例談基于STEAM理念的科學(xué)探究課程的實施王越玲

STEAM教育注重學(xué)習(xí)和現(xiàn)實生活之間的聯(lián)系，有利于培養(yǎng)學(xué)生三大核心素養(yǎng)（批判性思維、開放性思維以及社會使命感）和七大能力（創(chuàng)新創(chuàng)造能力、團隊合作能力、問題解決能力、科學(xué)探究能力、動手實踐能力、自我反思能力）。科學(xué)探究的形式多樣，但其目的均是解放學(xué)生的天性，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力和想象力，培養(yǎng)學(xué)生的綜合實踐和動手能力，同時也推動教師自身的發(fā)展。而這一目的與STEAM理念不謀而合。在此，將以“橋梁”一課為例，討論如何基于STEAM理念開展科學(xué)探究課程。

一、以學(xué)生為中心，促進學(xué)習(xí)能力的形成

基于STEAM理念的科學(xué)探究課程以培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)為宗旨，讓學(xué)生圍繞實際問題思考可行的解決方案，注重對學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作探究以及思維方法的鍛煉，試圖通過思維碰撞，促進學(xué)生深層次、理解性的學(xué)習(xí)。教師可通過以下方法引導(dǎo)學(xué)生。

1.選擇恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法

“橋梁”一課分為四個單元：“橋梁小家族”“梁橋”“拱橋”“橋梁大比拼”。每個單元都由一些小的項目組成，并以問題為中心展開。如在“梁橋”單元，學(xué)生將研究“不同形狀的桁架對于梁橋穩(wěn)定性有什么影響”，同時經(jīng)歷“分析問題—提出可行方案—實踐—提交報告”的學(xué)習(xí)過程。這一自主學(xué)習(xí)過程可以采取項目式教學(xué)法進行。即以項目問題為學(xué)習(xí)起點，通過小組討論和研究中心問題展開實踐，最后進行匯報及總結(jié)。在這個過程中，學(xué)生需要主動學(xué)習(xí)，而教師則更關(guān)注問題的提出，并保證學(xué)生以項目為導(dǎo)向。

2.建構(gòu)學(xué)科知識框架

STEAM教育提倡打破學(xué)科界限，強調(diào)知識的整合并將其轉(zhuǎn)化為學(xué)生容易理解和掌握的形式，因此要對知識框架進行建構(gòu)。知識框架是對繁雜知識的簡化，有目的地搭建學(xué)科知識框架能夠讓學(xué)生更全面、快速、深入地分析問題與解決問題，從而提高學(xué)習(xí)新知識的效率。搭建“橋梁”一課的知識框架經(jīng)歷了如下過程。一是分析學(xué)生需要掌握的前概念。要對學(xué)生提出更高的要求，需要學(xué)生在知識和能力方面有一定的準(zhǔn)備。二是在已有知識和能力的前提下，挖掘?qū)W生與其前概念相匹配的知識能力。三是將與本課相關(guān)的全部知識與能力分別歸入STEAM五大學(xué)科分類（見表1）。

二、保護學(xué)生好奇心，促進創(chuàng)造性思維的發(fā)展

STEAM課程本身極富創(chuàng)造性。教師可以教授學(xué)生一些創(chuàng)造性思維策略，鼓勵學(xué)生在項目設(shè)計中保持獨立的思考和創(chuàng)新精神，促進學(xué)生創(chuàng)造性思維的發(fā)展。

1.創(chuàng)設(shè)有趣的情境

在學(xué)生思考造橋因素時，筆者組織了一場辯論賽，引導(dǎo)學(xué)生們從經(jīng)濟、社會、自然、人文等因素方面論述在山區(qū)建橋的合理性，由此激發(fā)他們主動探究問題、解決問題的熱情和興趣。這也符合STEAM課程希望學(xué)生根據(jù)現(xiàn)實問題的需要將各個學(xué)科的零散知識整合在一起解決問題的要求。

