黃宣霖

【摘要】STEAM理念實(shí)質(zhì)是融合科學(xué)、技術(shù)、工程、人文藝術(shù)及數(shù)學(xué)的一種綜合性教學(xué)理念，具有跨學(xué)科性、設(shè)計(jì)性、實(shí)踐性等特點(diǎn)。項(xiàng)目式學(xué)習(xí)在 STEAM 教育的作用越來越受到一線教育工作者的關(guān)注。本文將STEAM理念引入項(xiàng)目式學(xué)習(xí)創(chuàng)客校本課程的開發(fā)與探索，先是分析了其概念和背景，接著呈現(xiàn)課程開發(fā)和實(shí)踐的過程，最后提出了在實(shí)踐探索中的思考。

【關(guān)鍵詞】STEAM理念;項(xiàng)目式學(xué)習(xí);創(chuàng)客校本課程;開發(fā)

《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》已發(fā)布多時(shí)，眾多一線教師已經(jīng)開展新課標(biāo)下課程的探索。筆者根據(jù)自身的專業(yè)情況選擇在開源硬件項(xiàng)目設(shè)計(jì)即創(chuàng)客課程方面進(jìn)行探索，新課標(biāo)選擇性必修模塊6就是關(guān)于開源硬件項(xiàng)目設(shè)計(jì)的內(nèi)容。在該模塊中明確指出要充分發(fā)教學(xué)環(huán)境優(yōu)勢(shì)，以STEAM教育理念為指導(dǎo)，利用開源硬件項(xiàng)目設(shè)計(jì)開展項(xiàng)目學(xué)習(xí)，讓學(xué)生體驗(yàn)研究和創(chuàng)造的樂趣，培養(yǎng)解決問題和創(chuàng)新設(shè)計(jì)的意識(shí)和能力。開源硬件有著種類繁多的電子元器件，便利的設(shè)計(jì)，豐富的擴(kuò)展等優(yōu)勢(shì)已成為創(chuàng)客教育的必備工具。筆者開始進(jìn)行創(chuàng)客校本課程的開發(fā)，并在開發(fā)的校本課程中以STEAM教育理念為指導(dǎo)。同時(shí)，采用項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的有效教學(xué)方式，希望通過創(chuàng)客校本課程開發(fā)，促進(jìn)教師和學(xué)生的共同發(fā)展。

一、STEAM理念下的創(chuàng)客校本課程

STEAM理念是倡導(dǎo)學(xué)科融合和在真實(shí)環(huán)境中合作學(xué)習(xí)。STEAM核心是在真實(shí)情境的問題解決中，幫助學(xué)生融會(huì)貫通跨學(xué)科知識(shí)，創(chuàng)造性地運(yùn)用綜合科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學(xué)的知識(shí)來解決真實(shí)的問題。通過合作進(jìn)行科學(xué)探究與工程實(shí)踐、尋求解決問題的知識(shí)與技能。

緊隨時(shí)代趨勢(shì)，新課標(biāo)的發(fā)布，也為創(chuàng)客校本課題提供了方向。在STEAM理念的指導(dǎo)下，依據(jù)學(xué)校自身的實(shí)際情況，充分發(fā)揮教師的專業(yè)優(yōu)勢(shì)，分析本校學(xué)生的需求，開發(fā)適合的項(xiàng)目式創(chuàng)客校本課程，旨在滿足學(xué)生學(xué)習(xí)需求并開發(fā)的多樣性的、可供學(xué)生選擇的課程。項(xiàng)目式創(chuàng)客校本課程圍繞解決問題來組織具有多樣性、動(dòng)態(tài)性的課程資源，引導(dǎo)學(xué)生在項(xiàng)目式活動(dòng)中進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)踐的學(xué)習(xí)。

二、項(xiàng)目式學(xué)習(xí)創(chuàng)客課程的開發(fā)設(shè)計(jì)

