基于STEAM的校本课程设计与应用研究^[1]——以初中信息技术的《购物机器人》为例

王 丹 杨 成

[摘 要] 近年来，STEAM教育发展如火如荼。本研究分析概括STEAM教育理念，站在跨学科领域的角度，将STEAM教育理念融入课程设计中，从课程目标、课程内容、教学活动和评价方式四个方面进行设计，课程目标紧密结合新课标提出的学科核心素养，又与传统三维目标相联系。在此基础上，提出基于STEAM教育理念的课程设计模型，以初中信息技术校本课程《购物机器人》为案例进行设计、实践，分析总结效果及存在的问题，给出对策建议。

[关键词] STEAM教育 校本课程 核心素养

伴随着信息时代的到来，社会发展步伐加快，对人才的培养和发展的要求自然变得更高。2016年教育部在《教育信息化“十三五”规划》里提出，要积极探究信息技术在新教育模式里的应用，促进其全面发展。STEAM教育重视跨学科知识融合，注重解决现实情境中的问题，有利于提高学生的实践和创新能力，有利于培养适应社会发展的高质量创新型人才。《基础课程改革纲要》里指出，学校应结合自身的优势传统与学生的兴趣需求、当地社会经济发展实际，执行国家课程和地方课程，并开发使用合适的校本课程。本研究旨在探讨设计开发利于学生发展的校本课程，促进学生核心素养发展和课程改革。

一、STEAM教育及基本理念

STEAM教育源自于STEM，包含科学、技术、工程和数学学科，旨在提升学生综合运用学科知识、实践创新的能力。随后又加入了人文艺术，STEAM教育应运而生。它不是将五门学科简单组合，是强调跨学科知识的有机整合，提升学生的实践创新能力与问题解决能力。STEAM教育的基本理念主要有：

（一）强调真实情境中的问题解决

让学生置身于真实复杂的且有阶段性的问题中，使学校教育和实际生活紧密联系到一起。创设贴近学生日常生活的情境，有助于学生快速进入课堂，更积极主动参与教学活动中。老师指引学生进行自主探究和小组协作，进而完成任务、解决问题，比起单纯的明白一个概念、做出一道题目，会取得较大的成就感，在后续的学习中将更加积极投入。

（二）强调跨学科的知识融合

现实社会中的问题往往错综复杂，涉及多方面的知识技能，长期分科教学将各科知识单独教学，学生难以将各科知识联系起来综合运用，学好各科知识却不一定能解决实际应用问题。STEAM教育整合跨学科、跨领域的知识技能，使零散知识联结成有机的综合体，有效弥补了传统分科教学中知识分割的缺点，有利于发展学生实践创新能力与跨学科综合素养，使学生看待问题、认识世界时思维全面系统完整。

二、信息技术校本课程设计

本研究选择了初中阶段的信息技术课程，以STEAM理念为核心，设计开发校本课程《购物机器人》，分别从课程目标设计、课程内容设计、教学活动设计和评价方式设计四个方面进行分析。

（一）课程目标设计

中小学信息技术课程标准中指出的课程目标，总体来看就是提高学生探究信息技术的积极性，使其养成良好的信息技术使用习惯，增强信息处理能力以及利用信息技术支持学习、解决问题的意识和能力。信息技术学科核心素养是学生在学习信息技术课程的过程中，逐渐发展起来的信息技术基础知识、关键技能方法和情感态度价值观等的综合素养，既涵盖了教育部指出的宏观目标，又符合当代社会发展要求，主要包含信息意识、计算思维、数字化学习与创新和信息社会责任。

（二）课程内容设计(www.daowen.com)

信息技术教育要支持满足学生的个性发展与终身学习，安排课程内容时要关注学生的学习和生活需要。校本课程内容按来源分为三类：在已有教材基础上开展专题教学；改编现有教材；整合新技术开发新模块。选择教学内容时，首先要考虑实际条件。要选择贴近学生日常生活的内容主题，结合学生的兴趣爱好，提高学习积极性。将跨学科知识有机融合，设置丰富多样的课程内容，鼓励学生自主选择，鼓励自主开放的探究实践。在难度设计上，最好划分不同难度以更好地照顾到学生的个体差异。选用跨学科的内容主题，强调灵活综合所学知识解决问题，助力学生素质的提升。购物主题贴近日常生活，购物时要寻找、拿取货物，排队等待结账，由此便有了设计制作购物机器人的想法。课程内容购物机器人基于生活实际问题，与学生日常生活紧密相关，更容易抓住学生的注意，激起学生的探究兴趣和动力。《购物机器人》课程内容包括机器人相关基础知识、机器人的设计与搭建、程序编写与调试运行购物机器人成果展示，其中涉及计算机编程、科学、物理、艺术等学科的知识。

