记一次失败的火箭STEAM制作活动，失败却很有价值

　　编者按：作者是一位老师爸爸，带着孩子通过制作火箭学习STEAM的项目学习活动，从引入真实生活情景到知识点的选择、什么是STEAM课的目标等，再到最终项目的烂尾，非常真实地再现了一个STEAM活动的过程，里面包含了作者对于STEAM教育很多的真知灼见，非常宝贵。
　　文章有些长，共计6007字，估计花15分钟左右，但非常值得一读。
　　这个STEAM不是那个游戏平台，而是五个学科的首字母，分别是科学Science，科技Technology，工程Engineering，艺术Arts和数学Maths。
　　刚刚结束的第三学期，米粒儿学校的学习主题是太阳系Solar System，后来因为疫情复发，就没再去学校，错过了后面六周的学习。终于在这周五终于赶上一天万里无云的晚上，我们出去看了星星，周六早上起床后，米粒儿说：爸爸咱们做个火箭去星星吧。
　　好啊，小孩学习最大的动力是兴趣。无论你想做火箭还是做火烧，都可以在动手实践的过程中把STEAM五个学科的知识覆盖到。
　　一、如何引入真实生活场景（Real life Issue）？
　　STEAM课要点一：永远从场景出发，最好是一个与自己有关的生活场景 ，也就是所谓的Real Life Issue 。当孩子把学习过程与自己联系在一起的时候，她会自己设定学习的目标；当她会觉得这个学习目标对她来说是有意义的时候，她就会自己主动去探索和思考。
　　因为米粒儿已经在学校了解了太阳系和九大行星，她现在最大的目标是做一个火箭去星星上，所以她的real life issue已经确定了。
　　往往在实际的课堂上，老师要花很多精力呈现出一个实际生活问题，让学生感到既有趣又有挑战性，这个完全要靠老师自己的经验和功力了。
　　米粒儿在学校学的太阳系的儿歌
　　在坐火箭之前，我问了两个问题： 你要去哪颗星星上？ 你要带什么东西一起上火箭？
　　在怎么带孩子精读绘本？里，我提到永远给孩子开放性的问题，但是要引导他们在天马行空的基础上尽量提出有逻辑性的回答，这是在培养思辨能力Critical thinking。所以这两个问题，我们俩断断续续得讨论了一整天。
　　首先是要去哪颗星星的问题，你为什么要去那颗星星，那颗星星适合人类居住吗？
　　比如米粒儿说想去金星Venus，我说好啊，what do you know about Venus。令人惊讶的是米粒儿竟然知道金星是太阳系地表温度最高的行星，the hottest planet in the solar system! 应该是在学校的时候老师通过视频的方式给大家讲过，所以她才能记得住。我觉得在这次的一问一答之后，她应该对这个知识点更有印象。我也因为这个问答永远记住了这个知识点。
　　这里就是关于科学Science的部分
　　之后又说了火星Mars和月亮Moon，然后我们去翻看了这两个星球的一些知识点。其实到现在为止，米粒儿也没确定到底要去那个星星，我觉得未来一段时间可以逐渐把这些行星的特点都看一遍。但是这个绝对不能硬逼着孩子去看，她想去哪个行星，她自然会去自己寻找信息，如果她找不到或者看不懂，自然或者过来问我们。如果她就选定了火星，那么其他几个行星的知识点不看也罢，因为在那个时点上，只有火星跟她的实际需求有关Relate to the Real Life Issue。其他都是不相关的行星，她当然不会保持那么浓厚的兴趣。
　　昨天晚上我们开始决定要带哪些东西上火箭。
　　第一个是她的玩具狗。话说这个玩具狗可能是世界上飞行里程最远的玩具狗了，跟着米粒儿在北京和奥克兰飞了四个来回，以及新西兰境内的各种自驾游。我问她为什么要带狗狗上火箭，她说这样它就成了太空狗了啊！
　　第二个是野餐。＂为啥要带野餐？＂＂这样午饭就有的吃了啊！＂如果是初中生，这里就可以直接引入太空食品的内容，甚至做成一个食品科学的STEAM课了。
　　第三个是火箭。＂什么？你要带个火箭上你的火箭？＂＂是玩具火箭，这样在飞的时候我就有的玩儿了啊！＂
