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中小学项目式STEAM课程教学设计与策略

【摘要】：以项目教学作为教学手段进行STEAM教学的研究已经引起

了学术界的广泛重视。对学生的想象力、创造力、跨学科学习、批判

思考等各方面的学习和养成良好的行为习惯，在这个学段设计和实施

STEAM的教学，不仅可以提高学生的学习效率，还可以帮助学生以后

的学习，甚至终生学习。

【关键词】：项目式学习；STEAM课程；教学设计

前言

本文从国家、学校和学生三个层面分析STEAM项目化的要求出

发，探讨了项目型STEAM的设计过程：主题设计、目标设计、项目设

计、活动设计和评估设计，为STEAM的课程设计提供了一个实践和方

法论的角度。

1主题设计

老师往往根据生活中的实践，向老师提问，或是让同学找出生活

学习中遇到的困难，然后与老师们进行磋商，最终决定要做什么。一

般来说，话题是由若干需要处理的子条目组成的。通过对文献资料的

查找，小组合作来寻找问题的答案，以寻求整体问题的解答，这就要

求课题的开放性、开放性和柔性，让学生既可以利用课本所学的知识，

又可以锻炼他们的实践技能，培养他们的创造性和创造性。本文“滴

水实验”为案例，介绍了课题的教学设计思想与方式。(1)在平常的

日子里，如果不是把水龙头拧得紧紧的，它每年都会滴水。你知不知

道这样的水耗能维持一户人家多少年？(2)许多在度假时都有外出旅
行的打算，家中的花草在旅行过程中会因缺水而死亡，所以将这些花

草交给友人照料也是一件十分繁琐的事情。学生可以自行制作一套自

动喷水设备，当家中无人时，它就会自动喷水，并随著每日所需的水

分的多少而自行喷水。本课程主要针对学生日常的一些现实问题，同

学们可以结成一个团体，在网上查阅相关的信息，并进行磋商。

2目标设计

STEAM课程的教学目的是要在学习过程中，将所学的内容与所学

的内容结合起来，运用于实践中的问题，从而增强其动手能力、沟通

能力和问题处理能力。本研究从三个层面来进行STEAM课程的教学目

的：知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观念。在知识和技术

层面上，注重对所学习的学科和专业技术的训练。在教学目的的制定

上应兼顾义务教育阶段小学的科学、技术、工程、艺术、数学等方面

的内容，例如K-12课程的重点是学生的数学能力，因而，在设计课

程的过程中应从学生的年龄、学校、地域等方面进行针对性的设计。

在课程和方法层面上，以工程设计思维、计算思维和创新思维为主线，

以完成工程和工作为主线，以达到处理各类问题的目的。STEAM的教

学内容涵盖了所有的知识，STEAM的目的不在于把不同的科目的教学

大纲叠加起来，而在于将不同的课程要求与不同的科目的教学规范相

联系，使学员在做阶梯作业时形成自己的思考方式与方式。

3项目设计

课题型STEAM的教学设计是以课题为主。由于这个工程的设计是

很重要的，所以一般会有一个系列的专题，每一个专题由2到6个条
目组成。太多的科目会使整体的教学内容变得复杂，对学生的学习不

利；每一个题目的难度和知识的范围都要有一个逐渐增加的过程，这

样才能让学员有一个系统化的认识。根据选定的教学目的，老师们可

以划分出相应的知识领域和知识点。同时，还需要按照学生的年龄和

现有的知识来进行设置，太多、太困难的话，会让学生丧失学习的热

情。另外，在知识的选取上，老师应该尽量选取易于操作和易于引起

学员的理解。比如，滴水试验的内容包括掌握测量方法，测量水量，

换算时间，熟悉水的体积与质量之间的转换，用3D打印笔印刷一顶

草帽，学习天空的颜色，用Scratch图形编程语言做一张教师节的卡

片，根据程序设计和力学的原则，制造出一只可以看见的杯子。

4活动设计

在工程STEAM中，教师的活动是一个重要环节。在学习过程中，

教师组织的活动是以学习知识为目的的，并以此为基础开展实际操

作。一项活动的知识点要因学生的年龄、知识基础和知识的结构而有

所差异；所涉知识的内容不能太多；要有明确的操作步骤和程序，每

一步都要有合理的逻辑联系；课题型STEAM的教学内容通常包括五大

部分：问题导入、科学探究、活动制作、交流协作和总结反思。结合

课程的具体内容，设计课程的相关教学目标，并结合课程的教学重点，

进行具体的教学活动。比如，通过实例知识和教学活动的教学设计。

水滴试验的实例知识：理解水龙头没有拧好，就会产生大量的水珠，

然后通过计算，得出一年的滴水率，然后设计一套房子的用水计划，

以此来估计一家人的用水，以及一家人所消耗的水资源。问题描述提
供了一个关键的问题的解答，并在此基础上，将该问题的答案列举出

来。用一个量杯来测量10分钟的滴水率，然后根据一年中的10分