融入設(shè)計(jì)思維的STEAM教育-模式構(gòu)建與案例分析

1、融入設(shè)計(jì)思維的STEAM教育：模式構(gòu)建與案例分析【摘要】設(shè)計(jì)思維是當(dāng)代學(xué)生應(yīng)具備的適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需要的一種思維能力。如何培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)思維以及 提升學(xué)生的設(shè)計(jì)能力，成為我國(guó)當(dāng)前需要重點(diǎn)關(guān)注的重要教育問(wèn)題。作為一種新的教育理念,STEAM教育在培養(yǎng) 學(xué)生創(chuàng)新思維能力方面具有重要作用$首先，闡述了設(shè)計(jì)思維與STEAM教育的內(nèi)涵，分析了設(shè)計(jì)思維對(duì)STEAM 教育的指導(dǎo)作用；其次，在STEAM教育理念的基礎(chǔ)上融入設(shè)計(jì)思維，構(gòu)建符合創(chuàng)新教育要求的STEAM教學(xué)模式， 融入設(shè)計(jì)思維的STEAM教學(xué)模式包含學(xué)習(xí)環(huán)境、課程目標(biāo)、課程活動(dòng)和課程評(píng)價(jià)；最后，依據(jù)該模式開發(fā)并實(shí)施了 課程案例，分析了融入設(shè)計(jì)思維的ST

2、EAM課程對(duì)小學(xué)生知識(shí)學(xué)習(xí)與能力培養(yǎng)方面的作用$一、引言【關(guān)鍵詞STEAM教育；設(shè)計(jì)思維;教學(xué)模式;課程案例分析二、文獻(xiàn)綜述培養(yǎng)創(chuàng)新型人才是增強(qiáng)國(guó)家綜合實(shí)力的重要條 件之一，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，社會(huì)對(duì)創(chuàng)新型人 才的需求與日俱增。為了滿足這一需求，各國(guó)紛紛進(jìn) 行基礎(chǔ)教育改革，20世紀(jì)80年代，美國(guó)提出的 STEAM教育引起了全世界的廣泛關(guān)注和實(shí)踐探索。 2017年，隨著中國(guó)STEM教育白皮書的發(fā)布，我國(guó) 啟動(dòng)了 “中國(guó)STEM教育2029行動(dòng)計(jì)劃”（以下簡(jiǎn)稱 “計(jì)劃）-“計(jì)劃”指出，要吸納更多的社會(huì)力量協(xié)同 開展STEM教育創(chuàng)新,STEM教育要能夠培養(yǎng)學(xué)生的 創(chuàng)新思維和科學(xué)探究能力。在此背景

3、下，我國(guó)的基礎(chǔ) 教育開始了新一輪改革,即重視對(duì)學(xué)生創(chuàng)新思維的培 養(yǎng)，引導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計(jì)與創(chuàng)造，注重對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程的 評(píng)價(jià)。設(shè)計(jì)思維是運(yùn)用創(chuàng)新手段，實(shí)現(xiàn)最終設(shè)計(jì)、解決 問(wèn)題的思考過(guò)程。隨著人們對(duì)創(chuàng)新與設(shè)計(jì)的日益關(guān) 注,設(shè)計(jì)思維已經(jīng)發(fā)展成為一種被廣泛采用的、有影 響力的培養(yǎng)創(chuàng)新思維的方法，“設(shè)計(jì)思維教育和實(shí) 踐”是創(chuàng)新人才培養(yǎng)的一種重要嘗試，是跨學(xué)科的學(xué) 生團(tuán)隊(duì)合作創(chuàng)新，將設(shè)計(jì)思維引入學(xué)校教育過(guò)程, 是教育改革、培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的必然選擇。（一）設(shè)計(jì)思維的內(nèi)涵設(shè)計(jì)思維譯自英文詞組“Design Thinking，也稱 為“設(shè)計(jì)思考”，最早出自西蒙（Simon） 1969年出版的 The Sciences

