STEM教育的應用范疇(四)

向世清

前一講我們給出了從單個學科出發與學科交叉融合可以實現的STEM教學的4種基本方式，這給從事各個單個學科教學的教師提供了基本的教學設計思路和可能性。然而，隨之而來的具體問題就更為令人困惑。這個問題就是，在實際的一個學科的教學過程（可以簡單地理解為某一門課，我們傳統的和現在絕大多數的課程都是按某門課劃分的嘛）中，一個教師在每一次課的設計時，究竟是采用單學科設計還是多學科交叉融合的設計？什么時候采用哪種方式？各種方式究竟采用多少比重為好？很多教師很明確地告訴我，他們真的不知道怎么解決這一困惑，而且甚至是不知道從何入手考慮。是的，這一困惑很自然，因為這一問題解決起來還真是很難，特別是對那些頭一次從事一個新學科教學的新教師，對這一困惑的應對可以說是無從下手的。另外，習慣了傳統模式教學的教師在心理意識上還存在著或多或少的認識障礙，也往往不愿意深入思考和探索如何轉型（所以，這才形成了教育轉型的巨大困難）。因此，這一講，我們就要繼續從傳統模式下的分科教學如何使用STEM教學繼續遞進解讀。嚴格意義上，這是一講關于如何使用STEM教學法的總體策略的概述（這一講的內容對當前很多采用跨學科教學、項目化學習等教學實踐方式的教學探索者或學校而言，也是同樣具有指南意義的，可以幫助他們確定究竟使用多大的比重實現教學法選擇配合和教學方式組合）。

首先，我們要明確這樣的考慮應該從何處入手。其實，任何判斷教學設計的原則就是學生最終需要通過教學（不管這個過程是長與短）掌握和獲得什么。我們仍然重申，所有教學法的選擇都是為了當前的教學目標乃至最終的教學目的而進行的。無論如何，這是一個根本的原則，即使千變萬化，我們也不能忘記。為此，我們再次強調前述數講中已經給出過的有關知識的完整維度和掌握要求（圖見本刊2020年12期第67頁）。

該圖表明，任何教學最終的掌握要求是7個維度的全面綜合形成。從科學性的認識角度，7個維度之間的關系是相互關聯、相互構成、相互支撐、相互制約的。從構建的角度看，7個維度中，知識是處于最為基礎和基本表征其他維度的地位（最起碼的，如果連一個概念都還沒有給予學生，那么我們的教學依據什么而形成推進呢？）。因此所有的教學維度都應該建立于基礎的知識之上，圍繞知識展開，遵循知識構建，關聯知識形成，最終知識是所有其他6個維度的基礎和內涵再現，而其他維度的產生和反過來提升都是更多知識和更深知識的體現。但是，從層次的角度看，其余6個維度高于知識，都在知識的基礎上構建了比知識更為寬廣和豐富的某一方面的內涵。這些內涵僅憑知識概念本身是不足以囊括的。例如，方法維度就是在同類知識的抽象中表征了其中共有的某些特殊的共性特征和用法。所以，所有的教學理所當然地應該遵循知識遞進的規律，但又不能僅僅限于遵循知識遞進的方式，達成6個維度的更高層次習得才能真正算是完成了教學任務。

在這樣的認識之下，采用STEM教學并不意味著完全放棄傳統的知識教學。我們必須認識到，也必須承認，傳統的知識型教學（甚至包括當前所說的“應試型”教學）在知識的循序漸進習得和掌握上已經凝練出了最起碼的兩方面的好處：一是，先建立知識概念，然后依照概念建構深入和理解，再轉而建構拓展和應用，這樣的過程在建構性上有著良好的自然性。二是，整體知識框架的循序漸進達成較為完整和系統，這對最終一個人掌握較為完整的認識是有根本的好處的。

所以一方面，針對純知識性的教學是必須具有的，要形成一定的知識概念基礎（或形象地可叫作知識概念印象）和一定的深化意向后，才有可能啟動和推動建構于知識概念上的更多維度教學，逐漸進一步實現深度學習，達成更多維度的良好建構，然后達成知識的“立體化體系”。最終知識概念本身的理解和掌握又更加到位和完整（當然，必須強調，這里講的并不是一種純粹的先后關系，而是一種彼此承接和銜接的關聯關系。事實上，多個維度的形成與知識概念的教學在時間順序上實際是可以任意嵌套的）。

