科創(chuàng)和STEM教育區(qū)域?qū)嵤┎呗匝芯?/h1>
2022-06-01 01:32:30李紅梅劉一柱鄺愈民
師道·教研 2022年5期
李紅梅 劉一柱 鄺愈民
科創(chuàng)和STEM教育是基于建構(gòu)主義和元認知科學(xué)，打破科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)等學(xué)科邊界，以項目為引領(lǐng)，以問題為導(dǎo)向，倡導(dǎo)學(xué)生自主探究與合作學(xué)習，培養(yǎng)青少年的科學(xué)興趣、探究創(chuàng)新精神和解決問題能力，培育具有科學(xué)素養(yǎng)、技術(shù)素養(yǎng)、工程素養(yǎng)和數(shù)學(xué)素養(yǎng)的復(fù)合型創(chuàng)新人才。本文用科創(chuàng)和STEM教育的理念，以區(qū)域?qū)嶒灋榛A(chǔ)，根據(jù)實施過程遇到的問題，提出具有本土化、特色化、實效化特點的科創(chuàng)和STEM教育區(qū)域?qū)嵤┎呗浴?/p>
一、強化頂層設(shè)計
科創(chuàng)和STEM教育是新時代基于新型人才需求而孕育出來的“新生兒”，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實踐能力的新興教育理念。
1.在理念上深刻理解。采取線上、線下方式，全面提升教師對課程理念的認知和理解。線上，借助國內(nèi)外優(yōu)秀期刊文獻和STEM學(xué)習平臺等;線下，聘請專家到校培訓(xùn)或組織教師到實施該教育理念較成熟的區(qū)域觀摩學(xué)習，提升教師實施水平。
2.在課堂上團結(jié)協(xié)作。科創(chuàng)和STEM課程涉及多學(xué)科知識，強調(diào)教師協(xié)同合作。課前應(yīng)引導(dǎo)各科教師根據(jù)課程內(nèi)容，共同制定具體實施方案，明確不同學(xué)科內(nèi)容的分工與整合，以便他們能更好地引導(dǎo)學(xué)生整合運用各學(xué)科知識完成具體項目。
3.在目標上明確實施要求。明確實施目標，規(guī)劃好要求，如：成果形式、過程表現(xiàn)、拓展能力、評價要求等。
4.在任務(wù)上落實引導(dǎo)跟蹤。教師根據(jù)學(xué)生的學(xué)習能力和興趣，選取適合的教學(xué)內(nèi)容，確立項目，制定學(xué)習目標、任務(wù)和方案，組建學(xué)習小組，預(yù)設(shè)好實施過程會遇到的問題，準備好解決問題的方案。
5.在評價上建立科學(xué)體系。在制定評價體系時，不僅要有階段性評價、過程性評價，還要建立多維度的評價指標，對學(xué)生進行科學(xué)、客觀、全面的評價。比如：時間管控、參與過程、知識應(yīng)用、實驗操作、合作交流、創(chuàng)新能力、任務(wù)完成情況及成果質(zhì)量等。評價方式需多元化，既有教師的評價，又有學(xué)生的自評、互評，以及家長評價。
6.在資金上給予保障支持。課程要順利開展，經(jīng)費上必須給予充分保障。通過設(shè)置專項基金、搭建平臺、舉辦賽事和學(xué)生作品展覽會等形式，爭取社會、企業(yè)等團體的力量支持。
二、強化實施管理
目前，STEM教育沒有統(tǒng)一的課程標準和評價標準，需要做好規(guī)劃和管理。
1.規(guī)劃先行，保障課程開展有章程。學(xué)校組建教研團隊，確保課前有計劃、上課有教案、活動有方案、課后有反思，采取調(diào)查、考察、競賽、評價等形式，做到有教師、有課時、有實施、有成果、有評價。
2.全程管理，保障課程實施有質(zhì)量。課程負責人定期召集課程實施成員進行學(xué)習、研究。教研團隊要發(fā)揮團隊合作精神，定期開展集體備課、聽課、評課、說課等研討活動。
三、強化素養(yǎng)培養(yǎng)
STEM教育側(cè)重在學(xué)習過程中引導(dǎo)學(xué)生通過探索與思考，解決項目中遇到的真實問題，建構(gòu)學(xué)科知識網(wǎng)絡(luò)，加深對各學(xué)科知識的認知能力，提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)，達到培養(yǎng)學(xué)生多元思維的目的。