4、of the Artificial + 一 書，書中提出的設(shè)計(jì) 過(guò)程是設(shè)計(jì)思維的雛形，具體過(guò)程包括定義、研究、構(gòu) 思、原型、選擇、實(shí)施和學(xué)習(xí)七個(gè)步驟。目前關(guān)于設(shè) 計(jì)思維的概念并沒(méi)有統(tǒng)一的觀點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外的學(xué)者們從 不同的角度提出了自己的看法。一部分學(xué)者將設(shè)計(jì)思維理解為一種創(chuàng)造性解決 問(wèn)題的方法。閆寒冰等認(rèn)為，設(shè)計(jì)思維為學(xué)習(xí)者提供 了一套支持設(shè)計(jì)創(chuàng)新的“使能”方法論,即通過(guò)提供適 切的思維支架及方法支持，引導(dǎo)學(xué)習(xí)者逐步掌握創(chuàng)意 構(gòu)思、原型迭代、測(cè)試等一系列創(chuàng)新方法技能,最終能 夠創(chuàng)造性地解決問(wèn)題或設(shè)計(jì)出創(chuàng)新產(chǎn)品性。林琳等 認(rèn)為，設(shè)計(jì)思維能夠使人們?cè)谠庥鰪?fù)雜問(wèn)題時(shí)，綜合 運(yùn)用自己已有的知識(shí)，通過(guò)設(shè)計(jì)與

5、思維雙螺旋結(jié)構(gòu)的 相互依賴與促進(jìn),創(chuàng)造性地形成解決問(wèn)題的思路與方 案。設(shè)計(jì)思維是一種根植于技術(shù)產(chǎn)品創(chuàng)新、以問(wèn)題 解決作為驅(qū)動(dòng)力、關(guān)注用戶體驗(yàn)的多元化設(shè)計(jì)方法, 可以有效促進(jìn)學(xué)習(xí)者思維能力的發(fā)展,為已有產(chǎn)品的 改進(jìn)、科技成果的轉(zhuǎn)化以及創(chuàng)新性產(chǎn)品的生成提供有 力的支撐。另一部分學(xué)者認(rèn)為設(shè)計(jì)思維是一個(gè)分 析、創(chuàng)造的過(guò)程。哥德曼（Goldman）等認(rèn)為，設(shè)計(jì)思維 體現(xiàn)了設(shè)計(jì)者為了創(chuàng)造性解決設(shè)計(jì)難題而進(jìn)行的一 系列連續(xù)思考以及行動(dòng)的過(guò)程刃$設(shè)計(jì)思維是一種 以設(shè)計(jì)師的角度去思考和解決問(wèn)題的思維方式,描述 的是設(shè)計(jì)物品時(shí)的心理過(guò)程，而非設(shè)計(jì)的結(jié)果囪。綜合分析以上論述發(fā)現(xiàn)，設(shè)計(jì)思維都是以解決實(shí) 際問(wèn)題為最終目

6、標(biāo)，以動(dòng)手實(shí)踐為具體手段,學(xué)習(xí)者 通過(guò)獨(dú)立思考、依靠團(tuán)隊(duì)合作來(lái)達(dá)到這一目標(biāo)。團(tuán)隊(duì) 合作能夠提高解決問(wèn)題的效率,獨(dú)立思考能夠訓(xùn)練學(xué) 生的創(chuàng)新能力。設(shè)計(jì)思維需要經(jīng)歷一定的過(guò)程，在這 個(gè)過(guò)程中，學(xué)生發(fā)揮想象力，尋求創(chuàng)造性解決問(wèn)題的 方案，并通過(guò)測(cè)試不斷優(yōu)化方案,高效完成學(xué)習(xí)任務(wù)。（二）STEAM教育概述STEAM教育最早起源于美國(guó)，強(qiáng)調(diào)多學(xué)科的交 叉融合，將數(shù)學(xué)與技術(shù)作為手段，使科學(xué)教育與工程 教育相結(jié)合，引導(dǎo)人們思考如何將科學(xué)技術(shù)運(yùn)用于現(xiàn) 實(shí)生活中，使之創(chuàng)造出更多的價(jià)值。STEAM教育要求學(xué)習(xí)者以小組為單位進(jìn)行活 動(dòng),在既定的學(xué)習(xí)情境中進(jìn)行知識(shí)建構(gòu)，對(duì)知識(shí)能夠 遷移運(yùn)用。融合的STEAM教育應(yīng)具備

7、跨學(xué)科、趣味 性、體驗(yàn)性、情境性、協(xié)作性、設(shè)計(jì)性、藝術(shù)性、實(shí)證性 和技術(shù)增強(qiáng)性等核心特征除了培養(yǎng)學(xué)生綜合解決 問(wèn)題的能力外，更強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的跨學(xué)科思維。整合 STEAM教育的重點(diǎn)是平衡融合每一門學(xué)科，數(shù)學(xué)與 工程學(xué)知識(shí)并不能解決所有的STEM問(wèn)題$通過(guò) 整合的STEAM教育，學(xué)生不僅可以掌握工程科學(xué)實(shí) 踐所應(yīng)具備的基礎(chǔ)知識(shí),而且還能具備更加有效地創(chuàng) 造性地解決問(wèn)題的能力$綜上所述，STEAM教育是注重培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí) 遷移能力與問(wèn)題解決能力的教育理念,強(qiáng)調(diào)協(xié)作學(xué)習(xí) 對(duì)完成學(xué)習(xí)任務(wù)及獲取整合性知識(shí)的重要性。單一 的學(xué)科知識(shí)不能滿足學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的需求，整合 的STEAM課程能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)

