【摘要】為了培養學生的科學精神和創新精神，提升自主可控意識和數字素養與技能，本文從“未來太空車”項目背景、基于STEAM理念的項目教學分析和項目實施方案等方面展現指向深度學習的教學設計，形成了建立小組、明確任務、合作探究、作品展示、課內初評、反思優化和迭代評價等七個環節的項目式教學模式，同時為教師開展“跨學科主題融合”的STEAM課程教學提供參考和借鑒。【關鍵詞】深度學習；STEAM；項目式教學；跨學科2022年，義務教育新課程標準發布，信息科技課程標準有了新的變化，其中把“跨學科主題”作為信息科技課程內容的重要組成部分。為了培養學生的科學精神和創新精神，提升自主可控意識和數字素養與技能，我們要變革教學方式，注重創設真實情景，以真實項目主題引導學生動手操作實踐，發揮信息科技課程育人功能。本文以“未來太空車”項目為例，闡述如何落實指向深度學習的STEAM項目式教學。深度學習是指在教師引領下，學生圍繞具有挑戰性的學習主題，全身心積極參與、體驗成功、獲得發展的有意義的學習過程[1]。指向深度學習的STEAM項目式教學即通過創設真實情景，學習小組成員運用項目式學習創作含有STEAM元素的項目作品，在合作探究過程中激發學生的學習興趣，讓學生主動獲得知識的重新建構和學會知識的遷移，提升學生高階思維和解決復雜問題的能力，更好地促進學生的深度學習。基于STEAM理念的項目背景分析“未來太空車”是第八屆全國青年科普創新實驗暨作品大賽的科普實驗單元。本項目僅限定裝置動力系統、電池容量、裝置重量及尺寸范圍，裝置材料和運動方案沒有限制，要求參賽隊員能夠制作爬越障礙物的“未來太空車”項目作品。根據學生實際情況，我采用以“模仿—改進—創新”為主線的項目式學習設計思路。首先讓學生根據套件模仿組裝出簡單的“未來太空車”作品，從而激發學生的學習興趣和探索熱情。接著通過爬越障礙物比賽來刺激學生不斷改進原來的作品，促進學生進一步主動去獲取物理、數學和信息科技等學科知識，從而不斷解決探索過程中遇到的各種復雜問題。最后，有部分優秀的學生會舍棄舊方案，重新設計新方案并制作成新的優秀項目作品，從而達成培養學生具有科學精神、創新精神和自主可控意識的目標。1.賽道要求賽道材料使用木板制作，表面粘復印紙，賽道寬度30cm，出發點到障礙物距離30cm，越障后至終點線距離30cm。2.裝置要求裝置長、寬和高不能超過20cm×20cm×25cm；重量不超過300g；裝置動力系統使用N20減速電動機和2個CR2032電池，不指定廠家。基于STEAM理念的項目教學分析1.項目的STEAM要素分析“未來太空車”的設計是一個典型的STEAM項目，它的STEAM要素及相關內容如表1所示。2.項目的教學目標要素分析“未來太空車”項目的教學目標主要是以物理和數學核心素養為基礎，結合STEAM理念制定教學目標要素如表2所示。3.項目的課程內容安排本項目課程內容分為兩個活動任務，每個活動任務都融合STEAM要素制定，具體課程內容如表3所示。基于STEAM理念的項目實施方案1.課前準備階段本階段包含建立小組和明確任務兩個環節。（1）建立小組。團隊合作是開展項目式學習的一個重要組成部分，組建“好”的團隊是開展項目式學習的關鍵。為此，教師先物色有較強組織能力和學科知識成績好的同學擔任小組長，然后讓小組長按照不同層次的學生和性別均衡原則自由建立學習小組，這種做法既可以避免出現“強強聯合，弱弱組隊”的搭配現象，又培養了學生的集體意識和合作意識。（2）明確任務。提前發放主題項目相關材料，各小組成員利用空余時間進行探討和交流，讓大家提前明確項目工作任務和探究流程，有利于提高項目式學習效果，同時也節約了課堂探究時間。2.課中實踐階段本階段包含合作探究、作品展示和課內初評三個環節。（1）合作探究。各小組成員根據課前分解的項目工作任務進行合作交流，不斷解決探究過程中遇到的各種問題，逐步把集體設計的項目作品付諸實踐創作，有效提高項目式學習效果。如在創作“未來太空車”項目作品時，小組成員通過合作探究把套件材料組裝成能翻越障礙物的項目作品，大大激發學生的學習興趣，促進學生學會自主探究；接著在調試“未來太空車”作品時，通過開展項目作品攀爬高度比賽，促使小組成員在合作探究中更加深入研究項目作品使用的材料和方案，不斷學習組裝、測量和數據分析中涉及的物理、數學和信息科技等學科知識，在解決問題過程中踐行深度學習的行為，同時創作出優秀的項目作品。