周健 黃廷勛

摘要：本文介紹了本團隊在近幾年，根據本土化情況，在STEM教育理念下完成的教材、活頁式學習手冊、教學云課程及云平臺等幾個成果的設計思路。通過對本團隊成果的分析，進一步闡明STEM教育的重要性，同時，明確STEM教育強調學習者在學習情境中融合跨學科知識解決問題，能幫助學習者構建新的知識體系，培養(yǎng)學習者的多種能力，引導學習者養(yǎng)成自主學習習慣。種種跡象表明STEM教育在解決教育傾斜及推動社會終身教育方面都能取得良好的效果。

關鍵詞：STEM教育 多元模式 構建知識體系 終身學習

STEM教育是近年來頗為流行的一種教育理念。它強調學習者在創(chuàng)設的工程情境中，結合自身及團隊所擁有的多方知識解決情境中的問題，幫助學習者融合跨學科知識，構建新的知識體系。它是培養(yǎng)學習者解決問題能力，協作能力和實踐創(chuàng)新能力的直接途徑。在教學中如何將這一教育理念與實際教學相結合，是本團隊探討STEM 教育的本土化的實施策略。本團隊從社團培訓入手，進行初期嘗試，并形成部分成果，STEM教育在精熟教育、創(chuàng)新教育方面確實具有優(yōu)越性。

社團是學校多元文化特色集結地，參與社團的學生來自多個專業(yè)，社團人數約20-30人，授課時間為一周一次，共計2個課時。授課人數少、授課時間短、學生水平參次不齊，如果使用傳統教學方法授課，難度較大。本團隊結合STEM教育理念，開展以綜合實踐課程為主的授課，通過設置不同的大任務，引導學生組成小團隊，結合個人及專業(yè)的優(yōu)勢完成整個學習過程，這一過程，我們明確看出STEM教育的優(yōu)勢。當然，在實施中我們也發(fā)現STEM 教育的一些問題，比如，對指導教師提出較高要求，課程項目的設置要有一定的高度，課堂及課后的組織學習與引導等都與傳統教育教學大有不同。

一、STEM教學構建社團培訓教學的多元模式

在社團培訓教學中，因為多專業(yè)學生的學習與生活時間安排不同，每周面授課只有一次，現階段的相關教材不太適合社團學習，因此本團隊根據實踐積累，編寫了本土化的教學學材《3D 打印社團培訓教材——3D one建模實訓指導》及學習手冊《3D 打印社團活頁式學習手冊—3D one懸賞任務書》，并利用云班課平臺打造了跟本土化教學學材配套的完整的3D打印課程STEM教育教學云課程及云學材，利用移動終端互助線下教學，實現教學全過程的智能化，實現沉浸式學習，借助線上可視積分排位、懸賞任務、學習錦囊等激勵方式促進學生的學習參與度，提高其學習自主性，并進行大數據收集，實現精熟教育。我們還借助云班課的聊天模塊及微信群搭建起學習交流平臺，豐富學生們學習陣地，方便學生們相互交流，督促他們完成團隊學習。

多元化的教學模式使教師的角色從知識的傳播者變?yōu)閷W生學習的引導者和陪伴者。教師們利用啟迪、引導、陪伴、鼓勵的方式組織教學，實現真正的生本教學。同時教師也會有更多的時間用于獲取資源，處理數據，分析教育教學中各種案例與問題，還能針對不同學生進行個性化指導，實現真正的個性化教學。

二、STEM教學提升學生融貫構建知識體系能力

學習多種門類知識，有助于構建個人知識體系。構建知識體系有兩個重要步驟，一是豐富知識積累，二是反復運用加深記憶。在知識的量與質的積累過程中，找出相關共性及聯系，將它們編織成網。本團隊在研究的過程中，進一步明確僅靠教師授課及學生自主學習，學習效果并不如意，因此，筆者團隊嘗試融入游戲化教學的思路，編寫活頁式學習手冊，引導學生完成每個小任務，打卡升級，再進入下一關，通過不斷提升任務難度，一步步帶領學生突破自我，挑戰(zhàn)更高難度的任務。