（三）教学活动设计

基于STEAM教育的校本课程教学活动主要以小组协作学习的形式展开，通常采用基于问题或项目的学习方式。首先创设情景，用合适的问题提问引导学生思考，并设计合理明确的任务，给学生自主探究的机会，而不是“填鸭式”灌输，对于重难点或者有争议的地方，组织学生展开深入有效的讨论。小组协作培养学生协作学习能力和对问题的分析解决力。老师在教学过程中给学生提供适当的指导与帮助，充分体现学生的主体地位和老师作为指导者帮助者的重要性。最后进行成果展示，评价总结，促进知识迁移，真正做到“授人以渔”。

在《购物机器人》案例中，主要采用基于项目的学习形式，先用购物场景作为导入，引出机器人。接着让学生根据学案引导自主探究，了解相关基础知识。组织小组讨论购物机器人的功能结构和工作流程，然后提供机器人组件，让学生了解各种组件及基本拼接方法，设计机器人的外观和结构等，并合作搭建购物机器人。在此基础上，带领学生认识编程软件，探究软件功能，练习使用方法。接着给购物机器人编写程序，并不断调试运行。最后汇报展示成果，评价总结。

（四）评价方式设计

课程教学中，应明确告知学生具体评价标准和成果形式（如记录、报告、产品、模型等），学习步骤紧紧围绕评价标准进行。STEAM教育以人为本，关注学习者的自我效能感，重视学生好奇心与兴趣，鼓励分享与创造。学生的积极程度、问题思考、方案设计等表现，都可作为评价参考内容。对教学情况进行局部的观察、检测，即形成性评价，包括组内评价、组间评价、学生自评、教师评价等，最后教师对学生表现及其成果作品做出总结性评价。合理的评价有助于学生了解自身水平，利于课堂教学质量和效率的提高，教师的教学反思更加深入有效。

在《购物机器人》案例中，学生、老师、家长甚至其他相关人士都可以通过创客平台参与评价，根据先前制定的评价标准，学生和老师对学生作品和小组表现进行评价，包括学生自评、组内评价和组间评价以及教师评价等，从多角度对学生的学习过程进行全面评价，包括外形、色彩、动作、汇报质量、资料整理、课堂表现等，再由老师做总结性评价。

三、课程实施效果分析

（一）课程优势

校本课程实施中，通过完成与生活相关的项目或问题解决，指导学生将物理、数学、信息技术、艺术等多学科知识综合运用，主题贴近生活结合新技术，学生学习热情高涨，对信息技术课程的兴趣增强，态度更加积极主动，课后还动手设计制作其他作品，希望学校开设更多类似课程。教学以学生为中心，活动主要采用自主探究和小组协作、多元评价、线上平台与线下课堂同步进行，提高了学生灵活应用知识进而完成问题的能力，培养学生的逻辑思维和创新思维，提升自主探究和协作学习能力，培养团队意识和精神，团队间互相竞争互相学习，共同进步。提升学生的创造能力，让学生扮演设计者和创造者，而不仅仅是使用者，发展学生的学科核心素养。

（二）不足之处

在课程初期部分学生由于缺乏协作学习经验，小组工作进行缓慢，分组时组中异质组间同质较难把握。学生长期习惯于依赖老师的讲解，容易做到模仿但难以创新，创新能力不是短时间能够提升的，还需要长期的培养锻炼。由于本课程案例设计尚处于探索阶段，虽然在前期设计中有针对不同年龄段的学生进行个性化设计，但是在具体实践操作中，由于任课教师有限，且选修这门课程的学生较少，最终依然采取将不同年级的学生集中在一起进行教学，导致部分学生在学习过程中，由于自身认知水平和知识基础的差异，小组合作及自主探究没有达到预期的效果。

四、对策与建议

本研究通过实践和分析，认为初中阶段的信息技术校本课程在实施过程中，需要注意以下几点：第一，在课程安排上，以生活实际情境为出发点，发现并解决生活中的问题或者改善现有生活状态。对于学生而言，与生活有关的是有用的、有趣的，要培养学生运用知识解决现实问题的意识和能力，积极主动地学习。具体课时要结合学生的能力表现，灵活调整。第二，在学生组织上，不同年级最好展开分层教学，设计不同难度级别的教学目标、任务内容，更适合学生的学习发展，学生在学习过程中会更有动力和成就感。采用异质分组方法，组内成员各有所长，互帮互学，共同完成课程任务解决问题。第三，在平台建设上，学校最好搭建专门的网络平台，用于课程中相关资料的上传下载，展示并永久保存作品，便于广大师生学习，也能让更多的人看到学生成果作品，增强学生的自信心和成就感。