式，融合科學、技術、工程、藝術和數(shù)學五大領域，注重讓學生通過實踐來完成感興趣的、與現(xiàn)實生活相關的實踐項目，在把握運用知識的時機和方法的基礎上，讓學生通過團隊合作來完成項目實踐或者解決生活中所遇到的問題[3]。胡衛(wèi)平等從STEAM教育的教學方式和培養(yǎng)能力的角度出發(fā)，認為STEAM教育倡導問題解決驅動的跨學科整合學習，在注重培養(yǎng)創(chuàng)新素質和創(chuàng)新能力的基礎上，還應重視人與人交流、溝通和合作，注重培養(yǎng)清晰地表達自己觀點和撰寫規(guī)范的行業(yè)報告的能力[4]。羅力強等從中小學信息技術教育實施的角度出發(fā)，認為STEAM教育倡導跨學科教學和項目學習的理念，注重教學的趣味性和知識重構，注重學習情境的建構和新型學習方式的使用 [5]。

雖然學者們對STEAM教育理念理解的重心不同，但他們對STEAM教育理念的一些基本共識還是非常明顯的：①STEAM是一種整合了科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）、藝術（Art）和數(shù)學（Mathematics）的教育模式。STEAM教育注重實踐與過程，重在培養(yǎng)學生的綜合素養(yǎng)[5];②STEAM教育是一種跨學科的學習，即創(chuàng)設真實情境，引導學生運用多學科知識，通過探究式學習解決問題。綜上所述，本研究對STEAM教育理念概念界定為一種跨學科的整合學習方式，倡導問題解決和項目式驅動，以解決實際情境問題培養(yǎng)學生綜合能力的教育理念。

二、課程設計流程

基于STEAM理念的課程設計的整個過程（見圖1）由課程目標設計、學習者特征、課程內容組織、課程環(huán)境設計、課程總結與評價等五大部分組成。課程目標設計從知識與技能目標、過程與方法目標、情感態(tài)度與價值觀目標、STEAM教育理念目標等具體方向進行，使得課程目標思考的更加充分。課程環(huán)境設計中又包含著對于課程實施形式設計、課時與場地安排、課程工具與資源、師資安排等多個方面。

三、《仿生設計》的課程設計

1.課程目標

《仿生設計》課程意圖通過學生對于各種動物的運動特征、結構、定向、控制、調節(jié)、能量轉換、信息處理、生物合成、結構力學、流體力學等方面的選擇性實踐創(chuàng)造，以達到創(chuàng)新思維的發(fā)展以及對于生物和大自然的理解。

（1）基礎知識與技能目標

學習者通過該課程豐富自身對于周邊常見生物的認知，深刻理解生物的結構、定向、導航、探測、控制、調節(jié)、能量轉換、信息處理、生物合成、結構力學、流體力學等不同方面的知識。學習者通過該設計課程，掌握搜索、提煉、分析、設計的整個思路和技能。