8、，提高學(xué)生 的創(chuàng)新能力,是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的有效途徑。（三）設(shè)計(jì)思維與STEAM教育的聯(lián)系設(shè)計(jì)思維融合了工程設(shè)計(jì)方法、科學(xué)及藝術(shù)等學(xué) 科知識(shí)，其靈活的思維模式不僅能夠?yàn)榻處熢O(shè)計(jì)教學(xué) 活動(dòng)提供參考，更能為STEAM教育的開展與實(shí)施提 供指導(dǎo)$ STEAM教育的最終目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的 STEAM素養(yǎng),STEAM素養(yǎng)是科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)和 數(shù)學(xué)等學(xué)科的綜合素養(yǎng),而設(shè)計(jì)思維則是學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng) 造能力的體現(xiàn)，包含在工程素養(yǎng)與藝術(shù)素養(yǎng)當(dāng)中。設(shè)計(jì)思維能夠促進(jìn)學(xué)科課程的項(xiàng)目化重構(gòu) 學(xué)科課程的項(xiàng)目化重構(gòu)以解決問(wèn)題或設(shè)計(jì)作品 為目的，涉及多個(gè)知識(shí)點(diǎn)的跨學(xué)科綜合運(yùn)用，要求學(xué) 生在做的過(guò)程中掌握相對(duì)分散的知識(shí)皿$設(shè)計(jì)思

9、維 倡導(dǎo)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，項(xiàng)目式學(xué)習(xí)既是一種教學(xué)手段，也 是一種學(xué)習(xí)方法。設(shè)計(jì)思維以項(xiàng)目為中介，引導(dǎo)學(xué)生 進(jìn)行頭腦風(fēng)暴、制作模型、測(cè)試、優(yōu)化等學(xué)習(xí)活動(dòng)，學(xué) 生在項(xiàng)目中學(xué)習(xí)知識(shí)、解決問(wèn)題。設(shè)計(jì)思維支持下的 STEAM教育注重學(xué)生的自我參與，學(xué)生是學(xué)習(xí)的主 體,以小組合作的形式開展探究、設(shè)計(jì)活動(dòng)。設(shè)計(jì)思維能夠引導(dǎo)學(xué)生解決真實(shí)問(wèn)題STEAM教育致力于提升學(xué)生解決生活中實(shí)際問(wèn) 題的能力,探索創(chuàng)意性的解決方案并設(shè)計(jì)產(chǎn)品原型。 基于設(shè)計(jì)思維的學(xué)習(xí)活動(dòng)以解決真實(shí)情境中的問(wèn)題 為導(dǎo)向，強(qiáng)調(diào)將設(shè)計(jì)工作置于問(wèn)題情境中，引導(dǎo)學(xué)習(xí) 者形成解決問(wèn)題的能力。聯(lián)系生活實(shí)際選擇課程內(nèi) 容具有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì):首先，學(xué)生對(duì)身邊的事物有一

10、 定的認(rèn)知,選擇學(xué)生所熟知的事物作為切入點(diǎn)，能夠 激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，吸引學(xué)生的注意力。其次，從 生活實(shí)際出發(fā)，有助于學(xué)生建立需求意識(shí)。學(xué)生深入 了解當(dāng)前社會(huì)的需求，全面考慮所設(shè)計(jì)產(chǎn)品的實(shí)用性 與功能。最后，在生活中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題能夠鍛煉學(xué)生的洞 察力，學(xué)生運(yùn)用自身的能力不斷探索，解決問(wèn)題。設(shè)計(jì)思維為教育創(chuàng)新提供了應(yīng)用路徑設(shè)計(jì)思維強(qiáng)調(diào)學(xué)生用已掌握的知識(shí)與技能創(chuàng)造 性地解決問(wèn)題，跨學(xué)科、整合的知識(shí)是解決問(wèn)題的基 礎(chǔ),對(duì)知識(shí)的遷移應(yīng)用是解決問(wèn)題的關(guān)鍵。設(shè)計(jì)思維 在教育教學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用路徑包括學(xué)習(xí)空間創(chuàng)新、課堂 教學(xué)創(chuàng)新以及學(xué)校教育創(chuàng)新問(wèn)。學(xué)習(xí)空間創(chuàng)新體現(xiàn) 為設(shè)計(jì)思維的應(yīng)用擴(kuò)展了學(xué)生的學(xué)習(xí)空間，學(xué)生能夠 自

