? ? ? ? ? ? STEAM 教學(xué)案例

兩個案例——《飛機(jī)場》和《制作微型雪橇》

由于國內(nèi)關(guān)于STEM的案例較少或不成熟棚品，本文翻譯了2個國外STEM案例的部分片段踢械，以幫助讀者從中管中窺豹蜈抓。

案例1飛機(jī)場

目

標(biāo)

科學(xué)物理——探索飛機(jī)如何在空中飛行驯妄、安檢儀器如何能“看到”行李能耻？X射線是什么？

天氣——了解天氣條件的變化如何影響飛機(jī)飛行绕娘。

安全——發(fā)現(xiàn)飛機(jī)場及航班上安全的重要性脓规。

技術(shù)互聯(lián)網(wǎng)研究——查找關(guān)于飛機(jī)場和飛機(jī)的信息，了解飛機(jī)場相關(guān)設(shè)備（如安檢儀险领、行李傳送帶等）的知識侨舆，探究飛機(jī)相關(guān)的構(gòu)成部分（如駕駛艙秒紧、座椅、行李儲存箱挨下、飲料推車熔恢、安全帶、行李以及其他道具）的知識臭笆。

桌面出版——制作登機(jī)牌叙淌、標(biāo)識、護(hù)照愁铺、身份證凿菩、行李標(biāo)簽、機(jī)場工作人員的姓名牌等帜讲。

工程繪畫——計劃并畫出教室中飛機(jī)場的布局，包括進(jìn)站口椒拗、安檢區(qū)似将、行李領(lǐng)取處。計劃并畫出駕駛艙蚀苛、空乘人員服務(wù)區(qū)在验、座椅區(qū)。

創(chuàng)設(shè)空間——利用教室里的家具或其他手中的材料對飛機(jī)場和飛機(jī)進(jìn)行布局堵未。

設(shè)計——利用不同的人造材料制作駕駛艙控制板腋舌、進(jìn)站檢票的電腦、安檢通道渗蟹、飛機(jī)票块饺、登機(jī)牌、護(hù)照等雌芽。

合作與解決問題——討論飛機(jī)場授艰、飛機(jī)以及乘客的角色及相應(yīng)的角色要求。為什么安全事宜如此重要世落？

數(shù)學(xué)數(shù)量——點(diǎn)數(shù)所需工作人員的數(shù)量淮腾、旅客數(shù)、行李的件數(shù)屉佳。制作坐位號牌谷朝，按順序叫號練習(xí)登機(jī)。

排序——確定飛機(jī)旅行的過程武花，從買機(jī)票到抵達(dá)圆凰。

大小與測量——比較行李的大小——更大或更小体箕；小號送朱、中號娘荡、大號、超大號驶沼；輕炮沐、重。

時間——決定航班的出發(fā)到達(dá)時間和持續(xù)時長回怜。

加減法——計算旅客和行李的數(shù)量大年。

錢——確定航班、額外行李等的價格玉雾。

市場研究——用圖表統(tǒng)計每周不同目的地旅客的數(shù)量翔试，確定在班級飛機(jī)場最受歡迎的旅行目的地。

實(shí)

施

階

段

第一階段

建立飛機(jī)場

l 用圖表畫出自己關(guān)于飛機(jī)場和飛機(jī)的經(jīng)驗(yàn)复旬。

l 研究垦缅、并設(shè)計教室飛機(jī)場。

l 收集驹碍、利用盒子及其他材料創(chuàng)設(shè)一個安檢區(qū)壁涎、進(jìn)站檢票區(qū)、行李提取區(qū)志秃。

l 給飛機(jī)場命名怔球、設(shè)計飛機(jī)場標(biāo)識。

第二階段

制作駕駛艙浮还、空乘服務(wù)區(qū)竟坛、座位區(qū)