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)是一種遵循學(xué)生認(rèn)知發(fā)展規(guī)律，提高學(xué)生多元能力、綜合素質(zhì)的課堂教學(xué)模式和學(xué)習(xí)方式。在項(xiàng)目設(shè)施的過程中，教師提供學(xué)習(xí)資源和學(xué)習(xí)工具，通過創(chuàng)設(shè)真實(shí)的問題情境，創(chuàng)設(shè)項(xiàng)目，促使學(xué)生開展合作學(xué)習(xí)，在探究中完成學(xué)習(xí)任務(wù)，并進(jìn)行拓展學(xué)習(xí)。項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的教學(xué)組織就是很好落實(shí)STEAM教育理念的教學(xué)組織方式，它能更好地將科學(xué)、技術(shù)、工程、人文藝術(shù)及數(shù)學(xué)進(jìn)行融會(huì)貫通。

1.項(xiàng)目式學(xué)習(xí)創(chuàng)客課程設(shè)計(jì)原則

開發(fā)基于STEAM理念項(xiàng)目式學(xué)習(xí)創(chuàng)客校本課程，需要涉及軟件編程和開源硬件的運(yùn)用，并將軟件和硬件的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行重新構(gòu)建。在項(xiàng)目單元中，學(xué)生根據(jù)真實(shí)情景問題進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)，項(xiàng)目探究實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力，提升創(chuàng)客思維和創(chuàng)新能力。

課程的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下原則：（1）真實(shí)情景原則。STEAM的核心是在真實(shí)的情景中進(jìn)行問題的解決。在真實(shí)的情景中，它可以激發(fā)學(xué)生的興趣，將自身融入到問題解決的過程中并獲得學(xué)習(xí)的成就感，這是一個(gè)良性循環(huán);（2）學(xué)科融合原則。STEAM需要進(jìn)行多學(xué)科的融合，要求將科學(xué)、技術(shù)、工程、人文藝術(shù)及數(shù)學(xué)各學(xué)科的內(nèi)容融合在項(xiàng)目式設(shè)計(jì)、實(shí)踐活動(dòng)中;（3）項(xiàng)目流程原則。校本課程按照項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的流程進(jìn)行設(shè)計(jì)，就需要遵循項(xiàng)目式的組織原則，在設(shè)計(jì)中嚴(yán)格按照項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的流程進(jìn)行規(guī)劃活動(dòng);（4）創(chuàng)新創(chuàng)造原則。在創(chuàng)客項(xiàng)目的實(shí)踐中，每個(gè)問題的解決都將產(chǎn)生一個(gè)創(chuàng)客作品。通過項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)，運(yùn)用編程思維知識(shí)和開源硬件技術(shù)有效解決實(shí)際問題，對(duì)自身來說也是創(chuàng)新創(chuàng)作的體驗(yàn)過程。

2.項(xiàng)目式學(xué)習(xí)創(chuàng)客課程教學(xué)設(shè)計(jì)模型

課程均采用項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的模式，學(xué)生對(duì)實(shí)際問題需要進(jìn)行探究，需要根據(jù)具體問題進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)，需要完成項(xiàng)目實(shí)踐。項(xiàng)目實(shí)施的流程按照提出問題、項(xiàng)目設(shè)計(jì)、情境創(chuàng)設(shè)、合作探究、交流評(píng)價(jià)五個(gè)步驟進(jìn)行，在這個(gè)五個(gè)步驟中，學(xué)生和教師有各自任務(wù)，循序漸進(jìn)完成項(xiàng)目。

三、項(xiàng)目式學(xué)習(xí)創(chuàng)客課程的開發(fā)實(shí)踐

1.項(xiàng)目式學(xué)習(xí)創(chuàng)客校本課程安排參考下表

2.項(xiàng)目式學(xué)習(xí)創(chuàng)客校本課程應(yīng)用實(shí)踐

在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)創(chuàng)客校本課程應(yīng)用實(shí)踐中，學(xué)生需要對(duì)真實(shí)情景中的問題進(jìn)行自主、協(xié)作、探究學(xué)習(xí)。圍繞“提出問題→項(xiàng)目設(shè)計(jì)→情境創(chuàng)設(shè)→合作探究→交流評(píng)價(jià)”的項(xiàng)目學(xué)習(xí)主線開展學(xué)習(xí)活動(dòng)，體驗(yàn)“做中學(xué)、學(xué)中創(chuàng)、創(chuàng)中樂”的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)策略，將知識(shí)建構(gòu)、技能培養(yǎng)與思維發(fā)展融入運(yùn)用數(shù)字化工具解決問題和完成任務(wù)的過程中。以下在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)創(chuàng)客校本課程安排參考表中，選擇制作“倒車?yán)走_(dá)提示系統(tǒng)”為例，進(jìn)行展示。