2.課前有效的角色代入

與其給學(xué)生設(shè)計代入一些他們無法接觸和想象的事物，不如以實際生活為切入點，賦予他們一個合適的主題角色。當(dāng)學(xué)生進入另一個角色時，更容易產(chǎn)生探究的熱情，提升解決問題的創(chuàng)造力。例如，在搭建拱橋時引導(dǎo)學(xué)生化身工程師解決造橋問題。自我代入需要根據(jù)不同的課程內(nèi)容進行設(shè)計，教師可按需而制。

3.重視頭腦風(fēng)暴的應(yīng)用

頭腦風(fēng)暴由美國學(xué)者奧斯本提出，是一種打破常規(guī)思維方式的討論形式。在頭腦風(fēng)暴階段，學(xué)生的思維高度活躍，是培養(yǎng)創(chuàng)造力的絕佳時期。例如在“橋梁大比拼”這一單元，筆者首先要求學(xué)生在小組內(nèi)進行頭腦風(fēng)暴。學(xué)生要思考設(shè)計哪種類型的橋，以及搭建模型需要多少材料。針對這兩個問題，小組內(nèi)羅列出多種方案，并從中選取最有利于解決問題的方案，最后要在全班發(fā)言。頭腦風(fēng)暴可以明顯減少對學(xué)生思維的局限，更好地體現(xiàn)學(xué)生思維的獨特性和創(chuàng)造性。

三、加強評價的多樣性，促進學(xué)生全面發(fā)展

1.增加學(xué)生自評與互評

教師的評價要有一定的延遲性，可先由學(xué)生進行自評和互評。如在“搭建拱橋”單元，學(xué)生對組內(nèi)設(shè)計進行匯報時，教師可請其他組的學(xué)生評價該組方案是否可行。在完成拱橋的最終搭建后，由每個小組選派的驗收人員進行投票，選出最優(yōu)設(shè)計方案。由學(xué)生點評，不僅能提高學(xué)生的語言表達能力，還能促進其對本組設(shè)計的反思。

2.結(jié)果性評價

在實際應(yīng)用中，最終選用的一定是成功的方案，所以要重視結(jié)果性評價。如“橋梁”一課設(shè)置的檢驗環(huán)節(jié)，就是根據(jù)項目要達成的目標(biāo)進行評價，篩選最優(yōu)設(shè)計的過程。實踐表明，結(jié)果性評價能提高學(xué)生良性競爭的意識并促進學(xué)生反思。

四、注重反思，師生共同進步

1.重視反思后的完善

反思性學(xué)習(xí)可培養(yǎng)高階思維。在整個項目過程中，從前期的理論知識到最后的模型展示，歷經(jīng)較長周期，學(xué)生通過反思，變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)，優(yōu)化了學(xué)習(xí)的思維過程。反思有多種表現(xiàn)形式。一是小組展示交流時，立刻反思在設(shè)計討論過程中出現(xiàn)的問題以及解決辦法，包括知識層面和團隊合作層面。二是在搭建橋梁結(jié)束后，回顧整個過程，并對小組設(shè)計進行優(yōu)化和完善。

2.加強教師的課后反思

作為學(xué)生的領(lǐng)路人，教師必須對教學(xué)進行不斷反思。STEAM課程沒有明確的界限，知識涵蓋面廣，對教師的能力要求較高。課后反思能讓教師對教學(xué)內(nèi)容有更深刻的理解，從而不斷提高專業(yè)水平。

基于STEAM理念的科學(xué)探究課程的設(shè)計、實施、評價與反思，需要教師持續(xù)的探索與實踐，從而促進學(xué)生在探索過程中鍛煉動手實踐能力，在積極動腦發(fā)散思維中提高創(chuàng)造力和想象力，在交流合作中切身感悟科學(xué)的真諦與精神，真正做到動手、動腦、動心。

（責(zé)任編輯 ? 郭向和）