l 創(chuàng)設(shè)飛機(jī)的制作駕駛艙、空乘服務(wù)區(qū)钧舌、座位區(qū)担汤。

l 用瓶蓋、積木洼冻、磁鐵漫试、舊的電子元件等材料建造駕駛艙控制板。

l 建立一個聲訊系統(tǒng)以便飛行員能與控制塔和乘務(wù)組對話碘赖、乘務(wù)組能與乘客對話驾荣。

l 創(chuàng)設(shè)航班乘務(wù)組工作區(qū)域以及售賣零食的系統(tǒng)。

第三階段

分配角色

l 探究機(jī)場運(yùn)行所需的工作人員類型普泡。

l 形成對工作的具體描述播掷；嘗試不同的角色。

l 收集或制作更衣室撼班、道具材料歧匈。

l 確定工作人員和旅客的數(shù)量；簽訂協(xié)議砰嘁。

l 制作身份證件炉、登機(jī)牌勘究、機(jī)票、行李貼斟冕、招牌口糕。

第四階段

開放機(jī)場

l 投票確定5個最喜歡的目的地，確定每天的航班目的地以及出發(fā)到達(dá)時間磕蛇。

l 練習(xí)到達(dá)檢票口景描、檢查行李、安全檢查秀撇、登機(jī)超棺。練習(xí)登機(jī)、駕駛飛機(jī)呵燕、服務(wù)乘客棠绘。

l 查看天氣預(yù)報，確定是否開放機(jī)場航班服務(wù)再扭。

第五階段

改進(jìn)機(jī)場

l 評估哪些工作要改進(jìn)氧苍，哪些需求要調(diào)整。

根據(jù)討論和研究的想法霍衫，改善機(jī)場。

案例2制作微型雪橇

任務(wù)制作微型雪橇侯养，要求：能從斜坡上負(fù)重滑下來的敦跌。

目

標(biāo)

1.探索雪橇制作材料及其性能之間的關(guān)系。

2.探索工程設(shè)計的基本流程逛揩。

3.體驗(yàn)合作型學(xué)習(xí)柠傍，鍛煉解決問題、與同伴溝通等思維能力辩稽。

實(shí)

施

過

程

參與 （Engagement）

1.和幼兒一起讀《14只老鼠的冬季雪橇日》，主要內(nèi)容：一只老鼠爸爸帶著小老鼠們計劃、設(shè)計并建造雪橇悯舟，讓小老鼠們忙忙碌碌地度過了漫長的雪季眯停。

2.請家長帶家里各種雪橇來園。

探索（Exploration）

1.讓幼兒一起滑雪橇喷众「餮瑁滑完雪橇，讓幼兒一起討論：哪些材料制成的雪橇滑得最好到千，并找到可能的原因昌渤。幼兒們認(rèn)為最好的雪橇是滑得快的雪橇，大多數(shù)幼兒認(rèn)為金屬材料的雪橇滑得最快憔四。

2.在建造中心搜尋可以利用的材料膀息，設(shè)計制作雪橇的藍(lán)圖般眉。

3.幼兒2人一組制作雪橇，教師觀察潜支，進(jìn)行必要的指導(dǎo)甸赃。

解釋（Explanation）

幼兒在同伴面前分享、解釋自己的雪橇是如何設(shè)計和建造的毁腿，并介紹雪橇的滑雪性質(zhì)辑奈。

評估（Evaluation）

在雪地上測試各自制作雪橇的性能。測試完已烤，幼兒一起討論哪些雪橇做得好鸠窗，好在哪兒，存在哪些問題胯究，如何改善等稍计，為進(jìn)一步改善雪橇做準(zhǔn)備。

延伸（EXtension）

根據(jù)測試情況進(jìn)一步改善雪橇裕循。

二

STEM教育的核心特征探析

從以上的2個案例中臣嚣，我們對STEM教育有初步的感知。以下剥哑，本文將結(jié)合以上2個STEM案例硅则，嘗試探析STEM教育的核心特征，以幫助大家對STEM教育有更深層次的認(rèn)識株婴。

1.從學(xué)科屬性上來看怎虫，STEM教育是理科綜合教育，以科學(xué)教育為核心困介，是科學(xué)教育大审、技術(shù)教育、工程教育座哩、數(shù)學(xué)教育等多學(xué)科交融的研究實(shí)踐領(lǐng)域徒扶。

