改變 讓你遇見不一樣的教與學
——STEAM項目的實踐探索

戴 萍

(上海市奉賢區古華中學,上海 201499)

學校教育就是要培養學生獲得快樂生活的能力,無論是美國教育家杜威提出的“教育即生活”理論,還是我國教育家陶行知提出的“生活即教育”思想,都給我們提出了一個深刻的教育命題:教育需要生活。生活是教育的源泉,應該成為教育的素材和手段。教學過程中注重教學與生活的深度融合,實施STEAM項目學習,讓學生在鮮活的生活中求知,在大量的主體實踐中提升核心素養。

1 基于實際，發現問題

圖1

2016年筆者采用網上問卷調查、訪談等方式進行調查，調查顯示：學生很有興趣進行動手實踐(如圖1),同時有學生認為：因為課程教學時間比較緊張，導致動手實踐的機會和時間并不多,同時也缺乏系統規范的指導,學習的時間和空間得不到保障,他們希望采用不同的學習方式,讓他們的實踐需求得到滿足。對此，教師需要格外留心和用心為學生創造動手實踐的機會,拓展學生學習的時間和空間,促進他們的全面發展,而不是簡單地應付考試。

2 融會貫通，創新實踐

STEAM是融合多學科的綜合教育,以獨立思考為起點、動手實踐為核心,為的是培養孩子用嚴密的科學或工程思維方式去解決問題,激發學生的學習熱情。要求學生帶著解決問題的目標主動去學習,培養學生動手、動腦，將知識應用于實際情境的能力。

上海市普通中小學課程標準提出:“能用給定的或自己搜集的材料完成課外小制作”。所以開展設計合理的STEAM項目式學習是課程標準對初中物理教學的要求。STEAM項目式學習是指定時間、定地點、定內容,利用學生身邊的器材，將生活中的待解決的實際問題轉化為課堂上的STEAM項目,以實踐性的項目完成為核心,以作品制作和交流為重點,最終讓學生在制作作品過程中獲得知識和技能,并獲得創造性運用知識的能力。

2.1 無心插柳,播下一顆探索的種子——用意大利面搭建小建筑

美國心理學家霍華德·加德納提出了“多元智能理論”,倡導“開放式”課堂模式,主張實施“體驗教育”活動,真實、具體、豐富的實驗教學活動使學生主動參與知識的構建過程,加強師生互動和生生合作學習,開發多元智能,促進學生全面發展。從趣味實驗開始,有意而為之,播下一顆小組合作、動手實踐培養創新意識和能力的種子，為后面物理教學做好鋪墊。

當你做出嘗試,驚喜往往就在不經意之間。當初將“意大利面建筑”項目引入課堂，是想讓學生體會結構力學的魅力,感悟物理的有用和有趣,不要小看棉花糖和意大利面,經過小組的巧手能將他們加工成意想不到的小建筑,在機緣巧合下筆者帶領學生參加了上海市首屆青少年STEAM電視公開賽并榮獲三等獎。這一切都在昭示著有想法就要去實踐，學生的潛力是無限的,為學生、也為自己播下一顆探索的種子。

2.2 有意而為之,感受不一樣的教與學——光學小制作

裴斯泰洛齊曾說:“不能滔滔不絕地對孩子講話,而應采用與他們談話的方式；不要詳盡無遺地講一個題目,而要向孩子提出有關的問題,讓他們自己找到答案,再予以糾正?！敝挥薪o學生一定的時間與空間,具有一定的話語權,他們在學習中才能獲得勇氣、信心,自然地提高能力。

2.2.1 方向引導,換個角度看光學

引導學生回顧奇妙的光學現象(如圖2),呈現其中物理原理,學生很自然地想到光的直線傳播、光的反射(平面鏡成像)、光的折射(凸透鏡成像),再和實際生活相聯系,聯想到小孔成像、投影儀和照相機，此時為學生設定本節課的任務:制作簡易的光學器件。

圖2

2.2.2 小起點大舞臺——抓住學習中的興趣點,拓展學習的空間

(1)背景知識學習

通過圖3的展示,讓學生認識小孔成像、平面鏡成像、凸透鏡成像的光路圖，為完成光學小制作提供背景知識。

圖3

(2)利用身邊的器材，開展光學小制作活動

學生先進行產品設計，找尋合適的、身邊的器材，開展制作活動。小孔成像的制作材料為:薯片筒、半透明紙、紙箱。3D投影儀的制作材料為:貼膜,視頻源。簡易照相機的制作材料為:薯片筒、半透明紙、凸透鏡。完成作品后，制作海報展示自己的制作過程和成果。