而另一方面，教學的最終體現絕不是知識概念本身，也不是僅以知識概念的掌握多少和熟練程度為衡量標準，最后的教學結果一定是以7個維度的圍繞知識概念的立體性知識體系的高度表達的。仔細地分析發現，6個維度的教學實現方式明顯與知識概念的教學方式不一樣。比如，技能必須通過實際的操作和訓練;方法必須在過程中經歷全程后通過感悟形成;思維必須進入學習者的自我思考過程歷練才能逐漸得到體會和真正掌握。所以，一概地在教室內的課堂上通過知識的講授是無法真正有效地建構其他6個維度的。于是，真正有效的教學就必須在過程中設計加入不同的符合6個維度有效建構的過程方式（不幸的是，應試教育因為追求競爭性的知識概念型試卷的分數的結果排序，逐漸導致了極端的教學過程簡化和異化，最終教學過多地停留在知識概念的反復低層次習得和加強記憶上，使得深入和理解、拓展和應用達成的能級不高，“6個維度”停留在相當膚淺的層面和圍繞分數試卷的“試題方法、試題思維、試題技巧”等之中，方式單一、簡單、枯燥，很難達成有效結果，實際上曲解了正確的知識教育過程。可惜的是，直到今天，隨著時間的推移，我們才越來越清醒地認識到應試教育的問題和弊病。不過，盡管有這樣的描述和歸納，卻并不代表我們應該要全盤否定應試教育，而是應該對其中的正確的具備良好教學效能的部分還是要實現揚棄。這樣講才是一種科學對待教育策略和教學方法論的態度）。

因此，我們的教學必須是兼有建構基礎知識的教學和提升替他6個維度的教學，彼此之間最終不能完全分開，必須融合在一起形成一體化的“7個維度體系”。請大家記住，這是后面總體上確定教學策略的指導思想和操作原則的具體細化闡述。

那么，知識概念的教學作為基礎與另外6個維度作為同時達成的更高目標，在實現緊密內在銜接的時候，各自大致上應該用多大的比重呢？這實際上是要回答有了上述的切入點判斷原則或者標準后，我們接下來究竟要如何更好地處理知識與其他6個維度的教學過程的兼顧，從而實現7個維度的同時達成（更準確地說是自然融合達成而不是分開分別達成）的實際操作問題。

現在，在其中如何使用STEM教學恰恰就是這一兼顧當前最佳方式之一，因為STEM中已經深刻地涉及到了知識概念的教學與其他維度如何關聯、如何銜接、如何融合、如何共生的核心問題。然后使用新型設計的教學方法論。時代選擇STEM作為最主要的新型教學法之一，就是因為它的主要特點是在過程中，在完成解決問題的同時，不僅明確其中的科技，不僅融合各學科的知識，更多地是在過程中通過動手實踐、主動探索、深度拓展等，正好為6個維度的建構提供了良好的過程與總體融合。

經過長期的實踐摸索和理論研究，我們在這里給出一個整體的教學法策略，那就是在上一講所述的4種STEM教學法的4種基本方式之中，都應該采取知識概念教學與STEM融合教學接近于七三開左右的比重，如圖1所示，即知識的教授方式占用的過程時間大致在70%，而剩下的30%過程時間就使用STEM教學法（您可以這樣簡單理解，1個知識點單元要上10課時，那么7課時用傳統的知識教學法，3課時用STEM教學法），這樣通過后面的30%教學就使得前述的70%教學變得既奠定好了基礎，又實現了高層次的提升。

我們已經在現有的實踐中很深刻地看到了這樣一種奇妙的組合效果。按照這樣的七三開，現在我們的教學既不是單純的知識教學，又不是缺乏基礎的“裝樣子”的STEM教學，是真正地將STEM用好的一種合理科學的可行做法。當然，根據實際情況可以調整為六四開或者八二開，今后有望轉變為三七開或者四六開、二八開。我們也看到，這樣的七三開就已經是一種對現有教學方式的大幅度轉型。您愿意適應這樣的轉型嗎？