STEAM教育理念下的项目式学习

毛峰

STEAM教育强调掌握“思考方法”与“整合创造”，注重培养学生运用跨学科知识解决实际问题的能力。在校外教学中，我们引入项目式学习，激发学生创新意识，提升学生实践能力。下面，以生物组的“猪笼草智能养殖箱的研制”为例，具体介绍一下该教育理念下项目式学习的应用。

1.引导学生在生活中发现问题

在生物教学中，我们鼓励学生用心观察，发现生活中与生物相关的现象与问题，并将有价值的问题汇总后，在教师的引导下形成研究课题。例如，生物组的一名学员是猪笼草爱好者，但猪笼草价格昂贵，对生存条件要求比较高，他曾经养死过好几株。经过调研后他发现，市场上还没有这类的智能养殖设备，于是他提出：能否发明一种在家就可以轻松养殖猪笼草的“智能温室”？他将这个问题反馈给教师，在教师的帮助和指导下，“猪笼草智能养殖箱的研制”生物小组成立了。

2.提升学生的跨学科学习能力

“猪笼草智能养殖箱的研制”是一个整合物理、数学、人工智能等学科的STEAM项目，学生不仅涉及生物组的学员，还有模型组、电子与智能控制小组的学员，既有分工又有合作。在完成项目过程中，学生多次讨论沟通，生物组学员重点做好预设方案并负责具体人员分工;模型组学员主要负责设计外形、购买材料和组装制作;电子与智能控制小组学员具体负责Arduino单片机编程的自动控制，满足猪笼草对环境条件的要求，实现全自动化设定管理。这一过程中，学生发挥各自专长，既有各自设计与独立制作，又有整体规划和共同参与，体现了STEAM教育的“整合跨界能力”，提升了学生运用跨学科知识解决实际问题的能力。

3.激发学生的创造能力和实践能力

第一代养殖箱是用整理箱做成的简易装置，然而在试用过程中出现了一系列问题，如温度不好控制、部分功能无法实现自动化設定等。于是，学生经过讨论交流，提出合理改进措施，制作出了第二代智能养殖箱：外壳采用特定厚度的玻璃板，既便于观察，又解决了温控问题;采用分区分离的方式，防止电路老化短路，确保用电安全;加热棒、水帘纸、水泵等装置则实现全自动化设定管理，完全满足了猪笼草生长的环境要求。学生在“思考—制作—检测—改进”的过程中，创新意识和实践能力得到了明显提升。

在STEAM教育理念指导下，教师应该引导学生观察、发现、实践、思考，培养学生举一反三、触类旁通的能力，激发他们的创新意识，增强实践能力，提升学生的科学素养。

编辑 _ 汪倩