11、定步調(diào)、自主選擇學(xué)習(xí)方式，有利于動(dòng)手能力和創(chuàng) 新能力的發(fā)展。課堂教學(xué)創(chuàng)新表現(xiàn)在課堂形式和學(xué) 習(xí)活動(dòng)方面，設(shè)計(jì)思維強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)使學(xué)生深入學(xué)習(xí)的問(wèn) 題情境，開展基于真實(shí)情境的互動(dòng)式學(xué)習(xí)，實(shí)施的學(xué) 習(xí)活動(dòng)具有創(chuàng)造性和迭代性。學(xué)校教育創(chuàng)新方面，設(shè) 計(jì)思維站在學(xué)生的角度進(jìn)行思考，關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)需 求,理解不同學(xué)生的差異，識(shí)別不同學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)$三、融入設(shè)計(jì)思維的STEAM教學(xué)模式構(gòu)建（一）設(shè)計(jì)思維模型介紹經(jīng)典的設(shè)計(jì)思維模型有很多，例如，斯坦福大學(xué) 設(shè)計(jì)思維模型、IDEO設(shè)計(jì)思維模型等,下面以斯坦福 大學(xué)設(shè)計(jì)思維模型為例進(jìn)行詳細(xì)介紹$斯坦福大學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)院詳細(xì)描述了設(shè)計(jì)思維模型 （如圖1）,整個(gè)模型分為五個(gè)步驟兇

12、$第一步是“共 情”。學(xué)生通過(guò)與教師交流、運(yùn)用多媒體工具獲取相 關(guān)信息，形成關(guān)于設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)的基本背景知識(shí),并設(shè)身處地地思考他人面對(duì)挑戰(zhàn)問(wèn)題時(shí)的感受。第二步是 “定義”。學(xué)習(xí)者加入設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)所處的真實(shí)環(huán)境參觀、 互動(dòng)與反思，形成基于該情境下的同理心，為解決設(shè) 計(jì)挑戰(zhàn)打下基礎(chǔ)。第三步是“構(gòu)思”。學(xué)生通過(guò)頭腦 風(fēng)暴發(fā)表自己的觀點(diǎn)、評(píng)價(jià)他人觀點(diǎn)，最終形成應(yīng)對(duì) 挑戰(zhàn)的可能方案。第四步是“原型”。依據(jù)解決方案, 通過(guò)原型制作將觀點(diǎn)、想法可視化，制作出三維的實(shí) 物原型。第五步是“測(cè)試”。測(cè)試目的是明確原型的 優(yōu)勢(shì)與不足，不斷地迭代改進(jìn)$共情定義構(gòu)思原型測(cè)試Define:IdeatePrototypeTest圖1

13、斯坦福大學(xué)設(shè)計(jì)思維模型（二）融入設(shè)計(jì)思維的STEAM教學(xué)模式構(gòu)建本次研究的對(duì)象是小學(xué)高年級(jí)的學(xué)生（1。一12 歲），在構(gòu)建課程模式時(shí)需考慮設(shè)計(jì)思維的過(guò)程是否 適用于該年齡段的學(xué)生，綜合分析他們的學(xué)習(xí)特點(diǎn)$ 小學(xué)高年級(jí)的學(xué)生對(duì)新鮮事物有強(qiáng)烈的好奇心，具備 一定的獨(dú)立思考能力和自控能力，他們喜歡通過(guò)“動(dòng) 手實(shí)踐”來(lái)學(xué)習(xí)，喜歡聽覺(jué)、視覺(jué)、觸覺(jué)等多種刺激同 時(shí)存在的學(xué)習(xí)，想得到外界的不斷鼓勵(lì)和關(guān)注，特別 是得到教師和同伴的肯定與贊揚(yáng)，他們?cè)谡n堂中表現(xiàn) 得很活躍，喜歡約束較少的學(xué)習(xí)環(huán)境，有與同伴交流 觀點(diǎn)和想法的傾向。設(shè)計(jì)思維則為學(xué)生提供了 “寬松 的學(xué)習(xí)環(huán)境”，在這個(gè)環(huán)境中，學(xué)生可以與小組成員討 論交