科學(xué)、數(shù)學(xué)在于認(rèn)識世界根穷，解釋自然界的客觀規(guī)律姜骡。技術(shù)和工程則是在認(rèn)識世界自然規(guī)律的基礎(chǔ)上改造世界，實(shí)現(xiàn)對自然界的控制和利用屿良，滿足人們需求和愿望溶浴，解決社會發(fā)展遇到的難題。盡管人們習(xí)慣把科學(xué)管引、工程技術(shù)和數(shù)學(xué)當(dāng)作獨(dú)立的學(xué)科士败，實(shí)質(zhì)上它們是緊密相連的。

科學(xué)、技術(shù)谅将、工程和數(shù)學(xué)之間實(shí)質(zhì)上有著天然的共通性和互補(bǔ)關(guān)系漾狼。正是由于四者本身天然的聯(lián)系，以及當(dāng)今社會更加復(fù)雜且具不確定性饥臂，STEM教育強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者要結(jié)合真實(shí)問題情境進(jìn)行整合學(xué)習(xí)逊躁，消除學(xué)科之間的壁壘，促進(jìn)相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域之間的融合隅熙，發(fā)展學(xué)習(xí)者解決問題的能力和創(chuàng)新思維能力稽煤，以應(yīng)對將要面臨的更加復(fù)雜多變的問題情境。這是STEM教育提出的初衷囚戚。

隨著STEM教育的傳播和發(fā)展酵熙，由STEM衍生出了一些相關(guān)的概念術(shù)語，如STEAM（Science驰坊，Technology匾二，Engineering，Arts拳芙，Math）察藐、STREAM（Science，Technology舟扎，Reading分飞，Engineering，Arts睹限，Math）譬猫、STEAM GLASS（Science，Technology邦泄，Engineering删窒，Arts裂垦，Math顺囊，Geography，Language Arts蕉拢，Social Studies）特碳、STEM+等。這些術(shù)語在形式上不同晕换，但在本質(zhì)上是相同的午乓，都同STEM一樣強(qiáng)調(diào)跨學(xué)科整合的學(xué)習(xí)方式。

STEM概念在不斷“泛化”運(yùn)用中闸准，也使部分初次接觸者變得迷糊益愈，不知所以。實(shí)際上，這些“泛化”的運(yùn)用實(shí)際是抓住了STEM教育的一個核心特征“跨學(xué)科”的學(xué)習(xí)方式蒸其，或者是運(yùn)用了STEM教育強(qiáng)調(diào)的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)法敏释，但是在某種程度上忽視了STEM教育的原初宗旨——STEM教育，從學(xué)科屬性上來看摸袁，它是以科學(xué)教育為核心钥顽，為更好地學(xué)習(xí)科學(xué)教育、技術(shù)教育靠汁、工程教育蜂大、數(shù)學(xué)教育等學(xué)科，而提出的跨學(xué)科蝶怔、項(xiàng)目式的整合教育形式奶浦。

案例1《飛機(jī)場》中，乍一看添谊，和幼兒園之間的瑞吉?dú)W項(xiàng)目教學(xué)很相似财喳，但實(shí)質(zhì)上這個案例呈現(xiàn)了STEM教育的典型特征。首先斩狱，從目標(biāo)的設(shè)定來看耳高，它是圍繞科學(xué)、技術(shù)所踊、工程泌枪、數(shù)學(xué)來制定預(yù)設(shè)目標(biāo)，整個項(xiàng)目的推進(jìn)都旨在實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)秕岛。其次碌燕，從實(shí)施流程上，它圍繞建造機(jī)場的任務(wù)继薛，開展項(xiàng)目式學(xué)習(xí)修壕。它并不像幼兒園常實(shí)施的項(xiàng)目教學(xué)，它關(guān)注的5大領(lǐng)域的全面滲透發(fā)展遏考，而并不重點(diǎn)關(guān)注STEM科學(xué)教育領(lǐng)域慈鸠，這是二者的根本不同。

案例2《制作微型雪橇》中灌具，也是圍繞制作雪橇的任務(wù)青团，旨在探索紙板、木板等不同材料對雪橇性能的影響咖楣，它也是從科學(xué)教育目標(biāo)的角度出發(fā)的督笆。因而，在科學(xué)教育的學(xué)習(xí)中诱贿，推動STEM教育方式娃肿，這是STEM原初宗旨、首要特征，也是實(shí)施STEM教育首先要重視的基礎(chǔ)問題料扰。

