1、STEAM “船王爭霸賽”項目課程建設摘要近年來，開展STEAM教育活動正在成為學校培養學生高階思維的重要抓手。在整個項目中，STEAM 活動主題的選定是最根本的一環，它引領著活動的發展方向，并決定了學生在其中收獲的多少。本文以學校 STEAM季中的“船王爭霸賽”項目為例展開，詳細介紹STEAM課程開發與實施的過程。關鍵詞STEAM ；核心素養；項目課程；科學教材模型或原型7查閱文獻在這個信息爆炸、知識可輕易獲取的時代，教育的 目的將不再局限于傳授常識性的文化內容，而是培養 學生利用知識解決實際問題的綜合能力。既要注重發 展知識遷移和問題解決等高層次的能力1，也要發掘 和培養學生的批判性思維和

2、創新精神等內在品質。在 這樣的背景下，STEAM教育應運而生。在開展STEAM教 育的過程中，主題的選定是項目有效實施的前提。我 校作為浙江首批中小學STEAM種子學校，在立足科學 教材，進行校本STEAM活動的開發與實施上有一定的 經驗分享。、研究緣起STEAM課程選題來源廣泛，可基于學生興趣，也可 針對生活中出現的實際問題。然而，要選擇既能符合 學生興趣點和認知規律，又能鍛煉他們各項思維能力 的項目卻絕非易事。常見的問題有：選題太難，導致 學生在設計和制作成品的過程中受到很大阻礙，影響 了參與的積極性；選題太容易，學生無需花費精力即可 輕松完成，導致獲得感和成就感較低；選題偏離生活實 際，

3、割裂了學習和生活之間的紐帶，最終導致學生對知 識的認知流于膚淺。要讓STEAM項目的選題貼合學情，小學科學教材 是一個很好的取材靈感源。首先，教材是學生日常學 習所需的重要資源，若學生在完成項目的過程中用到 的知識大多來源于教材，就不會出現難度較大、學生 無法上手的情況。其次，教師日常教學任務重，可自 由支配的時間有限，來源于教材的STEAM項目可以 作為日常教學的補充，成為學生預習、復習和延伸實 踐學習的手段，加深他們對課堂知識的理解。最后， 實施與教材內容相關的項目也能調動學生對課堂知 識的興趣，幫助他們建立“學習的目的在于應用”的 理念。我校開發的多數課程均來源于教材，而又高于教 材，是

4、教材的延伸和拓展。為了充分實施STEAM項目， 讓學生進行既有深度又有廣度的學習，我校每年秋季 均會開展以月為單位的學習活動STEAM季，旨在讓 學生在相同的主題下沉浸式學習一個月，真正將知識 理解透徹并靈活運用。本文將以STEAM季中取材于五年級下冊浮力單元 的“船王爭霸賽”項目為例，闡述以小學科學教材為靈 感源的校本STEAM課程的開發和實施過程，以期為同 類STEAM課程的研發提供參考。二、STEAM 船王爭霸賽”項目課程建設的內涵和 內容STEAM課程是多種學科知識與能力的融合，但并非 意味著各學科的平均用力。此次舉辦的“船王爭霸賽” 就是以科學為主導，同時融入其他學科的一次活動。 整

5、個STEAM課程的建設借鑒了東南大學柏毅教授提出 的STEAM活動過程模型2（見圖1 ）。材料清單 成本 設3圖|確定設計需求宅g%就了解相關知無乂而術識，提出解決方案.圖1：以工程設計為主導的STEAM活動過程模型該模型模擬了工程設計的真實流程，讓學生學會 像工程師一樣理性、有邏輯地思考。在確定設計需求 環節提出了要進行“船王爭霸賽”的活動，以競賽的形 式調動學生的熱情，為后期項目的順利推進奠定堅實 基礎，也使他們在遇到困難時能堅持完成作品。在了 解相關知識環節上，我們設置了專門的課程，包含了船的歷史等人文類知識，船的載重、穩定性等科學類知 識，與船的設計相關的工程、信息技術等方面的知識，

