探索STEAM课程研发，理念、实践与展望

10-04 12阅读 0评论

本文围绕STEAM课程研发展开深入探讨，首先阐述了STEAM教育的理念内涵，强调其跨学科融合的核心特征以及对培养学生综合素养的重要意义，接着详细剖析了STEAM课程研发的流程，从需求分析、目标设定到内容设计与评价体系构建等环节进行阐述，通过实际案例展示了STEAM课程在不同教学场景中的应用效果，对STEAM课程研发的未来趋势进行展望,提出在技术发展和教育变革背景下可能面临的挑战与机遇。

在当今快速发展的时代，科技的进步深刻改变着社会的各个层面，教育作为培养未来人才的关键领域，也面临着新的挑战与机遇，传统的分科教育模式在一定程度上限制了学生的综合能力发展，难以满足现代社会对创新型、复合型人才的需求，STEAM教育应运而生，它融合了科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、艺术（Arts）和数学（Mathematics）等多学科知识，强调跨学科的整合与应用，致力于培养学生的创新思维、问题解决能力和实践操作能力，而STEAM课程研发则是将STEAM教育理念转化为具体教学实践的关键环节,对于推动教育创新和提升教育质量具有重要意义。

STEAM教育理念内涵

（一）跨学科融合的核心

STEAM教育打破了传统学科之间的界限，倡导将不同学科的知识和技能有机结合，科学提供了对自然现象的理解和解释，技术是实现创新和解决实际问题的手段，工程则是将科学原理和技术应用于实际项目的过程，艺术为创新提供了独特的视角和审美标准，数学则是贯穿其中的基础工具，在设计一个智能环保垃圾桶的项目中，学生需要运用科学知识了解垃圾的分类和特性，利用技术手段实现自动感应和垃圾分类功能，通过工程思维进行结构设计和系统集成，借助艺术设计使垃圾桶外观美观且符合使用场景，同时运用数学知识进行尺寸计算、成本核算等，这种跨学科的融合能够让学生从多个角度思考问题,培养他们的综合思维能力。

（二）以学生为中心的学习

STEAM教育强调以学生为中心，注重学生的主动参与和自主探究，在课程实施过程中，学生不再是被动的知识接受者，而是积极的问题解决者和创新实践者，教师的角色从传统的知识传授者转变为学习的引导者和支持者，鼓励学生提出问题、自主探索解决方案，并在实践中不断尝试和改进，在开展“城市雨水收集系统”的STEAM课程时，教师可以引导学生发现城市雨水资源浪费的问题，让学生自主设计雨水收集系统的方案，在这个过程中，学生通过查阅资料、实验测试、小组讨论等方式不断完善自己的方案,充分发挥主观能动性。

（三）培养综合素养

STEAM教育的目标不仅仅是传授学科知识，更重要的是培养学生的综合素养，除了创新思维和问题解决能力外，还包括沟通协作能力、批判性思维、信息获取与处理能力等，在STEAM课程的小组项目中，学生需要与团队成员进行有效的沟通和协作，共同解决遇到的问题，这有助于培养他们的团队合作精神和沟通能力，学生在分析问题和提出解决方案的过程中，需要运用批判性思维对各种信息和观点进行评估和判断,提高信息获取与处理能力。

STEAM课程研发流程

（一）需求分析

学生需求：了解学生的兴趣、知识基础和能力水平是课程研发的重要前提，可以通过问卷调查、访谈等方式收集学生的意见和需求，例如询问学生对哪些科技领域感兴趣，希望在课程中学习哪些实践技能等，考虑不同年龄段学生的认知发展特点,设计适合他们的课程内容和活动形式。
社会需求：随着社会的发展，对人才的需求也在不断变化，STEAM课程研发需要关注社会对创新型、复合型人才的需求趋势，将相关的职业技能和社会热点问题融入课程中，随着人工智能和物联网技术的发展，可以在课程中增加相关的内容,培养学生对新兴技术的了解和应用能力。
教育目标需求：明确STEAM教育的总体目标和具体目标，结合国家或地区的教育政策和课程标准，确保课程研发符合教育发展的要求，在培养学生创新能力的同时,也要注重基础知识的巩固和学科能力的提升。

（二）目标设定

根据需求分析的结果，设定具体、可衡量、可实现、相关联、有时限（SMART）的课程目标，课程目标可以分为知识与技能目标、过程与方法目标和情感态度与价值观目标，在“3D打印创意设计”课程中，知识与技能目标可以是学生掌握3D建模软件的基本操作和3D打印的原理；过程与方法目标可以是培养学生的创意设计能力和动手实践能力；情感态度与价值观目标可以是激发学生对科技的兴趣和创新精神。

设计

主题选择：选择具有趣味性、实用性和跨学科性的主题是吸引学生参与的关键，主题可以来源于生活实际、科学研究、社会热点等。“智能家居系统设计”主题，既贴近生活,又涉及多个学科知识的应用。
知识整合：将科学、技术、工程、艺术和数学等学科知识有机整合到课程内容中，以“桥梁设计与建造”课程为例，在知识层面，涉及到数学中的几何知识（桥梁结构的形状和尺寸计算）、物理中的力学原理（桥梁的承重和稳定性）、工程中的材料选择和施工工艺、艺术中的美观设计以及科学中的实验验证等。
活动设计：设计多样化的学习活动，如实验探究、项目实践、小组讨论、实地考察等，在“植物生长监测系统”课程中，可以安排学生进行植物种植实验，利用传感器技术监测植物的生长环境参数,通过小组讨论分析数据并提出改进种植方案的建议。