　　以上基本上就是引入Real Life Issue的简单步骤，真正的STEAM课要比这个复杂很多。课题引入的复杂程度不仅要根据孩子的年龄决定，还要根据具体的课题和相关的学习目标确定。
　　二、知识点的选择要根据课题和课堂的实际情况确定
　　另外在这里要明确STEAM课要点二：不需要在每一节课将五个学科的知识点全部覆盖，知识点的选择要根据课题和课堂的实际情况确定。
　　米儿粒儿目前只想出了三样东西，然后就迫不及待的要做火箭了。
　　除了要把狗狗和爸爸妈妈带上火箭，米粒儿只想到了另外两样东西，一个是食物Picnic，一个是玩具火箭，可能对她来说这么多东西已经够了。我原本的设计是，火箭的空间有限，任何一样东西都必须有用途，否则就是浪费燃料，而且在设计火箭图纸的时候，要给她想带的东西设计一个存放空间。但是显然这块没有引导好，那么等到后面看看还有没有机会再进一步改进。现在先切入到做火箭这一步。
　　STEAM老师在做场景的引入时，会非常详细的设计课件，否则就会出现我所面临的情况，需要在后面动手实践的内容，因为场景引入的不充分，导致无法完成既定的学习目标。
　　米粒儿很快在纸上画出了火箭，她肯定是不知道火箭为啥要长这样的，只是因为在学校的时候画过，所以画的很快。因为要带着爸爸妈妈和狗狗，所以先在中间的位置画了四个窗户，给四个人安排了座位。后来又觉得应该每个人再带两个朋友，所以在左右两侧各增加了一列座位，还给每个人都系好了安全带。
　　但这里最让我感兴趣的是，她在左下角的位置画了我们的房子。那一看就是我们的房子，因为我们房子的Deck上就有一个那样的带滑梯的Play House。我问她，为啥画那么小啊？她说，因为我们飞的很高了，所以房子就显得很小了。
　　＂近大远小＂是物理的范畴，她也许说不清楚背后的原来，但是已经能通过日常的观察记住这种规律了。
　　画了这幅画之后还不过瘾，就准备着手制作火箭模型了，第一个问题就是火箭的身子用什么来做？
　　三、通过简单的材料在实践中应用所学的知识才是STEAM课的目标
　　这里要提到STEAM课要点三：昂贵的材料和酷炫的模型不是终极目标，通过简单的材料在实践中应用所学的知识才是。于是我们决定去超市买两瓶水，用瓶子作为火箭的箭筒。
　　有了瓶子，妈妈和米粒儿立即着手给火箭做外立面，两个一对比还是能看出一些问题的：妈妈的设计中规中矩，颇有西城区小学美术老师的风格；米粒儿这个就不一样了，最吸引我的是我她画了一些头朝上和头朝下的小人，我问她为什么，她说because people lose gravity in space（因为人在太空会失去重力）。嗯，应该是学校老师说过的，她记得还挺清楚。
　　画完外立面后，两个人又给火箭加上了火焰。但是米粒儿自己提出一个问题，火箭喷出的火焰是什么颜色的？爸爸妈妈都没那么确定，所以搜了一下火箭发射的视频，看了视频之后，妈妈和米粒儿很快做出了黄色加橘色的火焰。
　　做完这个之后米粒儿仍然觉得不过瘾，可能她在学校看过火箭的视频吧，她仍然坚持要做一个火箭。这个时候我才意识到，深入学习Deep Learning的机会来了。
　　说起深入学习，就不得不说这个布鲁姆分类学这个酷炫的名字。大概意思是人学习知识的过程是分阶段的，记忆、理解、应用 是相对低级别的认知阶段，分析、评估和创造 是高级别的认知阶段。在学习过程中，如果老师能够引导学生进入到高级别的认知阶段，那么学生就会对相关的知识点进行深入学习。
　　深入学习的第一个好处是没有死记硬背那么枯燥 ，因为这个过程没有标准答案，只有更优化的方案； 第二个好处是锻炼孩子的心智mindset ，分析、评估和创造的过程是一个不断试错、不断优化的过程，孩子在这个过程中一定会有沮丧、焦虑和挫败的情绪，但一旦跨过了这一步，就是对自我认知的一次提高。
　　简单举个例子：孩子背了一首唐诗＂孤舟蓑笠翁，独钓寒江雪＂；还在某个描写特别寒冷特别孤独的桥段里引用了这首诗，这些就是认知的初级阶段；如果他去搜索了柳宗元和他所处的时代，再把这些信息用于解释这首诗所表达的意境甚至提出自己对这首诗的一些观点，这就进入了认知的高级阶段。