6、為學生設計自己的船提供“腳手架”。最后進入工程設 計最核心的流程，學生完整經歷了設計、制作、測試并 改進的過程，設計的圖紙需要經過全班同學的商議才 能通過，然后是根據設計圖制作成品的環節，制作好以 后要檢測效果并有針對性地改進。設計是讓學生把自 己的想法變成具體的有科學性的圖紙；制作則是根據 設計圖將自己的設想變成實際的作品，其中也向學生 滲透了尊重事實的價值觀。測試環節是為了讓學生檢 驗自己的作品是否符合要求，是對結果的檢驗。通過 測試，才能發現問題。改進環節是對學生高階思維的 鍛煉，使學生能夠評估自己的問題并進行調整，充分鍛 煉了學生的優化思維。三、STEAM 船王爭霸賽”項目課程的開發和

7、實踐我們在STEAM項目開發前查閱了相關文獻，參考 了集項目設計、項目實施和項目評估為一體的項目開 發模式（見圖2）*教育甘標分析|0項且開發環節asitiisaw作晶制作|評價方式多維11評價主體多元反彼與調蹩項目實施環節圖2：項目化小學STEAM設計與開發流程（一 “船王爭霸賽”項目設計教學目標設計STEAM課程教學的核心在于將各學科知識進行有 機融合，而明確課程目標則是其中的關鍵。STEAM課 程涵蓋了科學、技術、工程、人文、數學等多個學科， 課程目標應該參考以上學科的課程標準并且從知識 與技能、過程與方法、情感態度價值觀這三個維度來 設計。在知識與技能上，科學教學目標的設計參考義務 教

8、育小學科學課程標準，該標準重在培養學生合作探 究的能力；技術（狹義）教學目標的設計依據美國CSTA 計算機科學教育標準和K-12計算機科學框架，該標準 重在培養學生分解問題的能力；工程教學目標的設計 依據義務教育小學科學課程標準關于工程方面的要 求，即培養學生用創造性思維解決問題的能力。人文 藝術學科目標依據義務教育藝術課程標準和義務 教育語文課程標準，旨在培養學生發現美、創造美的 能力，同時能夠用語言精準地表情達意41o在過程與方法上，各標準均要求學生掌握各類 問題的解決方法，本校教師在進行目標設計時，從里 面的方法中有側重地進行了選擇，堅持循序漸進的 原則，讓學生在完成階段性任務的過程中逐

9、漸掌握 方法。在情感態度價值觀上，各標準均致力于培養學生 對該學科的興趣以及積極向上的生活態度。因此，本 校教師在課程設計時，力求以價值觀的正向引導為準 繩，使學生在活動中收獲心靈成長。表1為結合各學 科三維目標擬定出的“船王爭霸賽”中的STEAM目標。表1：四年級“船王爭霸賽”項目課程目標領域整合教學目標科學 （2課時）對船穩定性、載重量及造船材料進行研究。了解各因素對物體沉浮的影響。數學（2課時）掌握船的圖形結構，學會測量，會按比例畫圖紙， 計算體積（容積）。信息技術（2課時）掌握現代船設計和制造中運用的信息化技術，嘗 試用電腦繪制3D圖紙。藝術 （2課時）語文：了解船的演變歷史及相關人物

10、。美術：了解船的外形、結構等方面的美學知識。工程 （3課時）能夠按主題設計船，并研討可行性，進行項目的 團隊分工與管理培訓。學科課程解讀與重構在項目主題選定前，各科教師會對本學科教材進 行充分解讀，并對知識點進行整理，按照知識點和該內 容在學生當前年齡段的應用領域等因素劃分模塊，并 通過教師間的交流探討，形成以科學或數學為主干，包 含多學科內容的知識圖譜。多學科融合的知識圖譜打 破了學科邊界，增強了各學科間的關聯性，避免了知識 碎片化和脫離生活實際的問題，為問題情境的選擇提 供了參考，同時也保障了項目實施過程中知識和能力 目標的有效落實。項目式任務設計（1）問題情境設計“船王爭霸賽”選材自五年

11、級下冊第一單元“沉和 浮”第四課“造一艘小船”。教材首先要求學生用橡皮 泥造船進行模擬實驗，找出影響船載重量的因素，然后 用其他材料造一艘小船。我校的STEAM項目則是“造 一只小船”任務的進階，將船由模型轉為實體，要求以 班級為單位造一艘能夠載人的船。這是一個真實且較 復雜的問題，學生在船王的設計與組裝過程中將綜合 運用科學、技術、工程、數學等多學科知識來解決問 題。該項目面向學生，所以船的修建難度適當降低，建 造的船能夠在水中載一人即為成功。（2）學習資源支持設計學生要能夠自主地完成方案的設計和現場施工, 需要硬件設備的支持。所以只要學生有需要，學校就 會及時提供網絡設備、工具、場地等資源