14、流，協(xié)作完成實(shí)踐性質(zhì)的學(xué)習(xí)活動(dòng)。STEAM跨學(xué)科融合應(yīng)從教學(xué)環(huán)境、教學(xué)目標(biāo)、教 學(xué)內(nèi)容和教學(xué)評(píng)價(jià)等方面綜合考慮16$參考克羅多 納基于設(shè)計(jì)的科學(xué)探究學(xué)習(xí)循環(huán)模型,本研究構(gòu)建了 基于設(shè)計(jì)思維的STEAM課程模式（見圖2），該模式 由學(xué)習(xí)環(huán)境、課程目標(biāo)、課程活動(dòng)和課程評(píng)價(jià)四部分 構(gòu)成$基于設(shè)計(jì)思維的STEAM課程模式的跨學(xué)科、重 實(shí)踐、重創(chuàng)新等教育理念體現(xiàn)于其四個(gè)組成部分之 中。學(xué)習(xí)環(huán)境具有多樣性的特點(diǎn)，既包括常見的實(shí)驗(yàn) 器材，如剪刀、直尺等，又包括投影儀、平板電腦等電 子設(shè)備，學(xué)生在使用這些器材和設(shè)備的過(guò)程中，能夠 掌握數(shù)學(xué)、工程、技術(shù)等學(xué)科知識(shí)。從課程目標(biāo)中可 以直觀地看到STEAM教育的“跨

15、學(xué)科”特點(diǎn)。課程活 動(dòng)側(cè)重學(xué)生在課堂中的動(dòng)手實(shí)踐，活動(dòng)的實(shí)施形式通 常為小組協(xié)作。課程評(píng)價(jià)維度的多元性表明STEAM 教育使學(xué)生在學(xué)習(xí)學(xué)科知識(shí)的同時(shí)，也提升了綜合能 力（設(shè)計(jì)、實(shí)踐、合作、創(chuàng)新）。四、融入設(shè)計(jì)思維的STEAM課程案例設(shè)計(jì)（一）案例介紹“設(shè)計(jì)橋梁”是融合科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)等學(xué) 科的STEAM課程，通過(guò)動(dòng)手實(shí)踐了解橋梁的結(jié)構(gòu)組 成及功能。學(xué)生根據(jù)自己的生活經(jīng)驗(yàn),歸納總結(jié)橋梁 的種類，以小組為單位設(shè)計(jì)橋梁，并思考如何使作品 更加合理、美觀“設(shè)計(jì)橋梁”課程介紹見表1 $（二）案例實(shí)施按照融入設(shè)計(jì)思維的STEAM教學(xué)模式，“設(shè)計(jì)橋 梁”課程的實(shí)施包含準(zhǔn)備階段、創(chuàng)造階段、驗(yàn)證階段和 展

16、示階段。1準(zhǔn)備階段“設(shè)計(jì)橋梁”選自教科版六年級(jí)上冊(cè)科學(xué)課本第 二章“形狀與結(jié)構(gòu)”中的“橋的形狀和結(jié)構(gòu)”，教師創(chuàng) 設(shè)的問(wèn)題情境要突出其生活化的特點(diǎn)，便于學(xué)生 理解$教師準(zhǔn)備的實(shí)驗(yàn)材料有雪糕棍、膠水、吸管等。 學(xué)生提前搜集有關(guān)橋梁的資料。例如，橋梁的結(jié)構(gòu)、 不同類型橋梁承重能力的大小比較。鑒于有些學(xué)生 課前沒(méi)有搜集資料，在課堂中需給學(xué)生預(yù)留時(shí)間。創(chuàng)造階段小組成員通過(guò)頭腦風(fēng)暴獲得關(guān)于橋梁的多種想 法，思考的內(nèi)容包括制作橋梁的材料、橋梁的外觀和 功能等。小組選取最優(yōu)方案，畫出橋梁的設(shè)計(jì)圖，選 擇實(shí)驗(yàn)材料，根據(jù)先前已有的經(jīng)驗(yàn)和搜集到的橋梁知 識(shí)，動(dòng)手制作完成橋梁模型。教師將“設(shè)計(jì)橋梁”問(wèn)題 進(jìn)一步細(xì)化為

17、幾個(gè)小問(wèn)題:橋梁的結(jié)構(gòu)組成包括哪些 部分？各個(gè)結(jié)構(gòu)分別使用什么材料？如何連接橋梁 的各個(gè)組成部分？如何增加橋梁的承重能力和穩(wěn)定性？通過(guò)將問(wèn)題細(xì)化促使學(xué)生高效完成需團(tuán)隊(duì)合作 錄搭建橋梁的步驟 完成的任務(wù)。小組在設(shè)計(jì)過(guò)程中，由一名組員負(fù)責(zé)記課程目標(biāo)I1.SIEM實(shí)帷教學(xué)設(shè)備學(xué)生活動(dòng)作品展示 評(píng)價(jià)反思理解挑戰(zhàn) 搜集資料一-1設(shè)計(jì)方案 構(gòu)建原型實(shí)驗(yàn)材料測(cè)評(píng)工具教師活動(dòng)準(zhǔn)備材料 創(chuàng)設(shè)情境創(chuàng)造階段驗(yàn)證階段展示階段測(cè)試原型 優(yōu)化設(shè)計(jì)引發(fā)思考 觀察制作課程i 活動(dòng)|組織展示 評(píng)價(jià)作品適當(dāng)指導(dǎo) 提供幫助*評(píng)價(jià)維度課程I 評(píng)價(jià)!圖2基于設(shè)計(jì)思維的STEAM課程模式表1 STEAM課程案例“設(shè)計(jì)橋梁”課程主題設(shè)計(jì)橋

