新時(shí)代下的“4C+STEAM”創(chuàng)新課堂

丁琳 余青何 張福祥 星文燕

摘 要 隨著21世紀(jì)素質(zhì)教育、培養(yǎng)高質(zhì)量創(chuàng)新人才計(jì)劃的全面推進(jìn)，“STEAM”教育進(jìn)入新的歷史舞臺，作為“STEAM”創(chuàng)新教育的探索者，我們認(rèn)為學(xué)生的科技教育、科學(xué)教育在素質(zhì)教育中具有重要地位。本文以LEGO課程WEDO2.0項(xiàng)目“小鳥喂食”為例，對“4C+STEAM”創(chuàng)新課堂進(jìn)行多角度、深層次的闡述，讓學(xué)生在探索過程中形成“4C+”意識，具備長期堅(jiān)持學(xué)習(xí)的能力，最終有效地提升學(xué)生的創(chuàng)造、創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞 4C+STEAM 創(chuàng)新教育

中圖分類號：G642文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0引言

“4C+STEAM”創(chuàng)新教育，即將聯(lián)系（connect）、建構(gòu)（construct）、反思（contemplate）、延續(xù)（continue）與科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、藝術(shù)（Art）、數(shù)學(xué)（Mathematics）進(jìn)行多學(xué)科交叉融合，形成一個(gè)完備知識體系，并將其應(yīng)用于實(shí)際的問題解決之中。該理念闡述了學(xué)生在與周圍環(huán)境相互作用過程中，逐步建構(gòu)起關(guān)于外部世界的知識體系，從而使自身認(rèn)知結(jié)構(gòu)得到發(fā)展。

在創(chuàng)新課堂教學(xué)中強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新探索式學(xué)習(xí)，要經(jīng)歷“問題情景——建立假設(shè)——尋求證據(jù)——解釋、交流與應(yīng)用”的基本過程。教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與、親身實(shí)踐、獨(dú)立思考、合作探究，發(fā)展學(xué)生搜集和處理信息的能力、獲取新知識的能力、分析解決問題的能力以及交流與合作的能力。

“4C+”教育理念與“STEAM”創(chuàng)新教育的巧妙結(jié)合對中小學(xué)生的各個(gè)學(xué)科之間的相互滲透起到了促進(jìn)作用，讓學(xué)生的知識構(gòu)架更加完整，本文將WEDO2.0項(xiàng)目“小鳥喂食”為例，多方面闡述“4C+STEAM”教育理念在實(shí)際教育教學(xué)中的應(yīng)用與發(fā)展。

1“4C+STEAM”之聯(lián)系（connect）

作為一名合格的STEAM創(chuàng)新教師，應(yīng)將學(xué)生已學(xué)知識、興趣與課程目標(biāo)緊密聯(lián)系，創(chuàng)造一個(gè)開放式的挑戰(zhàn)或任務(wù)，為學(xué)生賦予一個(gè)問題探索并自主解決的角色，鼓勵(lì)學(xué)生大膽提出自己的想法，激發(fā)獨(dú)立思考的能力。

課程導(dǎo)入時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生將“鳥類”這一角色與大自然聯(lián)系起來，理解哺乳動(dòng)物與卵生動(dòng)物的區(qū)別，并且能夠?qū)B類這一生物的運(yùn)動(dòng)方式、取食、繁殖、攻擊、防御等行為有一定的認(rèn)識與了解，激發(fā)學(xué)生對大自然以及生物界的興趣?！耙詫?dǎo)促學(xué)”，引導(dǎo)學(xué)生探究大自然的特點(diǎn)和規(guī)律、生物的特性，從視覺沖擊和基礎(chǔ)知識構(gòu)建中受到啟發(fā)。

教育的藝術(shù)在于懂得如何與現(xiàn)實(shí)取得聯(lián)系，如何最大限度的調(diào)動(dòng)學(xué)生思維的積極性。作為“STEAM”創(chuàng)新教育的探索者，我們必須重視課堂教學(xué)訓(xùn)練，掌握課堂聯(lián)系的技能技巧，通過事物之間豐富的聯(lián)系性來激發(fā)學(xué)生的興趣思維。

2“4C+STEAM”之建構(gòu)（construct）

課程過程中動(dòng)手動(dòng)腦密切結(jié)合，手腦并用能夠極大限度的鍛煉學(xué)生的各個(gè)方面能力。學(xué)生根據(jù)教學(xué)目標(biāo)以及聯(lián)系的內(nèi)容，搭建自己在現(xiàn)實(shí)或想象中的物體模型。在搭建的過程中，學(xué)生既需要做到對目標(biāo)任務(wù)進(jìn)行策劃、設(shè)計(jì)、建構(gòu)，同時(shí)心、眼、手都必須到位。

