耿秋萍

【內(nèi)容摘要】學(xué)校利用校本課程這個(gè)靈活的平臺(tái)進(jìn)行高中STEM教育的探索，可以將嚴(yán)肅的學(xué)術(shù)知識(shí)與項(xiàng)目化的學(xué)習(xí)方式結(jié)合起來(lái)，讓學(xué)生通過(guò)結(jié)構(gòu)模糊型問(wèn)題獲得問(wèn)題解決的不同方案以及維持學(xué)習(xí)的持續(xù)自主性。在課程的實(shí)踐過(guò)程中，教師團(tuán)隊(duì)更多地需要協(xié)助和互學(xué)，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)好課堂內(nèi)外的相互關(guān)系，并且要借助主客觀相結(jié)合的量化評(píng)價(jià)系統(tǒng)，共同做好課程的過(guò)程性評(píng)價(jià)，為學(xué)生學(xué)習(xí)并實(shí)踐問(wèn)題解決技能、溝通技能和管理技能搭建支撐平臺(tái)。

【關(guān)鍵詞】STEM教育校本課程項(xiàng)目式學(xué)習(xí)

STEM教育是一種將嚴(yán)肅的學(xué)術(shù)概念與現(xiàn)實(shí)生活中的課程相結(jié)合的跨學(xué)科教育方案，學(xué)生應(yīng)用科學(xué)、技術(shù)學(xué)、工程學(xué)和數(shù)學(xué)于特定環(huán)境中，是學(xué)校、社會(huì)、工作和全球企業(yè)聯(lián)系起來(lái)，發(fā)展STEM素養(yǎng)，最終提升新經(jīng)濟(jì)形勢(shì)下的競(jìng)爭(zhēng)力[1]。我國(guó)教育部在2016年印發(fā)的《教育信息化“十三五”規(guī)劃》中提出“有條件的地區(qū)要積極探索信息技術(shù)在“眾創(chuàng)空間”、跨學(xué)科學(xué)習(xí)（STEAM教育）、創(chuàng)客教育等新的教育模式中的應(yīng)用，著力提升學(xué)生的信息素養(yǎng)、創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力，養(yǎng)成數(shù)字化學(xué)習(xí)習(xí)慣，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展，發(fā)揮信息化面向未來(lái)培養(yǎng)高素質(zhì)人才的支撐引領(lǐng)作用?！痹诨陧?xiàng)目的STEM課程實(shí)踐中，校本課程逐漸成為STEM教育實(shí)踐者們偏愛(ài)的陣地，這是由于校本課程的可靈活規(guī)劃的特征決定的，校本課程是對(duì)國(guó)家課程體系的一個(gè)補(bǔ)充，它不受國(guó)家課程體系標(biāo)準(zhǔn)的限制，教材具有即時(shí)性和可更新性，課程實(shí)施的時(shí)間和年級(jí)也靈活可調(diào)。在規(guī)劃實(shí)施校本課程《樹(shù)莓派芯小車的操控》的過(guò)程中，課程的項(xiàng)目組在課程設(shè)計(jì)、團(tuán)隊(duì)建設(shè)、教學(xué)激勵(lì)和課程評(píng)價(jià)這四方面做了與傳統(tǒng)課程不同的規(guī)劃。

一、設(shè)計(jì)跨學(xué)科整合的校本課程

STEM是一個(gè)非具象的名詞縮寫(xiě)，它非特指科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)，它傳遞的是一種跨學(xué)科、整合性的理念。而STEM校本課程則是將嚴(yán)肅的學(xué)術(shù)知識(shí)與項(xiàng)目化的學(xué)習(xí)方式結(jié)合起來(lái)的一種課程。從課程的設(shè)計(jì)理念、目標(biāo)和結(jié)構(gòu)上都要注重學(xué)科的跨度和融合。

