與小學(xué)生一起玩“無(wú)用”研究

張惠瑤 陳耿炎

A-STEM是STEM教育的一種變式，課程中的“A”，外指藝術(shù)及人文科學(xué)，內(nèi)指人文精神，是從人文精神的高度對(duì)STEM課程的發(fā)展。在此背景下，學(xué)生根據(jù)自己的興趣，進(jìn)行“鳳仙花染毛線”A-STEM課程研究。

注重人文藝術(shù)? 塑造學(xué)生健全人格

在生活中提問(wèn)。學(xué)生在一次偶然機(jī)會(huì)中，發(fā)現(xiàn)鳳仙花可以染指甲。用鳳仙花進(jìn)行染色，屬于天然染色。它的特點(diǎn)在于自然資源的永續(xù)利用，同時(shí)可以避免化學(xué)染料的嚴(yán)重污染問(wèn)題。它的染色不含化學(xué)物質(zhì)，又不會(huì)引起痛楚或?qū)е缕つw過(guò)敏，對(duì)人身體的傷害大大減小。那這種天然染劑能否運(yùn)用到生活中呢？學(xué)生嘗試對(duì)其他物品進(jìn)行染色。于是，他們決定組成一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)，對(duì)鳳仙花染毛線進(jìn)行研究。

在失敗中思考。想要用鳳仙花進(jìn)行染色，學(xué)生既不打算采摘，也不打算購(gòu)買，而是選擇親自種植。但在種植過(guò)程中，長(zhǎng)出的小苗瘦弱、枯萎，排除水分、陽(yáng)光等因素后，他們對(duì)比了不同地方的土壤，得到他們種植鳳仙花的土壤較硬、結(jié)塊、沙石較多，不利于鳳仙花生長(zhǎng)的結(jié)論。于是，他們?cè)俅螄L試種植鳳仙花，重新挖土壤，并向教師尋求幫助，購(gòu)買了羊糞肥料，使土壤松軟肥沃。最后，鳳仙花也開得鮮艷。

后期學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)鳳仙花的顏色染不上毛線。他們百思不得其解，這到底是為什么呢？他們借助電腦，進(jìn)一步查找傳統(tǒng)染色工藝的相關(guān)資料了解到，雖然鳳仙花的花瓣中含有有機(jī)染料，但它比較難直接附著在毛線上。所以，染色前需要多加一步工藝程序，進(jìn)行煤染，將鳳仙花染料牢固地染在纖維上。于是，他們購(gòu)買了明礬（環(huán)保型媒染劑），迫不及待地繼續(xù)染色，果然顏色越染越好。根據(jù)生活中的經(jīng)驗(yàn)，他們還采用鹽水浸泡，防止褪色。除了思考如何更好地染色，學(xué)生還開始思考如何防止褪色。他們?cè)诓粩嗵嵘鉀Q問(wèn)題能力的同時(shí)，也領(lǐng)悟到人生本就沒(méi)有一帆風(fēng)順，需要做的就是克服它。

“三駕馬車”驅(qū)動(dòng)A-STEM教學(xué)

A-STEM課程是“三駕馬車”驅(qū)動(dòng)的，即學(xué)科核心概念、跨學(xué)科概念和項(xiàng)目實(shí)踐。其中，學(xué)科核心概念是基礎(chǔ)，跨學(xué)科概念是核心，項(xiàng)目實(shí)踐是方法。在開發(fā)A-STEM課程中，要注重三匹馬一起協(xié)同拉動(dòng)馬車前進(jìn)，缺一不可。

A-STEM課程是從各學(xué)科領(lǐng)域中提煉出來(lái)的具有共性的、相互聯(lián)系的概念體系。它既連接學(xué)科的核心概念，也包括人文方面和STEM求真方面的內(nèi)容。人文領(lǐng)域，主要包括生活意義、正義、仁愛、美等。學(xué)生發(fā)現(xiàn)天然染色的美，創(chuàng)造毛線染色后的美，甚至還想將這種自然的美運(yùn)用到生活中，造福人類。在研究過(guò)程中，隊(duì)員們相互幫助，培養(yǎng)仁愛之心。在種花和染色過(guò)程中，不懈努力去克服困難，明白可以做更好的自己，獲得更多的生活意義。STEM求真領(lǐng)域，主要包括模式、因果機(jī)制、系統(tǒng)與模型、物質(zhì)與能量、結(jié)構(gòu)與功能、穩(wěn)定與變化、規(guī)模及效應(yīng)等。

A-STEM課程具有生長(zhǎng)共創(chuàng)性，實(shí)踐過(guò)程中有一個(gè)開放性的框架，它需要依據(jù)學(xué)生的興趣和實(shí)踐經(jīng)歷不斷地動(dòng)態(tài)生成。學(xué)生在確定研究問(wèn)題后，將會(huì)面臨如何解決研究問(wèn)題的情境。在此情境中，學(xué)生需要實(shí)實(shí)在在地實(shí)踐，將所獲得的理論知識(shí)運(yùn)用于實(shí)踐中。不僅要知道鳳仙花種植和染色的原理，還要像花匠一樣種花，像手工藝人一樣染色。他們經(jīng)歷購(gòu)買種子、準(zhǔn)備花盆、放置土壤、挖穴播種等過(guò)程。在實(shí)踐中，逐漸添加施肥、除雜草等操作。后期還進(jìn)行鳳仙花榨汁、浸泡毛線、隔水加溫、曬毛線的染色實(shí)踐。由于顏色太淡，學(xué)生增加了煤染、加溫染、鹽水浸泡等工藝環(huán)節(jié)，使得實(shí)踐變得更生動(dòng)，有意義。教師在實(shí)踐中的指導(dǎo)，需要明確學(xué)生是主體，教師要少干預(yù)，多激勵(lì)，多給學(xué)生思考的機(jī)會(huì)、探究的時(shí)間。最終，教師要善于為學(xué)生提供合適的學(xué)習(xí)支架，與學(xué)生一起成為學(xué)習(xí)共同體，促進(jìn)A-STEM課程的建設(shè)。

注重研究方法和技術(shù)手段? 培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)

在研究方法和技術(shù)手段方面，讓學(xué)生初步學(xué)會(huì)調(diào)查法、觀察法、實(shí)驗(yàn)法、模型法等常用研究方法，是課程的重要內(nèi)容。此課程中，學(xué)生主要運(yùn)用了采訪調(diào)查法、查閱資料法、對(duì)比實(shí)驗(yàn)法等。教師教會(huì)學(xué)生正確嚴(yán)謹(jǐn)?shù)难芯糠椒?，培育誠(chéng)實(shí)的研究態(tài)度，求真的學(xué)習(xí)精神。接下來(lái)的課程建設(shè)，學(xué)生還會(huì)用數(shù)字化探究實(shí)驗(yàn)設(shè)備測(cè)量數(shù)據(jù)，能初步使用簡(jiǎn)單的軟硬件學(xué)習(xí)算法和編程，并了解如何用計(jì)算思維去認(rèn)識(shí)周圍的世界。

歷時(shí)一年的“鳳仙花染毛線”的A-STEM課程暫告一段落。這種以學(xué)生興趣為出發(fā)點(diǎn)的染毛線研究，看似“無(wú)用”，實(shí)則將人文藝術(shù)和理工科深度融合，最終通過(guò)理工科技能來(lái)發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造性地解決現(xiàn)實(shí)生活問(wèn)題，讓學(xué)生初步認(rèn)識(shí)整體的世界。