在“小鳥喂食”模型的搭建中，運(yùn)用齒輪傳動(dòng)、齒輪嚙合等機(jī)械結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)雛鳥在鳥巢中嗷嗷待哺的動(dòng)作形態(tài)，同時(shí)運(yùn)用齒輪傳動(dòng)比的知識，使得不同雛鳥處于各個(gè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。另外，使用運(yùn)動(dòng)傳感器作為成鳥靠近鳥巢的判斷條件，從而達(dá)到“喂食”的效果;程序編寫方面，采用圖形化可視界面，簡單直觀，同時(shí)運(yùn)用邏輯條件、并列語句，再以運(yùn)動(dòng)傳感器的不同狀態(tài)作為循環(huán)條件反饋。在此過程中，能夠極大程度的培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

這種構(gòu)建過程，就像學(xué)習(xí)一門語言，需要一種把抽象化為具體的能力，就能了解、表達(dá)抽象的事物完成課堂任務(wù)，必須學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì)合作，讓學(xué)生在互動(dòng)中增進(jìn)情誼，在學(xué)習(xí)中共同成長。

3“4C+STEAM”之反思（contemplate）

教師應(yīng)該對學(xué)生反思總結(jié)過程提供幫助，鼓勵(lì)學(xué)生有意識地思考在建構(gòu)階段遇到的困難、和自己解決的辦法來獲得的領(lǐng)悟。反思階段是一個(gè)重新思考的過程，它常常發(fā)生在學(xué)生小組一起回顧、描述建構(gòu)階段時(shí)，同時(shí)教師在反思階段扮演的角色至關(guān)重要，他們要幫助和確保提出的問題（教師或?qū)W生提出的問題）是能夠促進(jìn)學(xué)生的思考與表達(dá)，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生對知識的吸收。

在模型搭建和程序編寫完成之后，教師應(yīng)該對學(xué)生的反思過程作出評價(jià)。在鳥類哺育后代的行為背后，透露出更多的是物種繁衍的深深不息與“烏鴉反哺”感恩之念的道理。此外，部分鳥類數(shù)量瀕危的嚴(yán)酷現(xiàn)實(shí)告訴我們：（1）人類只有做到與自然的和諧，才能減少或消除因生態(tài)破壞、環(huán)境污染和資源短缺導(dǎo)致的各種社會矛盾，人類社會才能持續(xù)發(fā)展;（2）人類只有科學(xué)認(rèn)識大自然的規(guī)律，才能科學(xué)地合理地開發(fā)利用大自然;（3）人類只要科學(xué)地認(rèn)識地球上生物的運(yùn)行規(guī)律，就能有所發(fā)明創(chuàng)造。

4“4C+STEAM”之延續(xù)（continue）

鳥對人類的貢獻(xiàn)是眾所周知的，它啟發(fā)了人類的智慧，為人類在物理結(jié)構(gòu)、功能、通訊等方面提供了原理和藍(lán)圖。人類根據(jù)鳥類翅膀的特殊功能和結(jié)構(gòu)發(fā)明出飛機(jī)并不斷對其進(jìn)行改造，同時(shí)根據(jù)鳥類眼睛對運(yùn)動(dòng)目標(biāo)具有強(qiáng)敏感性、調(diào)節(jié)迅速性等特點(diǎn)，能夠從相對運(yùn)動(dòng)景物中準(zhǔn)確無誤地識別目標(biāo)，這對幫助飛行員識別地面目標(biāo)、控制定位導(dǎo)彈等方面有重大啟迪作用。

延續(xù)階段為學(xué)生呈現(xiàn)一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的活動(dòng)，需要學(xué)生用到在建構(gòu)-反思階段所學(xué)到的知識和技能。延續(xù)活動(dòng)應(yīng)給學(xué)生機(jī)會去應(yīng)用所學(xué)到的技能，以及用所獲得的知識進(jìn)行嘗試，同時(shí)，能夠激發(fā)學(xué)生興趣，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新精神，達(dá)到創(chuàng)新教育的最終目的，如此可見，延續(xù)階段在教育中是必不可少的。

5結(jié)束語

“4C+STEAM”課堂是以教學(xué)、實(shí)踐、借鑒、創(chuàng)新和實(shí)現(xiàn)的創(chuàng)新教育理念為基礎(chǔ)，建構(gòu)虛實(shí)融合的學(xué)習(xí)環(huán)境，旨在幫助更多學(xué)校創(chuàng)設(shè)新型學(xué)習(xí)空間，促使更多學(xué)生擁有學(xué)習(xí)的主動(dòng)性與積極性，提高學(xué)習(xí)能力，獲取最佳的學(xué)習(xí)效果。營造學(xué)生自由探索、敢于實(shí)踐、勇于創(chuàng)新，善于合作的氛圍。“4C+STEAM”課堂是迎接即將到來的知識經(jīng)濟(jì)時(shí)代而提出來的，它不僅是方法的改革和教育內(nèi)容的增減，而是教育功能的重新定位，是帶有全局性、結(jié)構(gòu)性的教育革新和教育發(fā)展的價(jià)值追求，是新的時(shí)代背景下教育發(fā)展的方向，將來帶來的是教育全方位的創(chuàng)新。

參考文獻(xiàn)

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