在規(guī)劃《樹(shù)莓派芯片小車的操控》課程的初期，教師團(tuán)隊(duì)對(duì)這個(gè)項(xiàng)目制定的目標(biāo)是完成一個(gè)可視化操控的小車組裝與編程。這個(gè)課程內(nèi)容涉及了電工學(xué)和軟件工程兩方面知識(shí)。這是對(duì)于高中生來(lái)說(shuō)，是一個(gè)不小的工程，這個(gè)校本課程的學(xué)習(xí)目標(biāo)是讓學(xué)生通過(guò)老師指導(dǎo)、自主學(xué)習(xí)和團(tuán)隊(duì)合作，學(xué)會(huì)PVC板材的組裝，掌握雙直流減速電機(jī)的焊接、了解SG90舵機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度控制、能夠用C語(yǔ)言呈現(xiàn)相應(yīng)的算法以及無(wú)線操控?cái)z像頭的開(kāi)啟。不僅如此，課程中還糅合了大量的科學(xué)和生活常識(shí)，例如：測(cè)電筆的使用、IP地址的設(shè)置、舵機(jī)潤(rùn)滑劑的選取等等。根據(jù)知識(shí)和技能的需求，項(xiàng)目組安排了兩門(mén)學(xué)科的老師相互配合著教學(xué)。教學(xué)過(guò)程中既有學(xué)科的獨(dú)立，又有項(xiàng)目式的融合。舵機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)原理是閉環(huán)控制，利用無(wú)線控制對(duì)伺服電機(jī)的充放電時(shí)間，即可以實(shí)現(xiàn)舵機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)角度，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂的上下前后左右的控制。而這也正是工業(yè)自動(dòng)化與數(shù)控的基本原理。知識(shí)的整合在項(xiàng)目式的學(xué)習(xí)中釋放了更具效用的實(shí)際意義。

二、建設(shè)協(xié)作與互學(xué)相結(jié)合的教師團(tuán)隊(duì)

項(xiàng)目式是一種跨學(xué)科的教學(xué)方式，不同學(xué)科的教師可以通過(guò)集體合作來(lái)開(kāi)展各種各樣的項(xiàng)目。在STEM課程的教師團(tuán)隊(duì)中，文理科老師皆有，教研團(tuán)隊(duì)的組織管理較其他單學(xué)科的教師團(tuán)隊(duì)來(lái)說(shuō)，更具特殊性。教研組根據(jù)不同學(xué)期的課程安排作調(diào)整，每學(xué)期由項(xiàng)目負(fù)責(zé)人擔(dān)任校驗(yàn)和備課組長(zhǎng)，組織小組成員對(duì)課程的規(guī)劃、學(xué)生的管理、課堂的設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)進(jìn)行研討。小組成員既是協(xié)作關(guān)系，也是相互學(xué)習(xí)的“師徒關(guān)系”。課堂外共同制定教學(xué)方案，課堂內(nèi)共同執(zhí)導(dǎo)教學(xué)環(huán)節(jié)。

《樹(shù)莓派芯片小車的操控》課程的前四節(jié)是PVC板材的組裝、雙直流減速電機(jī)的焊接、SG90舵機(jī)的運(yùn)行原理以及電池電量的數(shù)字顯示，在這四堂課中，物理老師負(fù)責(zé)執(zhí)教，信息技術(shù)老師旁聽(tīng)學(xué)習(xí)，并協(xié)助指導(dǎo)學(xué)生的操作，記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)進(jìn)度、獨(dú)立學(xué)習(xí)能力以及團(tuán)隊(duì)合作狀況，總之，就是為學(xué)生除專業(yè)知識(shí)之外的其他學(xué)習(xí)目標(biāo)進(jìn)行打分，而專業(yè)知識(shí)部分由物理老師進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。這樣的分工緩解了單個(gè)授課老師的壓力，方便建立學(xué)生的項(xiàng)目是學(xué)習(xí)檔案，實(shí)現(xiàn)了課堂精細(xì)化管理，同時(shí)也是在逐步培養(yǎng)跨學(xué)科的SETM型教師。

三、利用結(jié)構(gòu)模糊型問(wèn)題維持學(xué)習(xí)的自主性

結(jié)構(gòu)模糊型問(wèn)題是項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的組織中心，它們是復(fù)雜而混亂的，“沒(méi)有簡(jiǎn)單的、固定的、公式化的解決方案”[Illinois Mathematics and Science Academy，2004]。利用結(jié)構(gòu)模糊型問(wèn)題，可以讓課堂逐步走向辯論，能夠獲得頭腦風(fēng)暴般的各種方案，這些方案將為學(xué)生解決問(wèn)題提供有力的支撐。STEM課堂，接近一種通用技術(shù)和創(chuàng)客的學(xué)習(xí)，團(tuán)隊(duì)協(xié)作是建立在獨(dú)立思考的基礎(chǔ)上的——既要讓團(tuán)隊(duì)發(fā)揮集體的力量、煥發(fā)更璀璨的集體創(chuàng)造性光芒，又要善于利用制度來(lái)約束個(gè)人的懈怠，保持并持續(xù)促進(jìn)個(gè)人在團(tuán)隊(duì)中的活躍度，真正實(shí)現(xiàn)“眾志成城”的學(xué)習(xí)效果。唯具有批判性和開(kāi)放性的問(wèn)題，才能將持有不同意見(jiàn)的學(xué)生推到同一個(gè)“辯論”的平臺(tái)上，進(jìn)行思維的碰撞。而自主性正是由這樣活躍的氛圍所激發(fā)的。瑞安和德西（Ryan & Deci，2000）曾討論過(guò)“無(wú)論有形的獎(jiǎng)勵(lì)，還是威脅、截止日期、指令、帶有壓力的評(píng)估和強(qiáng)制性的目標(biāo)，這些因素都對(duì)教師的內(nèi)在動(dòng)機(jī)有負(fù)面的影響”。當(dāng)然，學(xué)生也是如此。而他們的研究則發(fā)現(xiàn)，自主能提高內(nèi)在動(dòng)機(jī)[2]。