(3)交流與展示,完成小組的自評和互評

通過制作到答辯,學生展現自己的思維過程,體會光學知識中的邏輯性、實用性,開展小組自評、互評,實現評價的多元化,通過小組合作探究、創新制作,呈現學生的設計思路和制作技能,學生的學科核心素養得到了培養。

學而不思則罔,思而不學則殆,用科學方法提高學習質量,釋放學生的學習力,這次全新的嘗試讓我收獲頗豐。把物理教學的內容和學生的生活實際聯系起來,激發了學生的學習熱情,強化了學生的實踐意識,提高了學生分析問題和解決問題的能力。在制作過程中他們不斷發現問題、解決問題,通過手和眼睛去感受不一樣的光學。把物理知識與技術、人文科學相結合,使學生開闊了視野,增強了社會責任感。由于時間的限制,有的小組沒有將作品做到完美,他們著急的神情讓我感動,小組展示的時候,他們渴望的眼神讓我著迷,展示結束的時候,同學們熱烈的掌聲,讓我不由得為他們點贊,一次全新的嘗試,有意而為之,讓我們感受到了不一樣的教與學。

2.3 積極探索,體驗不一樣的教與學——舊樓改造

創新是目的,實踐是手段,提升學生素養是根本。STEAM項目學習的價值在于經過整合為學生提供逼近真實、富有現實意義的學習情境,以利于學生高階思維的培養、積極情感的投入,解決復雜問題,從而全面提升學生的核心素養。要少一些“解答習題”的訓練,多一些“解決真實問題”的鍛煉,要盡可能多地給予學生自主學習的空間,將開放學習、主動學習成為常態。

2.3.1 觀察、體驗生活，發現問題——舊樓加裝電梯

我們學校的學區是80年代建造的老式小區,居民也趨于老齡化,經常看到爬樓梯時舉步維艱的老人,很多學生于是有了舊樓改造、安裝電梯的想法。通過觀察、走訪相關部門,得知小區共用經費也比較緊張,預算在75000元范圍內。并且建筑物的內部沒有足夠的空間安裝電梯,轎廂只能安裝在樓外。

據此提出與電梯相關的STEAM活動項目，先引導學生思考:電梯的類型有哪些？電梯移動物體的科學原理是什么？我們可以使用哪些材料？我們如何測試它的性能？針對以上問題，完成物理學習內容：簡單機械、滑輪、輪軸。

2.3.2 尋找智慧鑰匙，解決問題——團隊合作制作電梯模型

(1)組建項目組,畫設計圖時確定好比例,以便精確地計算成本和制作模型。

(2)處理好曳引比、機械效率、成本、電梯空間等因素之間的關系,設計最佳方案。

(3)制作模型時要嚴格按照設計進行。

(4)學生對測試方法進行思考,教師給予指導,最后帶著作品和海報進行小組展示(如圖4),完成小組自評和互評。

圖4

創新是目的,實踐是手段,提升學生核心素養是根本。為了讓創新實踐貫穿于學習的始終,成為撬動核心素養培育的有效“支點”,教師在STEAM項目實施中引導學生利用身邊生活用品,以問題為驅動，立足“做中學、學中做”,注重前后知識的聯系,在思維中留“缺口”、應用中安“接口”、拓展中開“窗口”,逐步達成核心素養的培養目標。

3 收獲與感悟

經過了兩年的實踐探索,我們使用國際公認的卡羅拉多科學(物理)學習態度的測試量表,對學生進行測試,測試題分為個人興趣、與現實生活的聯系、一般問題的解決、解決問題的自信心、復雜問題的解決、意義理解、概念理解、概念應用等8個維度。數據分析顯示：參加STEAM項目式學習的學生在“解決問題的自信心”“復雜問題的解決”“個人興趣”三個維度中分數明顯高于未參與的同學,學生認為：在STEAM項目學習過程中，他們必須要理論聯系生活實際,提高自己解決問題的能力,通過合作探究能體驗到團隊合作的成功感、滿足感和責任感,同時面對困難和失敗時有了更大的自信心,對科學的學習興趣也得到很大提高。

圖5

改變,讓你遇見不一樣的教與學！讓創新實踐貫穿學習的始終,成為撬動核心素養培育的有效“支點”,在變與不變中實踐,在實踐中感悟,在感悟中提高。

學生的改變,實現了我們實踐的初心。在最開始的階段,通過創設學習情境,開發實踐環節和拓寬學習渠道,為學生提供多種學習經歷,豐富其學習經驗,讓所學的知識有用武之地,激發了學生的學習興趣。教師的改變,也讓人欣喜,我們的專業素養和綜合能力也得到了長足發展。