創(chuàng)新STEM理論 發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)

陳振輝

STEM 為科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)的英語(yǔ)單詞的第一個(gè)字母縮寫，它打通了孤立單一的學(xué)科學(xué)習(xí)通道，通過單元主題學(xué)習(xí)，把學(xué)生學(xué)習(xí)的零碎知識(shí)變成一個(gè)互相聯(lián)系、統(tǒng)一、整體的過程。其價(jià)值旨在為學(xué)生提供一個(gè)整體認(rèn)識(shí)世界的機(jī)會(huì)，提升多維度的創(chuàng)新認(rèn)知。本文基于對(duì)STEM教育的認(rèn)識(shí)，運(yùn)用STEM理論，提出發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的有效方式。

一、學(xué)科層面：跨單元整合，提高學(xué)生掌握結(jié)構(gòu)和運(yùn)用結(jié)構(gòu)的能力

葉瀾教授在新基礎(chǔ)教育中指出，教師要幫助學(xué)生掌握主動(dòng)學(xué)習(xí)的“工具”，即掌握教學(xué)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)和學(xué)習(xí)方法的結(jié)構(gòu)。要提高學(xué)生的核心素養(yǎng)，在日常教學(xué)中，就要做到跨單元整合，提高學(xué)生掌握結(jié)構(gòu)和運(yùn)用結(jié)構(gòu)的能力。

1. 扎實(shí)開展學(xué)科綜合性學(xué)習(xí)。在語(yǔ)數(shù)學(xué)科教材中，每學(xué)期都有綜合性學(xué)習(xí)內(nèi)容，但由于課時(shí)不足和教師不夠重視等原因，這些綜合性學(xué)習(xí)經(jīng)常被蜻蜓點(diǎn)水地帶過了。但恰恰是這些內(nèi)容的學(xué)習(xí)，最有利于提高學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)。綜合性主題學(xué)習(xí)不僅有利于培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)探究、團(tuán)結(jié)合作的精神，還有利于培養(yǎng)學(xué)生勇于創(chuàng)新的精神。因此，融合學(xué)科，開展綜合性學(xué)習(xí)活動(dòng)，既符合學(xué)科的教學(xué)特點(diǎn)，又能體現(xiàn)基礎(chǔ)學(xué)科的課程理念，是實(shí)現(xiàn)三維目標(biāo)的重要學(xué)習(xí)方式。

2. 教結(jié)構(gòu)，用結(jié)構(gòu)。學(xué)科教學(xué)可以以知識(shí)結(jié)構(gòu)的形式來開展，打破課程和單元界限，進(jìn)行知識(shí)結(jié)構(gòu)性梳理后再進(jìn)行教學(xué)。可以引導(dǎo)學(xué)生建立“知識(shí)樹”的形式，把每個(gè)節(jié)點(diǎn)的重要概念或方法進(jìn)行梳理，并引導(dǎo)學(xué)生建立其順序性和關(guān)聯(lián)性，學(xué)會(huì)應(yīng)用方法和工具，進(jìn)行架構(gòu)式學(xué)習(xí)。

二、教師層面：跨學(xué)科合作，提高學(xué)生提出問題和解決問題的能力

STEM教育是培養(yǎng)未來人才的新模式，STEM教育的開展以項(xiàng)目式學(xué)習(xí)為主。比起考查書本內(nèi)容的標(biāo)準(zhǔn)考試，項(xiàng)目式學(xué)習(xí)更加注重社會(huì)問題，結(jié)果也更加多樣，也更加鼓勵(lì)創(chuàng)新。作為教師，需要開展跨學(xué)科合作來幫助學(xué)生解決在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中遇到的不同學(xué)科的問題，讓學(xué)生真正感受到教師在其學(xué)習(xí)中的指導(dǎo)作用。

1. 開展以項(xiàng)目式學(xué)習(xí)為主的活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)基于主題的跨學(xué)科活動(dòng)。在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng)中，鼓勵(lì)學(xué)生分享自己的學(xué)習(xí)收獲和提出自己的問題，開展小組討論，進(jìn)行觀點(diǎn)碰撞，在提出問題、分析問題、解決問題，再次提出新問題的過程中，推進(jìn)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)。項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的教學(xué)將教師講、學(xué)生聽的師生關(guān)系，轉(zhuǎn)變成了師生共同學(xué)習(xí)的新伙伴關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了課堂上師生高質(zhì)量、高頻率的交流。開展項(xiàng)目式學(xué)習(xí)需要分析不同學(xué)科、不同學(xué)段的教材，并進(jìn)行統(tǒng)整，提取能直接深度融合的內(nèi)容，并設(shè)計(jì)成項(xiàng)目主題，結(jié)合運(yùn)用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，解決生活中的實(shí)際問題。