18、梁適用年級(jí)小學(xué)六年級(jí)課程目標(biāo)知識(shí)與技能 了解橋梁的起源與發(fā)展歷程、結(jié)構(gòu)與種類； 掌握橋梁的作用及在生活中的實(shí)際應(yīng)用； 掌握橋梁的承重能力與哪些因素有關(guān)。過(guò)程與方法經(jīng)歷設(shè)計(jì)、制作的過(guò)程，體會(huì)設(shè)計(jì)的重要性；應(yīng)用形狀結(jié)構(gòu)的知識(shí)及經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)和制作； 了解增大橋梁承重能力的方法。情感態(tài)度 與價(jià)值觀培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐、解決實(shí)際問(wèn)題的能力； 培養(yǎng)樂(lè)于動(dòng)手、善于合作、認(rèn)真傾聽、不怕困難的品質(zhì)； 通過(guò)制作橋梁，體驗(yàn)工程設(shè)計(jì)的過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散型思維。要解決的問(wèn)題用木棍、吸管等材料搭建橋梁學(xué)習(xí)方式工程設(shè)計(jì)、小組合作教學(xué)資源A4紙、鉛筆、橋梁搭建器材等驗(yàn)證階段能力，穩(wěn)定性是否良好。在這個(gè)過(guò)程中，教師對(duì)各個(gè)學(xué)生檢測(cè)制作的

19、橋梁模型是否具有一定的承重小組適當(dāng)指導(dǎo)，指導(dǎo)學(xué)生完善橋梁模型。督促學(xué)生在設(shè)計(jì)過(guò)程中除了實(shí)現(xiàn)橋梁的基本功能,還應(yīng)體現(xiàn)出創(chuàng) 新的理念。展示階段在展示階段,每個(gè)小組與其他小組分享做好的橋 梁模型，介紹橋梁的創(chuàng)新點(diǎn)、小組成員的任務(wù)分工以 及自己小組在設(shè)計(jì)橋梁的過(guò)程中做了哪些修改。獲 得來(lái)自其他小組的評(píng)價(jià)后，各小組反思橋梁還可以怎 樣改進(jìn)，結(jié)合其他小組的反饋再次優(yōu)化橋梁作品$（三）教學(xué)效果課程實(shí)施后，筆者對(duì)參與學(xué)習(xí)的學(xué)生進(jìn)行了訪 談,收集訪談資料，以NVivo 11軟件作為數(shù)據(jù)處理的 主要工具，對(duì)訪談結(jié)果進(jìn)行質(zhì)性分析以了解學(xué)生在 STEAM課程學(xué)習(xí)中的具體收獲。通過(guò)對(duì)學(xué)生訪談結(jié)果的歸納分析,可以將學(xué)生對(duì)

20、 STEAM課程的認(rèn)識(shí)分為多學(xué)科知識(shí)融合、教學(xué)活動(dòng) 有趣和提升綜合素質(zhì)三大類，學(xué)生在基于設(shè)計(jì)思維的 STEAM課程中的收獲可以分為五大類，分別是各科 學(xué)科知識(shí)、工程設(shè)計(jì)能力、動(dòng)手實(shí)踐能力、團(tuán)隊(duì)合作精 神和問(wèn)題解決能力。在NVivo 11軟件中對(duì)訪談資料 依次進(jìn)行編碼后產(chǎn)生兩個(gè)父節(jié)點(diǎn)和八個(gè)子節(jié)點(diǎn)，表2 為各子節(jié)點(diǎn)的材料來(lái)源數(shù)量、參考點(diǎn)數(shù)量以及參考點(diǎn) 舉例。表2子節(jié)點(diǎn)參考點(diǎn)數(shù)量及參考點(diǎn)舉例統(tǒng)計(jì)表父節(jié)點(diǎn)子節(jié)點(diǎn)材料來(lái)源參考點(diǎn)參考點(diǎn)舉例STEAM課程 認(rèn)識(shí)多學(xué)科 知識(shí)融合1114我從中懂得了科學(xué)的奧秘，像工程師一樣設(shè)計(jì)作品；STEAM課程讓我學(xué) 習(xí)到了多門學(xué)科的知識(shí)，有數(shù)學(xué)和科學(xué)。教學(xué)活動(dòng) 有趣1011