（2）作品展示。各小組成員共同努力完成相應項目作品后，班級開展以小組為單位的作品展示活動，記錄項目作品的相關數據。這種做法的目的是讓各小組學生知道每節課一定有展現項目成果環節，從而促進他們從課前階段就認真開展合作探究活動。同時也為學生提供作品交流的平臺，讓大家在作品展示過程中認識到自己的不足，從而為課后反思優化提供改進思路。（3）課內初評。結合作品展示收集的數據和項目評價標準，班級開展課內項目作品初評，主要是采用小組自評、小組互評和教師總評等方式對項目作品進行多元化評價，同時讓優秀項目作品的小組成員分享經驗。這種做法有利于為其他小組成員在課后反思優化提供思路。3.課后反思階段課后反思階段包含反思優化和迭代評價兩個環節。（1）反思優化。允許各小組成員在課后根據課內作品初評成績進行反思優化，找出本小組作品存在的問題，然后利用課余時間對項目作品進行調整改進。（2）迭代評價。設置動態評價機制，允許經過優化改進后的項目作品繼續挑戰前面評選的優秀項目作品，形成迭代評價機制，不斷激發學生的創意意識和創新精神，讓學生只要自己不愿意服輸，都可以一直在挑戰項目作品的路上。基于STEAM理念的“未來太空車”項目教學案例1.安裝未來太空車（1）課前準備階段。先挑選優秀小組長，然后讓小組長組建學習小組，成員要有好、中和差三種等次的學生，并且要考慮男女性別人數均衡。隨后給各小組發放“未來太空車”項目材料和“未來太空車”組裝圖片，以小組為單位提前熟悉完成組裝“未來太空車”項目作品的流程。（2）課中實踐階段。在此階段中，我采用以下流程開展課中實踐活動。首先展示“未來太空車”樣品，然后介紹“未來太空車”項目的背景以及項目作品的競賽規則。提示各小組學生在組裝“未來太空車”時需要注意的工程問題：電動馬達和底板安裝一定要緊固；齒輪組齒輪正確緊密嚙合；行星輪和轉動桿要緊密卡緊。各小組根據圖紙組裝“未來太空車”作品，教師巡查課堂，及時解答學生在合作探究過程中遇到的問題。各小組組裝好“未來太空車”項目作品后，接著進行爬高比賽作品展示，分別記錄各小組作品爬行高度數據。通過小組自評、小組互評和教師總評等方式評出課內優秀作品，并且邀請優秀作品所在小組的成員上臺分享經驗。（3）課后反思階段。允許各小組成員找出本組項目作品存在的問題，然后反思改進和調試項目作品。允許各小組用反思優化后的項目作品挑戰課內優秀項目作品成績，形成迭代評價機制。這種做法既激發了學生的學習積極性，又培養了學生的創意意識和創新精神。2.調試未來太空車（1）課前準備階段。學生利用勾股定理計算爬行高度和行星架長度、支桿長度之間的數據。延長行星架和支桿的長度要考慮符合裝置的長、寬、高尺寸不超過20cm×20cm×25cm（初始尺寸和完賽狀態）。發放延伸行星架和支桿長度的相關材料，小組探討延伸材料和方案。（2）課中實踐階段。在此階段中，我采用以下流程開展課中實踐活動。一是展示部分學生已經完成改進后的“未來太空車”樣品，這種做法既滿足了主動探究學生的成功感和榮譽感，又能夠為其他學生提供改進的思路和方案。二是提示各小組學生在延長行星架長度和支桿長度時需要注意的工程問題：在裝置最大尺寸范圍內，支桿和行星架最優長度需要利用勾股定理計算；行星架和支桿延伸材料要考慮爬行時與紙面的摩擦力問題；如果采用伸縮延伸方案，要考慮裝置伸展和縮回時間，伸縮過程不能超過3分鐘。三是各小組在原有的“未來太空車”作品基礎上，根據課前探討的延伸方案實施延伸行星架長度和支桿長度，教師巡查課堂，及時解答學生在合作探究過程中遇到的問題。四是各小組完成延伸方案的“未來太空車”項目作品后，接著進行爬高比賽作品展示，分別記錄各小組作品爬行高度數據。五是通過小組自評、小組互評和教師總評等方式評出課內優秀作品，并且邀請優秀作品所在小組成員上臺分享經驗。（3）課后反思階段。各小組成員找出本組項目作品存在的問題，然后改進和調試作品；或者根據比賽規則重新使用新材料和新方案完成新的“未來太空車”項目作品。各小組互相PK優化的項目作品，不斷挑戰新的項目作