基于PBL的初中STEAM校本課程教學策略研究*

蔡 蕾 周艷艷

(合肥市第四十二中學 安徽合肥 230000)

安徽省合肥市第四十二中學自2019年開展初中STEAM校本課程的社團活動，申報了安徽省教育信息技術研究課題并立項，進行初中STEAM校本課程設計和教學的研究。在研究過程中，課題組設計出適合學校STEAM校本課程的教材，摸索出了適用于學校的STEAM教學策略。

一、STEAM教育與PBL教學

STEAM教育是科學(Science)、技術(Technology)、工程(Engineering)、藝術(Arts)、數(shù)學(Mathematics)多學科的綜合教育，強調(diào)動手實踐。PBL教學是以項目或問題為導向的教學方法，PBL主張做中學、悟中學，能調(diào)動學生的學習主動性。在STEAM校本課程教學中，以項目或問題為導向，通過小組討論的形式，使學生圍繞問題自主學習，發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，培養(yǎng)學生自主探究和創(chuàng)新的能力。

二、項目教學的理論基礎

在建構主義理論中，學生的知識不是通過教師傳授而獲得的，而是學生在一定的學習需求情境下，借助教師和同伴的幫助，利用學習資料，通過意義建構的方式而獲得的。在建構主義教學觀中，實際問題、真實問題才是教學的開始，學生在問題的解決過程中獲得知識，建構主義教學提倡學中做、做中學。

英國課程理論家斯滕豪斯提出了著名的“過程模式”課程理論，他提倡在課堂教學中采用討論法，有助于加深學生對課程的理解，提高學生的思考能力。

根據(jù)建構主義理論和斯滕豪斯的課程理論，學校課題組確定基于PBL的STEAM教學中“情境”“協(xié)作”“討論”“有意義的建構”是學生學習模式中必不可少的四個因素，在教學策略上也必然要體現(xiàn)這四個因素。

三、“七階段四環(huán)節(jié)”教學策略

課題組在教學前根據(jù)“情境”“協(xié)作”“討論”“有意義的建構”這四個因素和學校學生情況，設計出學校STEAM校本課程的教材，教材內(nèi)容都基于PBL教學。

近幾年，國內(nèi)如火如荼地開展PBL教學，人們總結(jié)出了PBL教學的一般流程，如圖1所示。

圖1 PBL教學一般流程圖

學校根據(jù)STEAM實踐經(jīng)驗，總結(jié)出基于PBL的STEAM校本課程教學的“七階段四環(huán)節(jié)”，其中七階段是指知識準備階段、選題階段、制定方案和計劃階段、探究實踐階段、交流分享階段、反饋評價階段、知識建構階段，在每個不同的階段，注重情境創(chuàng)設、學習、小組合作、小組討論等四個環(huán)節(jié)。

在七階段的項目式學習(見表1)中，知識學習、討論、合作、自主探究成為學習的不同形式，項目成為初中生提升知識、提升自我、提升修養(yǎng)的載體。

表1 七階段的項目式學習

依據(jù)STEAM的跨學科特性和初中生現(xiàn)有的知識水平，學生需要通過教師講授和自主學習兩種方式，對新知識、新方法、新技能進行學習。學生在情境中發(fā)現(xiàn)問題，激發(fā)學習新知的欲望和動力，在做中學到知識、技能和方法，在學習中完成項目，從而在“悟”中創(chuàng)新。

以“創(chuàng)意紙電路”項目為例，學期開始，根據(jù)學校七年級學生學習能力、知識水平、班級情況、個人性格、性別比例等對學生進行分組，并由學生自薦推選出本組組長。教師對組長進行培訓，主要目的是讓組長明確責任，知道在不同的階段小組需要完成的任務。

在知識準備階段，教師講解電路的相關知識，電路的設計、測量、計算等，以及紙電路的特點、使用方法和意義。教師講解后，要求學生自主學習，獲取紙電路的設計方法和設計思路。同時讓學生了解本次項目評價標準，如表2所示。然后采取小組研討的形式，讓學生在組內(nèi)形成統(tǒng)一的目標，為后續(xù)項目開展做好準備。

表2 “創(chuàng)意紙電路”項目評價標準表

在選題階段，教師先展示簡單的紙電路模型，如電子賀卡等，然后開展多種形式的小組活動，如帶領學生走出校園，走進活動基地、科研基地、農(nóng)業(yè)基地，讓學生觀察、發(fā)現(xiàn)學習和生活中可行的案例，通過小組討論形成多個項目選項，最后請專家、教師和學生從可行性、科學性、創(chuàng)意等方面進行點評，選擇出每組中最佳項目。比如學生在進行組內(nèi)頭腦風暴后，設計了“長江路夜景”“城堡之光”“亮亮的螃蟹”“老師的安全車”“有趣的推土車”等多個項目，不僅展示了學生在基地活動的成果，也體現(xiàn)出學生在活動中參與度、想象力和積極性的提高。

在制定方案和計劃階段，小組根據(jù)點評，經(jīng)過小組討論確定項目。由于教學對象是七年級學生，因此教師需要帶領學生學習如何制定學習方案、設計方案、學習計劃和實踐計劃等。我們的計劃是在教師一段時間的帶領下，由學生自主制定方案和計劃。當然這個過程需要教師耐心指導和引領，更多地參與到小組活動中，更需要組長全局把握、協(xié)調(diào)處理，所以對組長的選擇和培訓是非常重要的。