1.項目為根，注重情境創(chuàng)設(shè)。充分挖掘現(xiàn)實生活中有價值的工程問題，確定具體的學(xué)習項目，以項目領(lǐng)路，設(shè)計研究問題，以真實的情境問題作導(dǎo)向，體現(xiàn)生活化與社會化的特點。
2.體驗為主，注重體驗感悟。學(xué)生自主、親身參與實踐，綜合運用多學(xué)科知識解決問題，通過主體參與、體驗獲取新知，培養(yǎng)學(xué)生綜合運用知識與技能解決實際問題的實踐能力和科學(xué)精神。
3.交流為介，注重實踐提升。強化學(xué)生角色培養(yǎng)，注重學(xué)生間的交流，通過科學(xué)問題的探討及技術(shù)的改進，培養(yǎng)學(xué)生的批判思維、協(xié)作意識、創(chuàng)造能力、創(chuàng)新精神及表達能力，提升學(xué)生的技術(shù)素養(yǎng)、科學(xué)素養(yǎng)、語言素養(yǎng)等。
4.整合為要，注重價值體現(xiàn)。強化各學(xué)科資源及教學(xué)方式方法的整合，整體設(shè)計項目，綜合考慮因素，設(shè)計周全合理的方案，讓學(xué)生全角度體驗，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科綜合素養(yǎng)。
四、強化學(xué)科融通
STEM教育旨在打破學(xué)科領(lǐng)域間的壁壘，消除學(xué)科之間的隔閡，達到綜合運用知識的目標。
1.基于問題的學(xué)科知識融合。跨學(xué)科整體建構(gòu)是STEM課程整合最為重要的方面。教師根據(jù)授課內(nèi)容分析所涉及的科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)等最基本的學(xué)科知識和概念結(jié)構(gòu)，找到不同學(xué)科知識之間的連接點與整合點，將各學(xué)科分散的課程內(nèi)容構(gòu)建成以問題為核心的課程組織，通過序列化的現(xiàn)實情境問題推動核心內(nèi)容的學(xué)習。
2.基于項目的生活經(jīng)驗整合。“以生活經(jīng)驗為中心，以項目為引領(lǐng)，解決實際問題”是STEM課程整合的一個基本原則。將問題轉(zhuǎn)化為可操作的項目，將學(xué)術(shù)性的學(xué)科知識轉(zhuǎn)化為可解決實際問題的生活性知識，把項目作為聯(lián)系各學(xué)科的紐帶，讓學(xué)生在教師的引導(dǎo)下進行基于真實項目的探索式學(xué)習，在完成項目的過程中進行知識的建構(gòu)與深化，培養(yǎng)他們解決生活問題的能力。
3.基于設(shè)計的以學(xué)習者為中心整合。以學(xué)習者為中心的整合是依據(jù)學(xué)習者需求，以學(xué)習者生活經(jīng)驗為基礎(chǔ)尋找各學(xué)科間的整合點。基于教師預(yù)設(shè)或?qū)W生發(fā)現(xiàn)問題并提出任務(wù)，學(xué)生運用跨學(xué)科知識解決問題。這一過程充分激發(fā)并保持學(xué)生的好奇心與興趣，體現(xiàn)學(xué)習分享和獲取成果的愉快，提升學(xué)習者成就感與自我效能感，展示教育的人本主義思想。
五、強化資源建設(shè)
在應(yīng)用實驗教材的課題內(nèi)容的基礎(chǔ)上，依據(jù)實際情況重構(gòu)、研發(fā)本土化STEM課程。選擇切合實際和具有校本特色的課題進行研究，并根據(jù)課程需求，有目的地開發(fā)具有思想性、科學(xué)性特點的校本資源。校本課程資源開發(fā)應(yīng)包含校園環(huán)境、學(xué)校設(shè)施設(shè)備和活動場所、學(xué)校周圍的自然資源和社會資源等。此外，充分利用網(wǎng)絡(luò)課程資源，如上海STEM云中心、中國STEM教育協(xié)作聯(lián)盟等平臺。