比如，四年級(jí)科學(xué)教材有關(guān)于“養(yǎng)蠶”的主題，小學(xué)語(yǔ)文教材中與動(dòng)物有關(guān)的課文也有很多篇，綜合實(shí)踐五年級(jí)也有以動(dòng)物為主題的學(xué)習(xí)單元。因此，以蠶為主題的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)就是一個(gè)很好的STEM項(xiàng)目。在開展此項(xiàng)目學(xué)習(xí)之前，語(yǔ)文、科學(xué)、綜合實(shí)踐、信息技術(shù)、數(shù)學(xué)等學(xué)科可以進(jìn)行合作備課，從各自學(xué)科的核心素養(yǎng)出發(fā)，提出教學(xué)的方案。在此基礎(chǔ)上，教師引導(dǎo)學(xué)生提出感興趣的研究小主題，并根據(jù)需要向相關(guān)學(xué)科教師求助。研究用蠶絲制作扇子的學(xué)生需要數(shù)學(xué)和美術(shù)教師的幫忙;研究蠶的藥用價(jià)值的學(xué)生需要校醫(yī)的幫忙;研究蠶的喂食的學(xué)生需要科學(xué)教師的幫忙;查找、整理、分析和蠶相關(guān)資料的學(xué)生需要信息技術(shù)教師的幫忙;研究蠶文化以及記錄養(yǎng)蠶日記、撰寫研究報(bào)告的學(xué)生需要語(yǔ)文教師的幫忙。可見，一個(gè)以蠶為主題的STEM活動(dòng)的順利開展，需要一個(gè)較長(zhǎng)的過程和不同學(xué)科教師的指導(dǎo)，在這過程中，學(xué)生的核心素養(yǎng)在不斷得到提高。

2. 開展跨學(xué)科教學(xué)交流，實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源利用最大化。在STEM主題活動(dòng)中，不再是單一學(xué)科教師封閉式交流，而是根據(jù)某一項(xiàng)目的開展，從不同學(xué)科的角度進(jìn)行有針對(duì)性的專業(yè)指導(dǎo)，避免了同一主題不同學(xué)科的教師分散式教學(xué)的現(xiàn)狀，這將促進(jìn)教育資源最大限度的利用。

比如，同樣是蠶的主題研究，如果沒有進(jìn)行跨學(xué)科教研交流，就將導(dǎo)致學(xué)生在三年級(jí)缺少實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的情況下先學(xué)習(xí)了春蠶的古詩(shī)，四年級(jí)的科學(xué)課又要花一單元時(shí)間來開展養(yǎng)蠶探究，而五年級(jí)綜合實(shí)踐課又要進(jìn)行以蠶為代表的動(dòng)物主題研究。這樣的零散式學(xué)習(xí)，不利于學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)的建立，在學(xué)習(xí)效果上更是大打折扣。

3. ?鼓勵(lì)教師兼任同一班級(jí)的不同學(xué)科教學(xué)。由于學(xué)科的精細(xì)化分類，目前，很多學(xué)校一位教師一般都要兼任兩門以上學(xué)科。但學(xué)校為了在管理上保證兼課教師不挪課，都采用了主科教師兼任其他年級(jí)技能科教師的方法。我們鼓勵(lì)教師兼任同一個(gè)班級(jí)不同學(xué)科的教學(xué)，這樣既能提高對(duì)學(xué)情的全面把握，又能實(shí)現(xiàn)學(xué)科間的深度融合，對(duì)學(xué)生核心素養(yǎng)的提高也將起到積極推進(jìn)作用。

三、技術(shù)層面：人機(jī)合作，提升學(xué)生駕馭人工智能的能力

1. ?建立學(xué)生評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)。構(gòu)建學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)平臺(tái)，通過平臺(tái)數(shù)據(jù)記錄評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，追蹤判斷每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度。每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)都會(huì)被記錄下來，這些數(shù)據(jù)可以幫助教師更好地設(shè)計(jì)課堂研討的內(nèi)容。同時(shí)，這些數(shù)據(jù)也可以幫助教師、家長(zhǎng)更加全面、科學(xué)、準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)學(xué)生的綜合素質(zhì)與能力。

2. ?培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和駕馭人工智能的能力。隨著人工智能的發(fā)展，那些重復(fù)性、機(jī)械性以及低技術(shù)含量的工作慢慢會(huì)被取代。所以，未來需要一種全新的教育模式來培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和創(chuàng)造性解決問題的能力。發(fā)現(xiàn)問題是解決問題的基礎(chǔ)，而訓(xùn)練發(fā)現(xiàn)問題的能力需要批判性思維。批判性思維需要教師帶領(lǐng)學(xué)生一起去探索，尋找創(chuàng)造性地解決問題的方法。教師可以利用編程網(wǎng)站，組織學(xué)生開展編程大賽，或者自制賀卡、小游戲等。通過學(xué)習(xí)編程，學(xué)生一方面可以掌握符合未來需求的技能，另一方面還能培養(yǎng)以解決問題為導(dǎo)向的編程思維，這就為將來走向社會(huì)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

STEM教育是一種以真實(shí)問題解決為任務(wù)驅(qū)動(dòng)、立足學(xué)習(xí)過程、多技術(shù)交叉融合的跨學(xué)科式教育，它以培養(yǎng)具有全面科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新實(shí)踐能力的人才為根本目標(biāo)。學(xué)生在獲取知識(shí)、學(xué)科融合、問題解決等方面的能力都發(fā)生了質(zhì)的飛躍，這是達(dá)到STEM教育目標(biāo)的具體體現(xiàn)。運(yùn)用STEM理論是發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的有效方式，是當(dāng)前教育發(fā)展的需要，是學(xué)生全面成長(zhǎng)的需要。

（作者單位：福建省廈門市嘉濱小學(xué) 責(zé)任編輯：莊嚴(yán)）