以自編學習手冊《3D 打印社團活頁式學習手冊—3D one懸賞任務書》中的燈塔項目為例，燈塔項目設計了三級學習任務，一級學習任務以大類引導為主，包括燈塔是什么，燈塔有什么作用，燈塔有哪些結構，這些結構有哪些設計要素，燈塔設計建?？赡苡玫侥男┟畹取＿@幾個大類可以幫助學生梳理出關于燈塔的知識框架，指引學生學習及探索的方向。二級學習任務則針對每個大類的問題下設細化指引，比如燈塔有什么作用這個大類中，則細化出護航照明、軍事防御、地理坐標、宣誓主權等四個方向。學生找到答案后還需解釋原因，這就引導著學生對逐個知識點深入學習，比如，護航照明是燈塔最基本的作用，這決定它的建造位置一般在靠近海岸線或是容易觸礁的位置;軍事防御則是燈塔發(fā)展的深化，當地軍事設備裝架在燈塔上以護衛(wèi)周邊海域的安全;地理坐標則是隨著各國經濟科技及軍事的發(fā)展，船只航行不再需要單一的護航照明后，燈塔開始作為國家或地方的人文歷史坐標;宣誓主權則更是近代起最重要的作用之一。二級學習任務的設計是對一級任務的細化，更是學生學習的重點內容，學生通過小組分配各人負責一個或幾個二級任務，通過互聯網、課外書以及自己本身的知識積累探索相關答案，再借助小組學習交流的機會完成知識交換與架構補充，幫助學生在學習、交流、溝通方面得到全方位的鍛煉，這種互動及互助不僅能讓他們在學業(yè)上獲益，還能幫助學生重拾學習信心，樹立自立自主自強意識，每個學生根據自己的能力及興趣分擔相應的學習任務，再通過小組交流環(huán)節(jié)相互學習與展示，這使他們能夠感受到學習的趣味性，培養(yǎng)責任心收獲成就感，同時培養(yǎng)自己的性格。三級任務則是對二級任務的拓展，主要以選學為主，比如二級任務燈塔的作用下設的三級任務則有找出幾個你聽過的或者世界著名的燈塔，分析他們側重的作用是哪個，說出他們的建造時期，以及歷史背景。這些任務側重引導學生再深入了解更多歷史、人文相關知識，幫助學生增長見識，為后續(xù)構建更大的知識框架做好多樣性知識積累。

三、STEM教學促使教學拓展與深化

教育的最終目標是培養(yǎng)學生學會終身學習，直接影響著學生未來對生活和工作的態(tài)度，教學的拓展與深化能夠帶著學生們不斷前進，這種深入探索的習慣一旦養(yǎng)成，學生的學習能力就具有可持續(xù)性。在自編學習手冊《3D 打印社團活頁式學習手冊—3D one懸賞任務書》中，我們融入了許多相關設計。以學習手冊中航空母艦項目的動力及動能選擇部分設計為例，學生需要按照相關的表格先搜索學習現階段有哪些動力及動能裝置，在完成學習表格的過程中學生需要查詢多方面的知識，并在學習任務的引導下進一步深化學習動能的產生、傳輸、保存和運轉等知識，進一步引發(fā)大家對如何利用動能的思考，逐步深入探索幾種使用不同動能的發(fā)動機的工作原理及構造等，從而達到教學的拓展與深化。每層任務都符合最近發(fā)展區(qū)的設計，學生在學習的過程中，像游戲闖關一樣一層層解開知識的面紗，就不會覺得學習枯燥乏味，催他上進的不是教師的督促，而是自己的興趣，學習的主動性油然而生，學習的效果可想而知。更重要的是這樣的設計可以讓學生們時刻對學習充滿激情，有創(chuàng)新意識，培養(yǎng)學生敢為人先的精神，這是教育和生活都非常需要的人生觀價值觀，也是大國工匠所需的一種的態(tài)度。

結語

傳統教學源于工業(yè)革命，為培養(yǎng)大量可以迅速投入工業(yè)生產的操作工人服務，但在現階段中國的發(fā)展已不能再延續(xù)以前的密集型產業(yè)，而是要向高精尖技術領域延伸，所需要的人才也不再是千篇一律只懂基礎操作的操作工人，而是需要兩種更為重要的人才，一種是極具豐富經驗和大國工匠精神的大師級匠士，另一種則是具有創(chuàng)新意識，擁有豐富想象力又敢于嘗試的行業(yè)引路人，這兩類人僅僅依靠傳統教育培養(yǎng)，效率極低，如有STEM教育的加持，相信會有新的突破。

我們看到STEM教育的優(yōu)勢，也看到的多元化教育的有效性，實踐中我們可以看到學生的知識網絡構建的更為扎實、寬廣，學生的思維更為活躍，充滿想象力，跨行業(yè)的知識儲備及思維能力必將使他們在未來更具挑戰(zhàn)力。

STEM教育是未來教育發(fā)展的趨勢，這對教師提出更高的要求，對教材的設計提出更多講究，在教學開展與教學形式上要求更加豐富，這是一種挑戰(zhàn)，同時它也充滿機遇，系統化的STEM教學資源如果可以得到好的推廣，教育資源傾斜的問題將得到良好的修復，也讓終身教育的實現變得容易，由教育引發(fā)的整個社會的變革已經開始，我們應該勇往直前！

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