（四）教学资源开发

教材编写：编写适合STEAM课程的教材，教材内容应具有系统性、趣味性和可操作性，教材不仅要包含知识讲解，还要有丰富的案例、实践活动指导和拓展阅读材料等。
教具制作或采购：根据课程内容，制作或采购相应的教具和实验设备，在电子电路课程中，需要准备面包板、电子元件、万用表等实验器材；在机器人课程中,需要配备机器人套件和编程软件等。
在线资源整合：利用互联网资源，整合相关的在线课程、教学视频、科普文章等，为学生提供丰富的学习资料，可以建立课程网站或学习平台,方便学生进行自主学习和交流。

（五）评价体系构建

形成性评价：在课程实施过程中，通过观察、记录、作业、测验等方式对学生的学习过程进行评价，及时了解学生的学习进展和存在的问题，为教学调整提供依据，观察学生在小组项目中的表现，评价他们的团队合作能力和问题解决能力；通过批改作业,了解学生对知识的掌握情况。
总结性评价：在课程结束时，对学生的学习成果进行综合评价，可以采用项目展示、作品评审、考试等方式，评价学生对知识和技能的掌握程度以及综合素养的提升情况，在“创意发明”课程结束时，组织学生进行发明作品展示和答辩,由教师和同学共同进行评价。

STEAM课程研发案例

（一）案例背景

某小学开展了一门名为“小小建筑师”的STEAM课程，旨在通过让学生设计和搭建建筑模型，培养他们的空间思维能力、创新能力和团队合作精神。

（二）课程设计

需求分析：通过对该校学生的调查发现，学生对建筑和工程领域比较感兴趣，同时考虑到小学阶段学生的认知特点,确定以简单的建筑模型设计和搭建为课程核心内容。
目标设定：知识与技能目标是学生掌握建筑的基本结构和搭建方法；过程与方法目标是培养学生的创意设计和动手实践能力；情感态度与价值观目标是激发学生对建筑和工程的兴趣，设计**：课程分为三个阶段，第一阶段是建筑知识学习，通过图片、视频等形式介绍不同类型的建筑和建筑结构知识；第二阶段是创意设计，学生根据给定的主题（如“未来校园”）进行建筑模型设计，绘制设计图纸；第三阶段是模型搭建，学生分组合作，利用积木、纸板等材料搭建建筑模型。
教学资源开发：编写了配套的教材，包含建筑知识讲解和设计搭建指导；采购了各种搭建材料和工具；收集了相关的建筑设计案例和视频资料。
评价体系构建：形成性评价包括观察学生在课堂上的表现、小组讨论中的参与度和设计图纸的完成情况；总结性评价通过模型展示和答辩进行，评价模型的创意、结构合理性和团队合作情况。
（三）实施效果

通过该课程的实施，学生的学习积极性明显提高，对建筑和工程领域有了更深入的了解，在模型设计和搭建过程中，学生充分发挥了自己的创意，设计出了许多富有想象力的建筑模型，学生的团队合作能力和沟通能力也得到了锻炼，在小组讨论和协作中，学会了倾听他人的意见,共同解决遇到的问题。

STEAM课程研发的未来趋势与挑战

（一）未来趋势

技术融合深化：随着信息技术的不断发展，如虚拟现实（VR）、增强现实（AR）、人工智能等技术将更多地融入STEAM课程中，为学生提供更加沉浸式和互动性的学习体验，利用VR技术让学生身临其境地感受建筑设计的空间效果,利用人工智能技术辅助学生进行创意设计和问题解决。
跨学科拓展：STEAM课程的跨学科范围将进一步拓展，可能会融合更多的学科领域，如生物科学、心理学等，在设计健康监测设备的课程中,可能会涉及到生物医学知识和心理学中的用户体验设计等内容。
个性化学习：根据学生的个体差异，提供更加个性化的学习方案和资源，利用大数据和学习分析技术，了解学生的学习特点和需求,为每个学生制定适合他们的学习路径和目标。

（二）挑战

师资短缺：STEAM课程的跨学科性对教师的知识和能力提出了更高的要求，具备多学科知识和教学能力的STEAM教师相对短缺,教师培训体系也有待完善。
资源不足：开发高质量的STEAM课程资源需要投入大量的人力、物力和财力，一些学校或地区可能存在资源不足的问题，包括教材、教具和在线资源等。
评价困难：由于STEAM课程注重学生的综合素养培养，评价指标较为复杂，如何科学、全面地评价学生的学习成果和课程效果是一个挑战。

STEAM课程研发是推动STEAM教育发展的关键环节，通过合理的需求分析、目标设定、内容设计、教学资源开发和评价体系构建，能够设计出符合学生需求和社会发展的高质量课程，STEAM课程的实施对于培养学生的创新思维、问题解决能力和综合素养具有重要意义，虽然在STEAM课程研发过程中面临着师资短缺、资源不足和评价困难等挑战，但随着技术的发展和教育改革的深入，STEAM课程研发也将迎来更多的机遇，如技术融合深化、跨学科拓展和个性化学习等趋势将为其发展提供新的动力，需要进一步加强STEAM课程研发的研究和实践，不断完善课程体系，提高教育质量，为培养适应社会发展的创新型、复合型人才做出贡献。