課程實施后，我們隨機對100位學(xué)生進行問卷調(diào)查，最終顯示教學(xué)效果明顯。一是100%的學(xué)生對課程學(xué)習感興趣，科創(chuàng)和STEM教育改變以往灌輸式的教學(xué)方式，激發(fā)學(xué)生對科學(xué)技術(shù)的濃厚興趣，得到學(xué)生喜愛;二是科創(chuàng)和STEM教育整合多學(xué)科知識，有效增強學(xué)生對物理、化學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科的認知，提升學(xué)生綜合運用學(xué)科知識解決問題的能力，90%以上學(xué)生的科學(xué)探究能力、實踐操作能力和創(chuàng)新能力得到提升;三是有效培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，在合作交流、成果展示過程中，學(xué)生的團隊合作、語言組織、邏輯思維和數(shù)學(xué)表達等能力明顯提升。但調(diào)查也顯示學(xué)生的環(huán)境意識、信息素養(yǎng)和數(shù)學(xué)計算能力仍偏弱，今后將對該問題進行研究，使學(xué)生的能力得到均衡發(fā)展。
責任編輯 王思靜
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1.在理念上深刻理解。采取線上、線下方式，全面提升教師對課程理念的認知和理解。線上，借助國內(nèi)外優(yōu)秀期刊文獻和STEM學(xué)習平臺等;線下，聘請專家到校培訓(xùn)或組織教師到實施該教育理念較成熟的區(qū)域觀摩學(xué)習，提升教師實施水平。
2.在課堂上團結(jié)協(xié)作。科創(chuàng)和STEM課程涉及多學(xué)科知識，強調(diào)教師協(xié)同合作。課前應(yīng)引導(dǎo)各科教師根據(jù)課程內(nèi)容，共同制定具體實施方案，明確不同學(xué)科內(nèi)容的分工與整合，以便他們能更好地引導(dǎo)學(xué)生整合運用各學(xué)科知識完成具體項目。
3.在目標上明確實施要求。明確實施目標，規(guī)劃好要求，如：成果形式、過程表現(xiàn)、拓展能力、評價要求等。
4.在任務(wù)上落實引導(dǎo)跟蹤。教師根據(jù)學(xué)生的學(xué)習能力和興趣，選取適合的教學(xué)內(nèi)容，確立項目，制定學(xué)習目標、任務(wù)和方案，組建學(xué)習小組，預(yù)設(shè)好實施過程會遇到的問題，準備好解決問題的方案。
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1.規(guī)劃先行，保障課程開展有章程。學(xué)校組建教研團隊，確保課前有計劃、上課有教案、活動有方案、課后有反思，采取調(diào)查、考察、競賽、評價等形式，做到有教師、有課時、有實施、有成果、有評價。
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1.項目為根，注重情境創(chuàng)設(shè)。充分挖掘現(xiàn)實生活中有價值的工程問題，確定具體的學(xué)習項目，以項目領(lǐng)路，設(shè)計研究問題，以真實的情境問題作導(dǎo)向，體現(xiàn)生活化與社會化的特點。
2.體驗為主，注重體驗感悟。學(xué)生自主、親身參與實踐，綜合運用多學(xué)科知識解決問題，通過主體參與、體驗獲取新知，培養(yǎng)學(xué)生綜合運用知識與技能解決實際問題的實踐能力和科學(xué)精神。
3.交流為介，注重實踐提升。強化學(xué)生角色培養(yǎng)，注重學(xué)生間的交流，通過科學(xué)問題的探討及技術(shù)的改進，培養(yǎng)學(xué)生的批判思維、協(xié)作意識、創(chuàng)造能力、創(chuàng)新精神及表達能力，提升學(xué)生的技術(shù)素養(yǎng)、科學(xué)素養(yǎng)、語言素養(yǎng)等。
