姜 玲 李骏扬

(1.南京师范大学附属小学 江苏南京 210018；2.东南大学自动化学院 江苏南京 210096)

STEAM主题课程是指以“工程主题”为导向，以培养学生针对现实工程问题，利用多学科融合、系统全面解决问题的工程思维习惯为目标而开发的主题课程[1]。每一个主题课程，同时需要考虑到教师、学生、空间、外部资源等多个维度，在每个课程的落实过程中，针对学生的特点，将以任务为主导，进而进行科学的引入，最后完成工程挑战任务。为此，本文解读了小学STEAM主题课程中工程思维培养的价值，并对其有效培养的模式展开了分析。

一、小学STEAM主题课程中工程思维培养的价值

（一）有利于学生形成良好的思维习惯

STEAM教育源于美国，是科学、技术、工程、艺术、数学多学科融合的综合教育[2]。在小学STEAM主题课程实施过程中，培养学生的工程思维，是以学生的思维特点及实际学习发展需求为出发点，开展的科学、技术、工程、数学等学科相融合的项目学习活动，旨在让学生在主动参与学习、探究、合作、创新、分享的过程中，像科学家一样研究，像工程师一样做产品，最终的目的是促进学生主体发展。在此过程中，需要学生对整个工程进行思考分析，提出问题、分析问题、探索问题、解决问题、总结问题等，不仅能使其形成良好的思维习惯，还可以培养学生的创新能力。

（二）有利于促进教师专业化发展

随着素质教育理念的推进和落实，在教学中，培养创新型人才、系统型人才成为了教师教学的重要任务[3]。小学生正处于成长发展的关键时期，在小学科学教育中，以STEAM主题课程为抓手，培养学生的工程思维，是以一个明确的工程项目为主，针对此工程项目引导其进行探索分析，是从工程师层面进行的学习探讨，教师在规划整个工程课程时，将针对学生经历工程的全部过程而展开，是以学生为本设计研发的项目，既可以落实人本教育理念，还可以提高教师的职业素养，促进专业化发展。

二、小学STEAM主题课程中工程思维培养模式探究

（一）创设真实情境，明确工程任务

在开展小学STEAM主题课程中，培养学生的工程思维，让学生明白工程学习的主题是关键，只有让学生了解任务、明确问题，才能使其为后续工程工作的开展制定计划。为此，在教学时，为了激发学生自主参与的学习兴趣，教师可以创设真实情境，在针对性的引导中，使学生明确任务，根据任务对整个工程开展的步骤进行规划探索。例如，在“飞跃地平线”的主题课程中，我们的工程任务是制作一辆“极品飞车”，从6米长的轨道上滑下，并在轨道尽头跃起，尽可能飞得远。学生需要就如何制作一辆可以飞跃的小车进行工程实践探索。教学时，首先为学生播放竞赛和电影中不同飞跃车辆的场景，让学生结合生活经验，说一说车辆是怎么飞起来的。在创造真实情境的基础上，明确工程任务，从而让学生以“如何让小车飞跃起来”“利用了什么原理”为工程项目的界定问题，在激发探索欲望的基础上，让学生做学习的主人，提出问题建设，引导其从数学、科学、工程、技术等方面进行分析。在创设情境，明确工程任务的基础上，让学生根据主题进行分析，从而培养学生的工程思维习惯，为工程项目的顺利实施奠定坚实的基础。

（二）搭建分项桥梁，建立学科联系

确立主题后，要想让学生顺利完成这一工程项目，首先要引导学生从原先已有的知识和技能经验中检索大量与主题相关的信息，然后依据事实情况和知识技能经验，搭建知识之间的联系桥梁。在多学科资源融合、信息参考的过程中，引导学生从全新的角度出发，从整体上思考这些问题与材料，从而发现它们间的联系，培养整体思维习惯。例如，在探索“飞跃地平线”工程项目时，明确了主题，接下来就要让学生结合所学知识对其工程项目进行分析，开展电机动力、皮筋动力、空气动力、机械弹射、电磁弹射、3D打印、车辆飞行与结构改装、飞行角度测试与数据分析、外形设计等多个分项学习，从而建立学科间的联系。

通过学科联系的建立，在多学科融合的基础上，促进思维灵活发展，然后让学生围绕这一工程项目进行探索，更要根据实际需求设计出最优的飞跃小车，在搭建知识桥梁的过程中，培养学生的工程思维习惯，落实STEAM教育理念。

（三）项目实施迭代，培养工程思维

有了主题和建立联系的环节，接下来就是实施和迭代环节，是学习者探索、解决问题的一个过程。为此，在整个设计实施的过程中，随着信息的不断输入与输出，整个方案也需要调整和完善。为保证此阶段顺利完善，教师要发挥学生个体的价值，以合作探究为辅助，在思维碰撞、观点碰撞的过程中，为学生提供多方案、多路径的选择，并给予及时的指导和反馈，提高学生的学习体验感。例如，在实施“飞跃地平线”这一工程项目时，我们以组为单位，为学生小组提供了多样的材料，如各种轮子、车身、金属杆、气球、弹簧、纸张等，以及螺丝刀、美工刀等工具。让学生小组动用团队的力量分工合作，就项目工程的实施进行探索，在此过程中，学生需要就工程项目的实施过程，撰写研究报告，明确人员的任务分配及工程设计步骤，并通过合作交流，就其中的不足之处进行调整，在优化工程方案的基础上，学生以小组为单位进行工程项目的探索实践。小组成员需要查找有关制作小车的资料，结合日常生活实际、车的用途、车辆零件及各个零件的组装、作用等进行搜集；需要根据收集的信息，绘制设计图纸；需要就工程项目实施中的步骤及潜在问题进行探索、规划；最后，开展工程项目的实施和迭代比赛。以组为单位，让学生参与其中，通过合作完成项目，在合作的过程中，渗透STEAM教育理念，使其联系多学科知识和技能，就工程项目进行探索，提高问题解决能力，培养工程思维。

（四）建立反馈机制，形成整体思维习惯

评价的目的是引导学生进行反思、促进学习发展。为此，为培养工程思维习惯，在开展小学STEAM主题课程时，教师可建立网络平台的选课系统和评价系统，让学生根据需要选择自己想研究的主题，与之相对应的是全过程的评价系统，每个环节都有分数等级评价，评价者不仅可以点击相对应的分数等级，实现多个老师现场全程打分，还可以进行拍照点评。例如，点评“飞跃地平线”工程项目时，可以利用信息技术手段，对学生完成这一工程项目的参与过程进行拍照，然后在评价系统中共享，让学生、家长、老师都可以就工程项目实施目标、学生完成目标、学生参与过程进行点评，实现小组间的自评和互评，以及教师和家长参与的全过程性和最终结果相结合的评价。学生根据评价信息的反馈，反思自己需要提升的能力点，从而提高学习的针对性和高效性。

三、结束语

STEAM课程体系将设置多个工程主题，每个课程同时需要考虑到教师、学生、空间、外部资源等多个维度。为此，在小学STEAM主题课程开展中培养学生的工程思维，教师要充分认识其培养的教育价值，并根据“明确工程主题—搭建分项桥梁—项目实施迭代—建立反馈机制”等模式展开，在层层递进的过程中，培养学生的工程思维习惯，让学生像工程师一样进行设计探索与迭代完善。