2.跨學(xué)科的學(xué)習(xí)方式是STEM教育的核心特征

美國學(xué)者艾布特斯（Abts）使用“元學(xué)科”（meta-discipline）描述STEM锨阿，他認(rèn)為STEM是代表科學(xué)、技術(shù)记罚、工程和數(shù)學(xué)等學(xué)科的統(tǒng)整的知識領(lǐng)域墅诡，它們存在于真實(shí)世界中，彼此不可或缺桐智、互相聯(lián)系（Morrison末早，2006）。

傳統(tǒng)的分科教學(xué)说庭，將知識按學(xué)科進(jìn)行劃分然磷，對于科學(xué)研究、深入探究自然現(xiàn)象的奧秘和將知識劃分為易于學(xué)習(xí)教授的模塊是大有裨益的刊驴，但并不反映我們生活世界的真實(shí)性和趣味性（Morrison姿搜，2009）。因此捆憎，分科教學(xué)（如物理舅柜、化學(xué)）在科學(xué)、技術(shù)和工程高度發(fā)達(dá)的今天已顯出很大弊端躲惰。

針對這一問題致份，不同于傳統(tǒng)的分科教學(xué)模式，STEM教育強(qiáng)調(diào)的是跨學(xué)科的學(xué)習(xí)方式础拨〉椋跨學(xué)科意味著教育工作者在STEM教育中，不再將重點(diǎn)放在某個特定學(xué)科或者過于關(guān)注學(xué)科界限诡宗，而是將重心放在特定問題上滔蝉，強(qiáng)調(diào)利用科學(xué)、技術(shù)塔沃、工程或數(shù)學(xué)等學(xué)科相互關(guān)聯(lián)的知識解決問題蝠引，實(shí)現(xiàn)跨越學(xué)科界限、從多學(xué)科知識綜合應(yīng)用的角度提高學(xué)生解決實(shí)際問題能力的教育目標(biāo)芳悲。

在案例1《飛機(jī)場》中立肘，在建造機(jī)場的任務(wù)中边坤，自然融合了科學(xué)名扛、技術(shù)、工程茧痒、數(shù)學(xué)等方面的學(xué)科知識肮韧，這種跨學(xué)科的學(xué)習(xí)方式，將有助于學(xué)習(xí)者獲取跨學(xué)科的知識，在真實(shí)問題情境中去發(fā)展思維能力弄企、解決問題的能力超燃。

案例2《制作微型雪橇》中，不僅自然融合了物理科學(xué)（探索不同材料和雪橇性能的關(guān)系）和數(shù)學(xué)科學(xué)（根據(jù)不同形狀的特征拘领，確定雪橇的合理外形）意乓，還利用閱讀相關(guān)圖書卷入語言學(xué)科，既是學(xué)科的進(jìn)一步融合约素，也為學(xué)習(xí)者后期制作雪橇激發(fā)了興趣届良、豐富了必要的經(jīng)驗(yàn)。因而圣猎，實(shí)施STEM教育士葫，必然強(qiáng)調(diào)跨學(xué)科的學(xué)習(xí)方式，這是STEM教育的核心特征送悔。

3.工程教育在STEM整合教育中有獨(dú)特的整合作用

STEM教育強(qiáng)調(diào)跨學(xué)科的整合教育慢显，那么，如何整合?以什么為整合的抓手呢欠啤？

相比于STEM教育中其他3個學(xué)科荚藻，工程教育有其獨(dú)特性。工程教育是為了解決某一社會問題洁段、滿足人類的需求和欲望鞋喇，運(yùn)用工程設(shè)計過程，在已有的資源和限制條件下設(shè)計出最佳的解決方案的過程眉撵。通俗地說侦香，工程設(shè)計就是建造的過程，在這一過程中纽疟，需要運(yùn)用技術(shù)工具罐韩，也需要了解工程、科學(xué)污朽、數(shù)學(xué)等學(xué)科概念等散吵，通過工程設(shè)計將科學(xué)、技術(shù)蟆肆、數(shù)學(xué)教育有機(jī)融合矾睦。