12、。與此同時, 各科教師會為學生的實踐活動提供“腳手架”，并成為 學生成長的促進者和見證者。（3 ）活動流程設計在STEAM活動中，學生獲取知識的方式將不再局 限于教師的講解，學習更多地發生在每一個活動環節 中。學生在其中學習新知，同時運用、內化知識，真正 感受到學習本身的樂趣。活動流程引導學生進行資料 查閱、同伴交流、展示匯報，提前規劃流程是保證項目 順利推進的基礎。（4）成果評價設計STEAM活動的評價包含形成性評價和總結性評價， 應采用多元的評價方式來評估學生學習的過程和最終 的效果，評價的多元化包含了評價內容的多元化和評 價主體的多元化5。內容多元化即對項目中所涉及的 各方面內容都設置評

13、價標準，主體多元化則是讓項目 中涉及的所有人員均參與到評價的過程中。此外，評 價標準設立應本著激勵學生的原則，不可過于苛刻，挫 傷學生參與項目的積極性。在“船王爭霸賽”項目中，我們遵循了多元化的評 價原則。在班級內部有學生自評、生生互評、教師評 價，在學校層面有相關專家的點評；同時將成品在公 眾號上發起微信投票，由學校、家庭、社會共同參與評 價，評選出大家心目中的“船王”。（5）項目總結與改進項目結束后的總結可以鍛煉學生的整合歸納和自 我反思能力，將各環節中收獲的碎片經驗整合成系統 化的知識，同時也使活動中所學知識得到進一步的升 華，實現知識和能力的雙重收獲。在“船王爭霸賽”項目反思中，我們采

14、用KWL工 具，即在項目開始前，給每位學生發一張白紙，將白紙 分為三列。第一列需填寫“關于船，已經知道的知識或 具備的設計制作能力”，對學生進行前概念調查。第二 列需填寫“關于船，自己想知道的知識以及希望收獲的 能力”，激發學生參與活動的興趣。前兩項均在項目開 始前填寫，第三列在項目結束后填寫“通過參與項目， 自己收獲的知識和能力，使學生學會歸納總結和反思 改進。（二“船王爭霸賽”項目實施項目準備：明確項目主題，激發學習興趣利用校園晨會發動，宣布此活動：我們將制作一艘 真正能載運貨物的船，以班級為單位構建本班船總規 劃，進行船的設計與制作。各班自定風格、數量（至少 一艘），來進行船王爭霸賽，可

15、以突出科技、低碳等元 素。主體材料種類不限（總質量不超過8千克，不能由 市售同類產品拆裝而成），粘合材料、涂料等裝飾物品 不限。項目實施：開展充分實踐，提升核心素養項目實施包含項目分工、制定方案、論證方案、改 進方案、準備材料、作品制作六大環節。項目要求以班級為單位共同完成一艘大船的制作， 其復雜性和挑戰性決定了全班必須通力合作，才能圓 滿完成。在分工方式上，我們基本采用讓學生根據任 務自由分組的形式，保證學生選擇的任務基本滿足個 人興趣，從而在活動中充分發揮主觀能動性。而只有 當各任務人數出現較大不均衡時，教師才會參與進來, 根據學生擅長的方面輔助調配。在分工內容上，各團 隊職責明確，如設計

16、團隊負責設計大船的制作方案；組 織管理團隊負責工作的分配和人員的協調；宣傳團隊 負責大船海報的制作、現場拉票；后勤保障團隊負責制 作過程中材料的回收和垃圾的清理；制作實施團隊負 責大船的現場組裝；材料保障團隊負責準備制作材料。分工完成后，各班級開始擬定項目進程表，制定每 一個時間節點需要完成的任務，確保項目有序推進。緊接著是設計船的制造方案。為了集思廣益，教 師特意安排了方案討論會，召集學生進行頭腦風暴。 在討論會前，教師要求每位學生查詢相關資料；在討論 會上，學生們暢所欲言，提出各自的想法，再由設計團 隊綜合優秀的設計理念，完成船的初步設計方案。最 后，設計團隊向全班匯報整體方案內容，2/3