在《樹(shù)莓派芯片小車的操控》課程中，結(jié)構(gòu)明確的問(wèn)題如“PVC板如何組裝”、“雙直流減速電機(jī)的焊接”、“SG90舵機(jī)的工作原理”等，它們的答案指向性明確，適合學(xué)生課前或課后通過(guò)自主學(xué)習(xí)和相互交流完成，而模糊型問(wèn)題如“機(jī)械臂的幾段操控比較好”、“小車控制的算法如何設(shè)計(jì)”等則讓學(xué)生展開(kāi)討論，以不同的見(jiàn)解形成不同的項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程，在這樣的學(xué)習(xí)中，辯論的雙方既是行動(dòng)上、思路方法上的競(jìng)爭(zhēng)，又是思維成熟、知識(shí)成長(zhǎng)道路上的合作。

四、建立多方位的課程評(píng)價(jià)體系

基于項(xiàng)目的STEM高中實(shí)踐探索的課程評(píng)價(jià)以過(guò)程性評(píng)價(jià)為主，綜合主客觀評(píng)價(jià)。主觀評(píng)價(jià)的是學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)、學(xué)習(xí)風(fēng)格、獨(dú)立思考的能力、以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力，客觀評(píng)價(jià)是項(xiàng)目的完成情況、技能的掌握程度、以及綜合運(yùn)用能力，主客觀評(píng)價(jià)的量化依據(jù)評(píng)價(jià)表的反饋統(tǒng)計(jì)。

在《樹(shù)莓派芯片的小車操控》課堂上，授課老師會(huì)在授課和指導(dǎo)之余，觀察個(gè)學(xué)生的技能掌握和項(xiàng)目完成情況，并給出相應(yīng)的主觀分?jǐn)?shù)，而協(xié)助老師則在協(xié)助指導(dǎo)學(xué)生的同時(shí)，為每個(gè)學(xué)生評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)方法、學(xué)習(xí)態(tài)度、獨(dú)立完成情況、以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作情況打分。在課堂的最后五分鐘內(nèi)，由學(xué)生完成自評(píng)自測(cè)和對(duì)本節(jié)課教師團(tuán)隊(duì)的打分。學(xué)生的反饋也為教師團(tuán)隊(duì)建設(shè)提出不同視角的意見(jiàn)和建議。所有的評(píng)價(jià)量化依托電子問(wèn)卷平臺(tái)，不僅方便快捷，且利于數(shù)據(jù)庫(kù)分析與留存。

跨學(xué)科的STEM項(xiàng)目學(xué)習(xí)，使單一學(xué)科的主題超越了傳統(tǒng)課程的范疇，囊括了各種各樣的社會(huì)科學(xué)技術(shù)，既有莫大的潛力，也存在明顯的挑戰(zhàn)。它倡導(dǎo)的是學(xué)生的動(dòng)機(jī)和參與，在由明確結(jié)果相伴的情況下，能夠減輕教師和學(xué)生就課堂管理方面的考慮。學(xué)生能夠借助模糊型問(wèn)題的思考和討論集中注意力，形成主動(dòng)學(xué)習(xí)的狀態(tài)。學(xué)校利用校本課程這個(gè)平臺(tái)將STEM的理念逐步進(jìn)入到常規(guī)教學(xué)中，支持學(xué)生學(xué)習(xí)并實(shí)踐問(wèn)題解決技能、溝通技能和管理技能，并且能克服知識(shí)和思維的脫節(jié)，創(chuàng)造一種積極的學(xué)生與課程之間的關(guān)系。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 阿爾帕斯蘭·沙欣.基于事件的STEM教學(xué)模式[M].侯奕杰，朱玉冰，殷捷，季民卿，聶婷華，邢可，譯.上海：上?？瓶萍汲霭嫔?，2016：9.

[2] 羅伯特·M·卡普拉羅，瑪麗·瑪格麗特·卡普拉羅，詹姆斯·R·摩根.基于項(xiàng)目的STEM學(xué)習(xí)[M].王雪華，譯.上海：上海科技出版社，2016：65.

（作者單位：江陰市山觀高級(jí)中學(xué)）