案例1《飛機(jī)場》中，以建造飛機(jī)場這個項(xiàng)目任務(wù)為起點(diǎn)炎功，引導(dǎo)幼兒自然利用互聯(lián)網(wǎng)等去探索飛機(jī)場枚冗、飛機(jī)的結(jié)構(gòu)組成、飛機(jī)場各種設(shè)備的工作原理蛇损、飛機(jī)安全運(yùn)行的條件等（科學(xué)）赁温，在規(guī)劃建造機(jī)場的過程中初步體驗(yàn)設(shè)計藍(lán)圖坛怪，并根據(jù)實(shí)踐反饋進(jìn)行完善（工程），制作各種登機(jī)牌股囊、護(hù)照袜匿、機(jī)票等（技術(shù)），在飛機(jī)場的運(yùn)行過程中探索機(jī)場工作人員的類型和數(shù)量安排（數(shù)學(xué)）等稚疹，就是以工程項(xiàng)目任務(wù)自然卷入了其他科學(xué)居灯、技術(shù)和數(shù)學(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí)。

在案例2《制作微型雪橇》中内狗，則是以制作雪橇的項(xiàng)目穆壕，將相關(guān)的科學(xué)（不同材料及其性能、雪橇的結(jié)構(gòu)）其屏、數(shù)學(xué)（雪橇的外形）等自然融合了喇勋。

可見，在STEM教育的實(shí)施中偎行，常以工程設(shè)計項(xiàng)目或問題作為探究的起點(diǎn)川背，在面向?qū)嶋H的工程問題的解決過程中，自然卷入科學(xué)蛤袒、技術(shù)熄云、數(shù)學(xué)等相關(guān)學(xué)科知識，工程教育就成為聯(lián)系各學(xué)科知識妙真、建立整體認(rèn)知的獨(dú)特整合抓手缴允，發(fā)揮其在STEM整合教育中的獨(dú)特整合作用。

4.APPB法珍德、5E教學(xué)法是STEM教育的主要實(shí)施范式

APPB 教學(xué)法是基于活動的學(xué)習(xí)（ABL练般，Activity-based Learning）、基于問題的學(xué)習(xí)（PBL锈候，Problem-based Learning）薄料、基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)（PBL，Project-based Learning）3個相似學(xué)習(xí)方法的總稱泵琳，它是STEM教育的主要實(shí)施范式摄职，其中尤以PBL法（Project-based Learning）為最常見。

PBL法把學(xué)習(xí)者置于某一項(xiàng)目任務(wù)情境中获列，讓學(xué)習(xí)者自己去分析問題谷市，在解決問題中建構(gòu)對多學(xué)科知識的深度理解。在解決問題的過程中击孩，學(xué)習(xí)者要利用相關(guān)的學(xué)科知識迫悠，與同伴合作、溝通溯壶，提出測試解決方案及皂，在這一過程中，將促進(jìn)學(xué)習(xí)者創(chuàng)造性解決問題能力的發(fā)展且改，使之成為適應(yīng)性的問題解決者验烧。

在案例1《飛機(jī)場》中，在建造飛機(jī)場這一項(xiàng)目任務(wù)中又跛，學(xué)習(xí)者要解決各方面面臨的實(shí)際問題碍拆，在這一過程中實(shí)現(xiàn)整合學(xué)習(xí)。5E教學(xué)法則是在項(xiàng)目學(xué)習(xí)的具體實(shí)施過程中慨蓝，更加微觀的STEM實(shí)施范式感混。它呈現(xiàn)了如何使學(xué)習(xí)者卷入?yún)⑴c項(xiàng)目、探索完成任務(wù)礼烈、分享解釋自己的解決方案弧满、評估并進(jìn)一步完善解決方案的微觀過程。

在案例2《制作微型雪橇》中有具體運(yùn)用了5E教學(xué)法此熬，通過相關(guān)主題的故事分享豐富學(xué)習(xí)者相關(guān)經(jīng)驗(yàn)（參與 Engagement）庭呜，在體驗(yàn)真實(shí)雪橇后討論雪橇的材料和性能的關(guān)系，設(shè)計雪橇藍(lán)圖犀忱，制作雪橇（探索Exploration）募谎，在此基礎(chǔ)上展示解釋自己的雪橇（解釋Explanation），并在真實(shí)環(huán)境中進(jìn)行測試（評估Evaluation）阴汇，最終根據(jù)測試結(jié)果改善雪橇（延伸 EXtension）数冬。