　　刚才米粒儿在做的所谓的设计，其实就是画画，并且把她之前记住的、有印象的都输出出来，还远远没有达到分析、评估和创造的阶段。既然她觉得画火箭外立面不过瘾，就是想做一个真的火箭模型，那么我们就真的开始做一个火箭模型试试。
　　动手之前，在米粒儿的强烈要求下，先去看了一些真实的火箭发射的视频，然后又搜了一个视频看看别人是怎么做火箭模型的。通过这个视频也能看到，所有材料都是可回收材料，但是最后呈现的模型还是很逼真的。这也再次验证STEAM课要点三：通过简单的材料在实践中应用所学的知识才是STEAM课的目标。
　　刚才提到，深入学习对孩子的心智是一个考验，因为这是一个屡败屡战的过程。 所以我特别挑了几张海报作为给米粒儿的第一碗心灵鸡汤。
　　四、KWHL和Design Thinking
　　STEAM项目大概分为场景的引入（与孩子的现实生活问题相关联），提出解决现实生活问题的方案（课程目标），方案的设计，实施，改进，以及完成后的反思。
　　上个周末干了那么多事情，其实都是在做一些核心流程之外的事情。一旦开始一个STEAM项目，一定要先跟孩子用这张KWHL表格把K，W进行梳理，在项目过程中逐渐把H完善，项目完成后对L进行总结和反思。
　　通过KWHL表格让自己对接下来要发生的事有一个目标，接下来就进入到方案设计的环节了。
　　提到方案设计，不得不重点说一下设计思维Design Thinking。设计思维是一个动态调整的过程，五个阶段是循环进行、逐步递进的：
　　Empathize：将自己置于他人的立场去看待和思考一件事的能力。这里主要是指STEAM项目的目标用户是谁，他们有什么需求； Define：确认目标用户的需求以及这个STEAM项目如何能够满足他们需求的方法； Ideate：对一些墨守成规的想法或做法提出挑战，尽量在常规做法之外提出一个新的设想，哪怕现阶段看上去不切实际； Prototype：开始制作产品原型； Test：测试产品原型并回顾用户需求，在用户需求的基础上对原型进行改进，甚至可以在产品原型的基础上重新定义用户需求。
　　设计思维的五个步骤就是STEAM课程的五个主要阶段。 二者的不同点在于，设计思维的五个步骤不一定完全按照顺序展开，很有可能第一步和第三步同步进行，甚至先有第三步再进行第一步。
　　这里我要引用我们给某学校做教师培训时所使用的一个例子，来进一步解释设计思维的五个步骤。
　　在有关设计思维的教师培训会上，我们的主讲老师询问国内老师们是否有困扰已久的问题。有个老师说吹风机的电源线让他非常焦虑，因为那个电源线总是会缠到一起甚至是打结。这就是Empathize和Define的阶段：用户是一个完美主义者，他们希望家用物品是井井有条的。
　　这个老师自己去淘宝找过无线的吹风机（但是电池太沉）、挂在墙上可以把电源线缠在架子上的吹风机收纳架（没有空间安装且不美观）、以及各种其他解决方案，这个就是Ideate的阶段。但是这个老师的想法仍然没有跳脱常规思维：为什么需要吹风机？而这个问题又与Define的阶段相呼应：用户到底是需要一个设计精巧的吹风机，还是需要简洁高效地把头发吹干的方法？ 如果不需要吹风机就可以把头发吹干，那么根本都不用考虑吹风机电源线的问题，不是吗？
　　具备这样的思维方式和思辨能力，是STEAM课的终极目标之一；至于能不能真的设计出一个替代吹风机的产品，对于STEAM课来说反而没那么重要了。
　　说句题外话：我在听到吹风机的这个例子时最先想到的是把浴室改造成一个像全自动洗车房那样的空间，洗完之后可以直接吹风把整个人都吹干，这样连浴巾都不用了。但我觉得自己仍然没有跳脱现有的思维框架。
　　总的来说，Design Thinking在某种程度上是对固有认知的一种创新，这种创新思维是在挑战我们所依赖的一些固有的思维定式。