在探究實踐階段，為了完成項目，學生需要具備相關的數(shù)學、物理、化學、生物、工程、美術等方面知識，教師一般采用講授和引導學生自主學習方式讓學生獲得新知識、新技能、新方法。對于自主學習，可以小組一起學習教師提供的相關資料，也可以由小組成員分享自學的收獲。然后教師根據(jù)學生提出的共性問題進行整體解惑，對于個性問題進行小組內(nèi)解惑，并對學生的下一步方案和計劃提出新的研究方向和建設性建議。學生在發(fā)現(xiàn)、解決問題的過程中，獲得了知識，同時學會了解決問題的思路和方法，而新的思路和方法又會讓學生發(fā)現(xiàn)新的問題。這是一個有效循環(huán)的過程，能夠促進學生實現(xiàn)項目的探究，也能提高教師的引導與學生的探究的有效性。

為了讓項目探究更加有效，設置三師課堂，由三位老師分別講授相關知識，并分組解答學生在項目探究過程中遇到的不同方面的問題。這三位老師不僅來自不同的學科，而且都具有多學科知識，是名副其實的跨學科教師。STEAM教育促進了教師綜合能力的提升，而跨學科教師是STEAM教育順利開展的前提，所以在項目開展前學校對教師進行培訓，培訓的內(nèi)容有學科知識、項目研究方法、PBL教學、STEAM教育、創(chuàng)客知識、信息技術知識、教學評價設計與實施等，只有這樣，教師才能在七個階段四個環(huán)節(jié)中指導學生開展好項目學習。

在交流分享階段，小組需要提交項目作品、設計草圖、實驗報告，可以制作相關展板。這個階段不僅要求學生對項目進行展示匯報，更要求教師對照項目評價標準進行評價，指出項目中存在的問題和優(yōu)點，便于其他組學習、借鑒。同時教師還要指出各組項目探究過程中的閃光點，更加關注學生在項目過程中的表現(xiàn)，更加關注學生的思想品德、心理健康和團隊合作意識。

在反饋評價階段，學生小組對項目進行完善和優(yōu)化，體現(xiàn)出交流分享的真正作用。

在知識建構階段，教師組織學生總結(jié)整個項目過程中獲得的知識、方法、技能等，并根據(jù)學生的小組總結(jié)對相關知識進行拓展。在知識建構階段結(jié)束后，可以根據(jù)學生設計的項目，鼓勵學生參加初中生科技創(chuàng)新大賽、初中生創(chuàng)客大賽、初中生電腦作品制作大賽等。參加這些活動能學以致用、開闊視野、學習優(yōu)秀、促進交流、反思改正，激發(fā)學生進一步探究的動力。

四、教學建議

在基于PBL的初中STEAM校本課程教學實踐中，我們遇到了許多問題，在解決這些問題的過程中，獲得了一些寶貴的經(jīng)驗，希望能給開展基于PBL的初中STEAM教育的學校提供一些有用的建議。

(一)學生方面

1.分組要均衡。在分組過程中，尊重學生自由組合的愿望，但是教師要引導學生關注不同組員的不同特長，盡量做到性別比例、組員能力等方面均衡，這也是為了后續(xù)能較好地開展項目教學。一個小組大約4至5人，人數(shù)過少，小組合作時每個人承擔的任務就會過重；人數(shù)過多，小組合作時每個人承擔的任務就會過少，導致組內(nèi)有部分成員會依賴其他組員。

2.督促組長管理團隊。學生要有團隊合作意識，一個負責任的組長是非常重要的。組長需要對項目方案和計劃做到心中有數(shù)，每個組員的分工要合理、到位。組員按照組長要求完成各自的任務，共同完成項目，這對初中生來說比較困難，需要教師深入到各組，及時了解各組情況，及時進行引導和幫助。

(3)交流分享、評價多樣化。目前，大部分學校在項目交流方面基本是學生制作PPT或展板，然后在臺上展示匯報項目，形式單一。PBL項目成果可以采用VCR、情景劇、調(diào)查報告、成果墻、海報、網(wǎng)絡發(fā)布等形式，多樣化展示。在“香皂”主題的項目活動中，學生將制作好的香皂進行包裝，開展了“校園售賣會”活動，根據(jù)每組在售賣會賣出產(chǎn)品后獲得的“代金券”來進行評價。這樣做能更好地使項目落地生根，讓學生了解如何做項目才能使項目成果在現(xiàn)實生活中真正發(fā)揮作用。

(二)教師方面

1.教師深入項目監(jiān)督。在項目實施階段，教師對于學生在項目過程中可能遇到的問題要有預判，在監(jiān)督中及時給予指導。但是教師可能因教學任務、家庭瑣事等未能及時給予反饋，對此可以跟學生約定時間，利用課間解決相關問題。

2.加強教師專業(yè)培訓。通過培訓提高教師的多學科知識綜合運用能力，讓項目更加多樣化，幫助學生解決問題。

盡管相關研究取得了一定的成果，但是目前中學STEAM教育還需要多方面的支持，如提高課程信息化程度，利用網(wǎng)絡資源和信息技術手段讓基于PBL的校本課程更加豐富多彩，在項目評價方面不僅要關注量化評價和終結(jié)性評價，還要更好地實施質(zhì)性評價與過程性評價。