步驟一：提出問題

教師在設(shè)計(jì)教學(xué)和組織教學(xué)的過程中，都應(yīng)該圍繞著真實(shí)的問題而展開。選擇一個(gè)什么的問題，既能激發(fā)學(xué)生的興趣，又能將貫穿始終，而且還能有一定的拓展空間，是一件非常需要考究的事情。同時(shí)，STEAM突出強(qiáng)調(diào)問題解決，在問題解決的過程中，會(huì)融合科學(xué)、技術(shù)、工程、人文藝術(shù)及數(shù)學(xué)的知識(shí)與技能。制作“倒車?yán)走_(dá)提示系統(tǒng)”課例，提出的問題是：如果能讓倒車更加智能？

步驟二：項(xiàng)目設(shè)計(jì)

針對(duì)需要解決的真實(shí)問題，小組需要進(jìn)行充分的探討，進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)，拿出解決問題的方案。對(duì)于問題的解決，方法有很多，但是在如果能讓倒車更加智能這個(gè)具體的問題上，再根據(jù)教師提供開源硬件的條件，只能使用超聲波傳感器作為探測(cè)元件，對(duì)于探測(cè)的結(jié)果引起的提示效果就有多種選擇，比如，聲音、燈光等。

步驟三：創(chuàng)設(shè)情境

情境的創(chuàng)設(shè)要從學(xué)生已有的生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，根據(jù)教學(xué)的內(nèi)容進(jìn)行情境創(chuàng)設(shè)。制作“倒車?yán)走_(dá)提示系統(tǒng)”內(nèi)容中，教師先引導(dǎo)學(xué)生想象汽車倒車時(shí)的情景，在這個(gè)情景當(dāng)中采用什么樣的方式進(jìn)行問題的優(yōu)化解決，同時(shí)當(dāng)解決方案敲定之后，也需要在真實(shí)情景中進(jìn)行模擬測(cè)試。

步驟四：實(shí)踐探究

實(shí)踐探究的階段就是需要對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)施，以檢驗(yàn)設(shè)計(jì)方案能否解決問題，再根據(jù)檢驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)，以此達(dá)到真正解決問題的效果。制作“倒車?yán)走_(dá)提示系統(tǒng)”需要使用超聲波傳感器作為探測(cè)工具，根據(jù)障礙物的不同距離，給與不同的反饋信息，實(shí)現(xiàn)智能的效果。

步驟五：交流評(píng)價(jià)

最后，讓學(xué)生將小組作品進(jìn)行展示，講解作品制作的過程，使用了哪些元件，具備怎樣的功能，功能是怎么實(shí)現(xiàn)的。通過這樣的展示交流，相互評(píng)價(jià)，能夠讓學(xué)生在項(xiàng)目式創(chuàng)客的學(xué)習(xí)中得到心理上的滿足和技術(shù)水平的提升，同時(shí)，通過作品展示能開拓學(xué)生的思維和視野。

四、結(jié)束語

將STEAM教育理念和項(xiàng)目式學(xué)習(xí)方式引入到創(chuàng)客校本課程的設(shè)計(jì)與實(shí)踐，不僅能讓創(chuàng)客校本課程更具可操作性，更重要的是在真實(shí)問題情境中激發(fā)了學(xué)生更多的創(chuàng)意與分享熱情，培養(yǎng)了學(xué)生的邏輯思維能力和創(chuàng)新能力。本文從STEAM教育理念、項(xiàng)目式學(xué)習(xí)、課程設(shè)計(jì)原則、教學(xué)模型和教學(xué)實(shí)施五個(gè)方面闡述項(xiàng)目式創(chuàng)客校本課程開發(fā)探索，并以制作倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)課程為例，探討了該模式在創(chuàng)客校本課程開發(fā)過程中的實(shí)踐，為創(chuàng)客校本課程的發(fā)展提供了一些經(jīng)驗(yàn)。

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