21、教學(xué)方式形象有趣，具有趣味性；STEAM課程很有趣；我一開始就對(duì) STEAM課程感興趣。提升綜合 素質(zhì)1721我在設(shè)計(jì)時(shí)更大膽了，總會(huì)有一些奇思妙想;這種教學(xué)方法可以提高我 的動(dòng)手能力。STEAM課程 收獲各科學(xué)科 知識(shí)912STEAM課程讓我體會(huì)到了科學(xué);我收獲了許多新知識(shí);它能讓我們學(xué)習(xí) 知識(shí),讓我知道工程設(shè)計(jì)的樂(lè)趣。工程設(shè)計(jì) 能力1930我的設(shè)計(jì)能力有提高，通過(guò)STEAM課程學(xué)習(xí)，我會(huì)構(gòu)思了；我在做實(shí)驗(yàn) 的過(guò)程中提高了設(shè)計(jì)能力；我的設(shè)計(jì)能力有所提高，但依然有待加強(qiáng)。動(dòng)手實(shí)踐 能力1218在課堂上老師會(huì)讓我們動(dòng)手做，而且會(huì)有所收獲;我的動(dòng)手能力提高了， 具體表現(xiàn)在手工方面;做實(shí)驗(yàn)并不難，關(guān)

22、鍵要認(rèn)真;我畫畫、手工每次在 我們組都是最好的。團(tuán)隊(duì)合作 精神89我的收獲是一定要有團(tuán)隊(duì)的精神；遇到了不知道如何設(shè)計(jì)的問(wèn)題，我和 同學(xué)一起解決;我認(rèn)識(shí)到了做什么都要團(tuán)結(jié);在設(shè)計(jì)橋梁的過(guò)程中，設(shè)計(jì) 圖不會(huì)畫，是組員畫的。問(wèn)題解決 能力1414小組成員之間意見不同，通過(guò)投票來(lái)解決;先找到錯(cuò)誤的源頭，再找解決 的辦法;遇到材料不夠的問(wèn)題，我是用那些舊材料解決的；吸管不穩(wěn)，用 皮筋套住。學(xué)生對(duì)STEAM課程的認(rèn)識(shí)以“提升綜合素質(zhì)”為 主,參考點(diǎn)數(shù)量為21。大多數(shù)學(xué)生認(rèn)為,STEAM課程 能夠提升他們的綜合素質(zhì),即動(dòng)手實(shí)踐、構(gòu)思、合作等 方面的能力。例如，有學(xué)生說(shuō)，“通過(guò)STEAM課程學(xué) 習(xí)，我在設(shè)計(jì)時(shí)

23、更大膽了，總會(huì)有一些奇思妙想”。 “多學(xué)科知識(shí)融合”子節(jié)點(diǎn)的參考點(diǎn)數(shù)量為14，僅次 于“提升綜合素質(zhì)”。有學(xué)生表示，他們之所以喜歡 STEAM課程，是因?yàn)槌丝梢詮腟TEAM課程中探索 科學(xué)的奧秘以外,還學(xué)習(xí)了數(shù)學(xué)、工程等多門學(xué)科的 知詛“教學(xué)活動(dòng)有趣”子節(jié)點(diǎn)的參考點(diǎn)數(shù)量為11, 在三者之中數(shù)量最少。與傳統(tǒng)的教學(xué)活動(dòng)相比， STEAM課程的教學(xué)活動(dòng)更有趣味性，更能吸引學(xué)生。學(xué)生在STEAM課程中的收獲，“工程設(shè)計(jì)能力（ 子節(jié)點(diǎn)的參考點(diǎn)數(shù)量最多，達(dá)到30個(gè),在這五大收獲 當(dāng)中位列第一，表明學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)基于設(shè)計(jì)思維的 STEAM課程之后，其工程設(shè)計(jì)能力得到了大幅度提 升，并對(duì)工程設(shè)計(jì)這一活動(dòng)產(chǎn)生了

