基于STEAM理念的教学设计与研究

马吉

摘  要：本文以自主开发的《轻纺大桥》为例，详细阐述STEAM理念课例的开发，设计和实施的过程，以及由此引发的对课堂的思考，为STEAM教育理念融入科学课堂教学提供参考。

关键词：STEAM教育;核心素养;深度学习;教学设计

STEAM教育是科学、技术、工程和数学的融合教育，它强调与真实世界的关联，解决真实问题，倡导动手实践的同时，注重在解决问题过程中主动的、建构的、有意义的、真实的、合作学习的发生，指向学生多维度的成长、教育的良性发展。

本文以“轻纺大桥”项目为例，详细阐述课例的开发，设计和实施的过程，不仅能实现教学内容的结构化和知识的系统性，促进学生深度学习，还能为STEAM教育融入科学课堂提供本土化的案例参考。

一、“轻纺大桥”的开发

“轻纺大桥”项目立足于教科版六上科学教材“形状与结构”单元，是基于轻纺大桥维修改建的真实情境，以缓解交通拥堵、考虑多因素影响的工程任务为主线，让学生在团队合作中运用跨学科知识解决真实问题的拓展开发内容。

项目涉及“科学”“数学”“工程与技术”“语文”“美术”等学科知识。需完成查阅并筛选信息、绘制桥梁设计图、制作并测试桥梁模型、制作海报并汇报等任务。

二、“轻纺大桥”的设计

（一）总体目标

1.通过经历真实的学习过程，促进孩子多维度的成长。

2.通过绘制、设计、制作、测试轻纺大桥，掌握形状与结构单元的相关知识，理解团队合作的重要性。

3.通过课程的学习经历，能在以后的学习中熟练掌握并运用工程设计流程来解决实际问题，明确问题解决是一个不断迭代改进的过程。

（二）实施流程

明确问题-确立团队-知识铺垫-设计制作-测试改进-分享展示-思考反思。

具体的课时分配如下：

三、“轻纺大桥”的实施

驱动性问题：通过展现基于真实情境下的轻纺大桥维修重建，让学生参与设计，如图2所示。

第一课：“各种各样的桥”主要完成学生前期调查各种各样的桥并分享和课堂上桥梁观察探讨，并提出驱动性问题。

第二课：“增加横梁抗弯曲能力”主要包括教材中的“抵抗弯曲”和“形状与抗弯曲能力”两课内容。

第三课：“探究拱形结构”主要包括教材中的“拱形的力量”“各种各样的拱”和“各种各样的桥”三课内容。

第四课：“框架结构”为原教材中的内容。通过学习知道框架结构，会用三角形加固框架结构，并能在实际模型建造中运用到这一知识点。

第五课：“设计轻纺大桥”主要完成小组分工、设计、交流和选材、改进、完善设计。

第六课：“造一座桥”主要完成建造桥梁和测试承重、改进桥梁。

第七课：“桥梁发布会”主要有展示准备好海报、演讲PPT、视频等、评价、颁奖， 将自己在整个项目中的反思体会记录下来。

四、收获与思考

经过为期一个月的项目实施与研究，我们对STEAM的项目式学习也有了更深的理解，从中我们收获了很多，不仅让学生经历了完整的STEAM研究过程，学会了像科学家那样思考问题，还为科学课堂融入STEAM提供了一种可借鉴的模式。

1.提升了动手实践的能力。

2.提高了自主學习的能力。

3.学生的科学素养显著提升。

4.开拓了家长的科学视野。

综上所述，基于STEAM理念的教学不仅能提升学生的综合素养，还能提升教师的科研水平，把握、理解，甚至整合教材内容，制定好合理的教学目标，最终提升教师的综合素养，是未来教学的必然趋势，值得我们深入研究。

参考文献：

[1][英]温·哈伦编著，韦钰译.科学教育的原则和大概念[M].北京：科学普及出版社，2011-7版.

[2]刘恩山，胡卫平等.义务教育小学科学课程标准解读（2017年版）[M]，北京：高等教育出版社，2017.

[3]喻伯军，小学科学关键问题指导[M].北京：高等教育出版社，2020.

[4]《浙江省教育厅关于深化义务教育课程改革的指导意见》.浙教基.〔2015〕36 号.