17、的同學同 意則意味著方案通過。當方案在班級內部通過后，設計團隊開始制作論 證PPT，項目進入全校的專家論證環節。在論證環節， 每個班有5分鐘左右的時間做項目闡述，主要圍繞設 計理念、人員分工、項目流程、設計圖紙等內容進行講 解。我們邀請制造領域的專家就學生的設計、選材等 方面進行細致的點評，并做相關知識的拓展。項目的現場論證給學生們提供了一個展示平臺， 讓他們學會有條理、有層次地向別人介紹自己的作品 和理念，能夠針對性地解答疑問，并聽取別人的意見, 來完善自己的想法。方案確定后，各班開始進行材料的準備，等待激動 人心的那一天到來。該項目所需的材料均由學生自行 準備，并在組裝當天由各班材料組帶到

18、制作場地。在制作當日，各班先利用框架材料完成骨架搭建, 搭建材料包括廢棄泡沫、廢舊PVC水管、空塑料瓶等， 體現“資源回收再利用”的環保理念。然后，各班開始 進行船體制作，而在制作過程中，出于安全考慮，每班 均有兩名家長志愿者從旁協助，最后是裝飾船體的環 節，學生們盡情展示了自己的想象力，描繪出對船的喜 愛以及對未來的憧憬。現場制作船王的過程中，學生學會了使用各類工 具，動手能力得到了極大的鍛煉。同時，為了完成這一 任務，他們需要通力合作，溝通交流的能力也有了很大 的提升。（三）“船王爭霸賽”項目評估項目展示項目展示分為兩個階段：第一階段是將制作好的 船放于體育館中展示，同學們到各班的船只停放

19、處參 觀。各班宣傳團隊成員擔任解說員，展示船只的制作 過程，解答其他同學的疑問。展示形式豐富多樣，有 的在船上張貼了宣傳二維碼，掃碼即可獲取船的相關 信息；有的制作了宣傳海報來介紹小船；有的拍攝了 VCR來講述制作背后的故事；還有的通過微信公眾號向 家長及社會各界分享制作成果。第二階段是船只下水 測試。這是最令學生緊張激動的環節，意味著經過了 近一個月的努力后，他們即將看到作品發揮實際的作 用載重。載重測試環節中，我們在每艘船上先放 20千克重物嘗試，然后請一名學生進入船中。結果表 明，每一組的船王載人都成功了。船只下水測試是體 現STEAM真實情境理念的重要環節，但考慮到戶外測 試的安全問題

20、，我校特意租用了 “大水池”。此舉既讓 學生在校園里就能體會泛舟水面的樂趣，也向他們滲 透了 “學習的目的在于運用”的理念。項目評價我們對過程和結果均實施了評價。在過程性評價 中，我們重點關注方案設計與迭代情況、論證會現場展 示、作品宣傳、團隊分工等。在結果性評價中，則著眼 于船體美觀性、船體實用性、船體設計的創意性等。在 學校范圍內，我們有學生本人自評、同學互評、教師和 專家點評等形式，每位同學都可以給自己喜歡的船投 票；在學校之外，我們通過微信公眾號向家長和社會發 起投票，吸引了社會各界的參與。整個過程的評價都本著激勵學生的原則來進行， 并且充分體現了 STEAM理念中對參與過程的重視，而 非一味強調最終的結果。學生們在活動中的用心參與 應該得到即時的鼓勵和贊賞。為此，我們根據小船特 色給每個班都頒發了獎杯。每一個獎杯都以著名的航 海家的名字來命名，如“哥倫布號”“麥哲倫號”“鄭和 號”等，希望學生們被航海家的故事激勵，樹立自己遠 大的理想。項目復盤活動結束后，各班都進行了項目的回顧和總結，同 學們既分享了收獲，也反思了不足；既回味了活動中的 快樂瞬間，又提出了優化改進的方法，有助于在將來的 活動中更好地發揮才干。最后，師生一起將項目實施 中各階段的情況、同學們的反思總結形成文字和圖片， 做成項目手冊，永久保存在教室里，作為學生們最美好 的