4.整合為要，注重價值體現(xiàn)。強化各學(xué)科資源及教學(xué)方式方法的整合，整體設(shè)計項目，綜合考慮因素，設(shè)計周全合理的方案，讓學(xué)生全角度體驗，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科綜合素養(yǎng)。
四、強化學(xué)科融通
STEM教育旨在打破學(xué)科領(lǐng)域間的壁壘，消除學(xué)科之間的隔閡，達到綜合運用知識的目標。
1.基于問題的學(xué)科知識融合。跨學(xué)科整體建構(gòu)是STEM課程整合最為重要的方面。教師根據(jù)授課內(nèi)容分析所涉及的科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)等最基本的學(xué)科知識和概念結(jié)構(gòu)，找到不同學(xué)科知識之間的連接點與整合點，將各學(xué)科分散的課程內(nèi)容構(gòu)建成以問題為核心的課程組織，通過序列化的現(xiàn)實情境問題推動核心內(nèi)容的學(xué)習。
2.基于項目的生活經(jīng)驗整合。“以生活經(jīng)驗為中心，以項目為引領(lǐng)，解決實際問題”是STEM課程整合的一個基本原則。將問題轉(zhuǎn)化為可操作的項目，將學(xué)術(shù)性的學(xué)科知識轉(zhuǎn)化為可解決實際問題的生活性知識，把項目作為聯(lián)系各學(xué)科的紐帶，讓學(xué)生在教師的引導(dǎo)下進行基于真實項目的探索式學(xué)習，在完成項目的過程中進行知識的建構(gòu)與深化，培養(yǎng)他們解決生活問題的能力。
3.基于設(shè)計的以學(xué)習者為中心整合。以學(xué)習者為中心的整合是依據(jù)學(xué)習者需求，以學(xué)習者生活經(jīng)驗為基礎(chǔ)尋找各學(xué)科間的整合點。基于教師預(yù)設(shè)或?qū)W生發(fā)現(xiàn)問題并提出任務(wù)，學(xué)生運用跨學(xué)科知識解決問題。這一過程充分激發(fā)并保持學(xué)生的好奇心與興趣，體現(xiàn)學(xué)習分享和獲取成果的愉快，提升學(xué)習者成就感與自我效能感，展示教育的人本主義思想。
五、強化資源建設(shè)
在應(yīng)用實驗教材的課題內(nèi)容的基礎(chǔ)上，依據(jù)實際情況重構(gòu)、研發(fā)本土化STEM課程。選擇切合實際和具有校本特色的課題進行研究，并根據(jù)課程需求，有目的地開發(fā)具有思想性、科學(xué)性特點的校本資源。校本課程資源開發(fā)應(yīng)包含校園環(huán)境、學(xué)校設(shè)施設(shè)備和活動場所、學(xué)校周圍的自然資源和社會資源等。此外，充分利用網(wǎng)絡(luò)課程資源，如上海STEM云中心、中國STEM教育協(xié)作聯(lián)盟等平臺。
課程實施后，我們隨機對100位學(xué)生進行問卷調(diào)查，最終顯示教學(xué)效果明顯。一是100%的學(xué)生對課程學(xué)習感興趣，科創(chuàng)和STEM教育改變以往灌輸式的教學(xué)方式，激發(fā)學(xué)生對科學(xué)技術(shù)的濃厚興趣，得到學(xué)生喜愛;二是科創(chuàng)和STEM教育整合多學(xué)科知識，有效增強學(xué)生對物理、化學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科的認知，提升學(xué)生綜合運用學(xué)科知識解決問題的能力，90%以上學(xué)生的科學(xué)探究能力、實踐操作能力和創(chuàng)新能力得到提升;三是有效培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，在合作交流、成果展示過程中，學(xué)生的團隊合作、語言組織、邏輯思維和數(shù)學(xué)表達等能力明顯提升。但調(diào)查也顯示學(xué)生的環(huán)境意識、信息素養(yǎng)和數(shù)學(xué)計算能力仍偏弱，今后將對該問題進行研究，使學(xué)生的能力得到均衡發(fā)展。
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