　　这种创新思维说起来容易做起来难： 一方面，我们不能每做一件事都选择跳出思维定式，比如该吃饭的时候一定要找到一个不张嘴还能填饱肚子的方法；另一方面，因为很多时候我们都是下意识的做一些事情，比如吹头发就一定想到吹风机，所以会在优化吹风机的道路上越走越远，而完全不会挑战＂为什么会有吹风机＂这个思维定式。SpaceX的火箭回收不也是这样一种创新吗？＂降低发射成本＂定义了用户需求，＂回收火箭重复利用＂就是对固有思维的挑战，经过不断的测试终于实现了这个目标。
　　越是成年人就容易陷入到固有的思维定式中，所以在STEAM课上针对小孩子进行设计思维和创新意识的训练就更显得意义重大了。
　　对于米粒儿这个年龄来说，上面这些内容过于复杂了，只要她现在有一点点设计思维的意识就很好了。但在实际工作中，KWHL和设计思维真的对解决复杂问题有帮助，我们可以借助这两个工具把复杂抽象的问题拆解、转化成相对简单具象的任务。
　　书归正传，设计方案离不开设计图纸，今天教米粒儿用尺子画了火箭的草图。两岁时买的尺子，终于在五岁时用上了。左右两边是助推器，中间的主体部分就是火箭，主体部分两旁的三角形就是宇宙飞船的翅膀。
　　下面就准备按照这个尺寸开始做火箭啦。
　　五、烂尾项目的意义
　　自米粒儿刚开始搞火箭模型已经三个多月了，在元旦前就已经烂尾了。不过也没有烂的太多，主要还是她年龄太小了，所以动手制作、测试、反思这些内容，确实有点超纲。
　　最近跟新西兰老师给国内学校上了一些STEAM的课程，也与一些业内人士交流过多次，今天抽空聊聊我对STEAM的看法。
　　对于STEAM课，国内老师的关注点主要是：  这套STEAM课程的体系是什么，怎么实现从低年级到高年级的全覆盖，如何做到知识点的递进和衔接，知识点如何落地？ 课程结构是怎样的，老师如何备课，每节课的内容有多少，课程结束时的产出是什么？
　　这样的STEAM课完全是僵化的，而且老师的备课压力一定特别大。 因为STEAM涉及五个学科，所以老师要备五门课。有很多人问过我：如何设计基于化学学科的STEAM课？其实就是化学老师成为这个学校的STEAM老师了。
　　但是STEAM就是五个学科的首字母缩写而已，它是锻炼学生解决现实生活问题的能力的一个手段，有时候用S，有时候用M；如果能用A就解决了，为啥非要绕道用一下E呢？
　　另外，老师应该还要提前准备学生在课堂上可能问到的问题及相关的答案，如果一节课五个学生问问题，有三个回答不上来，那有点不敢想象。所以国内老师应该会引导学生在备课范围内提问，确保问题和回答都不超纲。
　　反观国外老师，上课时最爱说的话是这么几句：  你觉得会怎样，为什么？ 这个想法有意思，我们试试看！ 你要不要试试换一个方法？ 你说的这个我不清楚，我们一起研究一下！
　　所以前段时间在做双师课程的时候，我每次都要反复嘱咐新西兰老师：＂多少也得提前准备一下课件，看一看相关的内容，预设一些学生的问题，要不咱们会很没面子的啊！＂他跟我说，他已经很＂收敛＂了。如果是在自己的学校，他一般都会问学生：这学期/星期你们准备想研究点什么呀？要是跟国内学校上课的时候这么问，估计国内老师和学生都得崩溃。
　　其实国外老师也要备课，但是他们的备课内容少部分跟课程内容有关，更多的是如果把控课程的进度。 如果有些学生明显偏离了方向，他们才会拉学生一把，回到既定的轨道上。国外老师一个学期说＂不知道＂的次数，可能比国内老师一个学年都要多。
　　以上就是两边学校的一些比较，不敢说孰优孰劣，只是一些观察而已。很多时候，国内学生的创新能力和思辨能力都很棒，只是有时候能看到一些大人在后面帮忙的＂痕迹＂。
　　金灿荣教授曾说：中国制造的产品，假冒不伪劣。从0到1是个发散的过程，是各种试错的过程，这个过程会有很多＂不知道＂；从1到100是个集中的过程，这个过程会有很多＂怎么做的更好＂。
　　STEAM课其实就是在模拟＂从0到1＂和＂从1到100＂的过程，但是大部分老师还不太能接受＂失败＂和＂不知道＂，所以学生们也体验不到＂从0到1＂的心路过程。
　　如果能通过STEAM课提高老师和学生对＂失败＂和＂烂尾＂的容忍度，也许更能体现STEAM课的意义吧。
　　这么一说，米粒儿的火箭项目没完成实在太有意义了。
　　来源：不焦虑的海淀家长