有关STEAM教育的说明以及机器人校本课程的实践探究

崔更新

摘 要：STEAM教育是由美国发起并主导的，经过这些年的发展和延伸，它的内涵越来越丰富，范围也越来越广。这个概念一传入我国就引起了众多学者的探讨。本文对STEAM教育的发展由来以及国内外概况进行了分析介绍，并结合我校的机器人校本课程进行实践探究。本文探究把STEAM教育融入到机器人平时的课堂教学和竞赛训练中，以提高学生的核心素养。

关键词：STEAM教育 机器人 校本课程

一、STEAM教育

STEAM是由美国发起并主导的一场基础教育改革运动。20 世纪90 年代，美国国家科学基金会开始用SMET作为科学（Science）、数学（Mathematics）、工程（Engineering）和技术（Technology）的简称。至2001年正式提出STEM一词。此后，这个缩略词逐渐为大众所知。STEM教育将原本分散的科学、技术、工程、数学学科融合，形成现在日益受到关注的、跨领域的一个整体概念。

随着STEM教育的发展，STEM教育内涵的解释也越来越丰富。从STEM到STEAM（增添Art艺术领域），再到STEAMx（增添更多项学科领域），STEAM教育的内涵和外延越来越丰富，它囊括了艺术、体育、人文、计算机科学、调查研究、创造与革新、全球沟通协作等21世纪所需的知识与技能，发展为包容性更强的跨学科综合素养教育。[1]

二、STEAM国内外发展情况

1.国外情况

美国是最早提出STEAM概念的国家。美国在中小学阶段成立了遍布全美的以STEM 为核心的学校。这些学校共同的特征是：注重STEM 学科；面向特定群体招生（STEM 资优生或弱势群体）；能提供严格的STEM 课程、超时的STEM 教学时间、丰富的STEM教育资源以及优秀的STEM 教师等。

日本小学阶段的STEAM教育相对侧重STEM研究型人才的培养，增加学生对STEM相关学科的兴趣和热情，高中阶段实施STEM精英教育。同时，日本试图通过国际合作，特别是与美国的合作来加快STEM 教育改革的步伐。[2]

通过分析发现，国外不管是具体到大的政策法规还是对STEM课程的改革和研究都进行的如火如荼，并取得了一定的成效。以美国为例，美国的STEM教育的发展促进了教育事业的良性循环。

2.国内情况

中国教育部在其发布的《关于“十三五”期间全面深入推进教育信息化工作的指导意见（征求意见稿）》中明确提到“有效利用信息技术推进‘众创空间建设，探索STEAM教育、创客教育等新教育模式，使学习者具有较强的信息意识与创新意识”。

目前我们看到的STEAM教育的课程，大致分为两种类型：一种是从国外购买，照搬和翻译国外学校STEAM教育的课程资源和设置体系；另外一种由本校的信息技术教师按照自己的经验直接开发。第二种形式是国内较为常见的形式，绝大多数是依托Scratch创意编程、Arduino创意电子等进行开发。

三、STEAM机器人课程融合

1.机器人校本课程

我校的机器人课程覆盖了所有3-6年级的学生。在机器人教学中，采用主题单元的学习方式，每个单元经过2-4课时的学习，循序渐进，每学年的第一学期学习搭建，第二学期学习编程。学生在毕业时能够掌握机器人的基础搭建方法，并能够为机器人编写智能控制程序。

课堂上同学们会经历提出问题、分析问题、小组合作、解决问题和展示分享几个环节。课堂上会涉及到其他课程的知识，比如数学、美术、力学等方面的知识。例如：三年级的WEDO2.0有一课的内容是搭建吊车，我联合美术老师，让学生们提前画了吊车，这样学生们在搭建的时候，能够根据之前自己设计的样式进行搭建。

2.机器人竞赛

学校每学期会开设4-6年级的机器人兴趣班，从兴趣班里挑选有潜力的队员组成集训队，集训队的成员会在中午大课间和放学后以及周六日寒暑假来机器人教室训练，我们会从集训队里面挑选出参加比赛的队员。例如今年FLL的比赛主题是“动物之友”，队员们在比赛时要完成场地赛、论文答辩、团队合作和技术问辩。每名同学都會经历如下的过程：1.发现问题；2.分析问题；3.尝试实践；4.解决问题。在解决问题的过程中，要用到跨学科知识，比如：什么结构最稳定、如何保证机器人程序运行稳定、如何防潮、如何保证机器人手臂在运送的途中不损坏等等。例如：2017年6月去上海比赛，在备场区遇到第一个问题就是如何固定旗杆和队旗，因为缺乏相应的工具，同学们开动脑筋，现场使用乐高零件很好的解决了这个问题。我想就是这么简单的一个事情，学生们就经历了发现问题，分析问题，尝试实践和解决问题，很好了运用了各方面的知识，我想这就是我们培养学生的目标，能够随时随地解决问题。

四、关于STEAM的思考

作为学校机器人的教师，我一直在践行着以解决问题为导向的教学策略。在课堂上以实际问题为背景，采用启发式教学，以最终解决问题为目标，引导学生逐步发现问题的本质，在尝试中不断完善自己的搭建作品。在外出比赛的过程中，会结合学生在实际中遇到的问题随时解决问题，做到及时发现，及时纠正。例如：在今年外出的比赛中，发现那边的气候潮湿并经常下雨，学生们提前购买了干燥剂并携带了吹风机。我认为，比赛成绩的取得固然重要，但不是最重要的。相比较而言，学生参赛的过程显得更为重要。我想作为学生，只有走出去，遇到了问题，并且试着通过自己所学的知识去解决问题，在不断尝试中不断修正自我，不断提升自我。在解决问题的过程中，不仅锻炼了学生学以致用的能力，而且学到了很多课本之外的知识，例如：吃苦耐劳、坚持不懈和提高自身的自控力等等各方面。我认为只有让学生不断经历这样的过程，才能不断成长，不断突破自我，成为我们国家的复合型人才。

参考文献

[1] 朱丽娜.STEM教育发展研究与课程实践[D].南京：东南大学， 2016.

[2] 杨亚平.美国、德国与日本中小学STEM 教育比较研究[J].外国中小学教育， 2015（8）：23-30.