24、較大的興趣。部分 學(xué)生在訪談中說(shuō),STEAM課程的課程目標(biāo)比較模糊， 沒(méi)有過(guò)多地限制作品，給予了他們充分的想象空間， 他們?cè)诓牧系倪x擇上掌握自主權(quán)，這是提高他們工程 設(shè)計(jì)能力的原因之一。其次是“動(dòng)手實(shí)踐能力”子節(jié) 點(diǎn),參考點(diǎn)數(shù)量有18個(gè)，說(shuō)明實(shí)際操作在STEAM課 程中占有較大的比例，學(xué)生在課程當(dāng)中能夠充分發(fā)揮 “學(xué)習(xí)主體”的作用，圍繞課程主題進(jìn)行實(shí)踐“問(wèn)題 解決能力”子節(jié)點(diǎn)的參考點(diǎn)數(shù)量是14,通過(guò)設(shè)計(jì)制作 作品，學(xué)生的問(wèn)題解決能力得到提升。他們?cè)谥谱鬟^(guò) 程中會(huì)面臨各種各樣的問(wèn)題，這些問(wèn)題的出現(xiàn)驅(qū)使他 們思考解決辦法。有學(xué)生表示,制造橋梁過(guò)程中不可 避免地會(huì)遇到一些難題,當(dāng)發(fā)現(xiàn)自己小組的作品存

25、在 功能上的問(wèn)題時(shí)，會(huì)和組員一起探究問(wèn)題出現(xiàn)的原 因，這是因?yàn)樗麄儗?duì)這些未知事物充滿好奇，想弄明 白其中的原因，以優(yōu)化自己小組的作品?！皥F(tuán)隊(duì)合作 精神”子節(jié)點(diǎn)的參考點(diǎn)數(shù)量為9，排名最低，說(shuō)明學(xué)生 在團(tuán)隊(duì)合作過(guò)程中還存在一些問(wèn)題，通過(guò)與學(xué)生訪談 了解到，有些同學(xué)與其他組員的合作不太融洽，不愿 意與他人合作來(lái)共同完成小組任務(wù)，想要獨(dú)自制作作 品，從而導(dǎo)致小組不能按時(shí)完成團(tuán)隊(duì)任務(wù)，還存在小 組的實(shí)驗(yàn)材料不足的問(wèn)題。大多數(shù)學(xué)生對(duì)“協(xié)作學(xué) 習(xí)”的形式持肯定態(tài)度，他們認(rèn)為,在小組協(xié)作的過(guò)程 中發(fā)揮自己的優(yōu)勢(shì)來(lái)解決遇到的問(wèn)題是一件令人興 奮的事，當(dāng)自己為小組完成一個(gè)小任務(wù)時(shí)會(huì)有成 就感。小組合作的學(xué)習(xí)方式能

26、夠使學(xué)生感受到團(tuán)隊(duì)力 量的強(qiáng)大,認(rèn)識(shí)到協(xié)作學(xué)習(xí)的重要性。通過(guò)對(duì)課程的 學(xué)習(xí)，學(xué)生經(jīng)歷了 “發(fā)現(xiàn)問(wèn)題一設(shè)計(jì)方案一制作產(chǎn) 品一測(cè)試優(yōu)化”的循環(huán)迭代過(guò)程，以工程師的角度解 決問(wèn)題，在鍛煉創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力與動(dòng)手實(shí)踐能力的同 時(shí)，對(duì)生活中常見場(chǎng)景的布局有了更深的理解。五、總結(jié)與展望STEAM教育致力于提升學(xué)生解決生活中實(shí)際問(wèn) 題的能力，探索創(chuàng)意性的解決方案并設(shè)計(jì)產(chǎn)品原 型詢，要求學(xué)生能對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行遷移應(yīng)用，將知識(shí) 靈活運(yùn)用到解決問(wèn)題當(dāng)中去，這是學(xué)生的高層次學(xué)習(xí) 目標(biāo)閥，融入設(shè)計(jì)思維的STEAM教學(xué)模式能夠有效 促進(jìn)學(xué)生達(dá)成高層次學(xué)習(xí)目標(biāo)。本研究在實(shí)施小學(xué) STEAM課程的基礎(chǔ)上，通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查、訪談等方法收 集了數(shù)據(jù)。研究證明，基于設(shè)計(jì)思維的STEAM課程 在一定程度上影響學(xué)生的觀念,例如興趣愛(ài)好、未來(lái) 職業(yè)選擇等。在培養(yǎng)學(xué)生的工程設(shè)計(jì)、團(tuán)隊(duì)合作、問(wèn) 題解決等能力方面具有重要作用。此外，工程學(xué)的迭 代思想有助于培養(yǎng)學(xué)生的批判意識(shí)和創(chuàng)新意識(shí)?；?于設(shè)計(jì)思維的STEAM課程模式體現(xiàn)了工程學(xué)的迭代 思想，因而在批判意識(shí)和創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)方面發(fā)揮重 要作用。未來(lái)STEAM教