姜艷艷,孫宗秀
(鄒城市第二實驗小學(xué),山東濟(jì)寧273500)
信息化浪潮推動時代的發(fā)展,大數(shù)據(jù)與互聯(lián)網(wǎng)深度融合,都更加迫切需要全面發(fā)展的綜合性人才。早在2017 年9 月,國務(wù)院辦公廳在印發(fā)的《關(guān)于深化教育體制機(jī)制改革的意見》中指出:學(xué)生的綜合能力(包括認(rèn)知能力、合作能力、創(chuàng)新能力)是適應(yīng)時代要求的關(guān)鍵能力,支撐著學(xué)生的終身發(fā)展,一定要注重培養(yǎng)。STEM 教育恰好符合中國基礎(chǔ)教育改革的大趨勢,其基本目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的STEM素養(yǎng),核心特征是跨學(xué)科融合,學(xué)習(xí)方法是項目式學(xué)習(xí)。
“STEM”是科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)的英文單詞的首字母縮寫,最早更多指的是理科綜合。按表層的字面理解,即學(xué)習(xí)科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)等學(xué)科知識與技能都屬于STEM 范疇。STEM 教育最初起源于美國,是一項教育理念,并不是教育理論。它是一個整體,各學(xué)科是其中的分支,各門學(xué)科中的知識是互有關(guān)聯(lián)的,它們密不可分。學(xué)生是全面發(fā)展的人,項目化學(xué)習(xí)的方式就是培養(yǎng)學(xué)生不僅能掌握知識技能,還能靈活運用,并能指導(dǎo)實踐,解決生活中的問題。
STEM 教育模式以項目(PBL)為研究方向,學(xué)生基于現(xiàn)實生活中遇到的問題,聯(lián)系學(xué)過的知識,大膽設(shè)想,調(diào)查研究,親身體驗,通過科學(xué)、數(shù)學(xué)、技術(shù)、工程、綜合實踐等學(xué)科相互整合的教學(xué)方法,在直接經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,將其內(nèi)化為自己的能力。STEM教育的內(nèi)涵并不僅僅局限于書本上的知識,更看重過程而非結(jié)果,是一種注重實踐的超學(xué)科教育理念。
1.激發(fā)興趣,主動學(xué)習(xí)
興趣能點燃學(xué)生的求知欲望,使其主動尋找自己感興趣并和生活相關(guān)的項目。學(xué)生自主思考,從而發(fā)現(xiàn)問題、解決問題,從過程中學(xué)習(xí)各學(xué)科和跨學(xué)科知識,提升動手能力。
2.科學(xué)探究,加深理解
在教學(xué)過程中,通過科學(xué)探究教學(xué)、“做中學(xué)”、技能教學(xué)等方法提升學(xué)生的科學(xué)本質(zhì)觀。鼓勵學(xué)生去行動,去動手實驗,嘗試不同的做法,并通過學(xué)習(xí)和思考,創(chuàng)造能夠應(yīng)用于真實生活的知識,在學(xué)習(xí)過程中逐步認(rèn)識科學(xué)的本質(zhì)。
3.團(tuán)隊協(xié)作,創(chuàng)意無限
學(xué)生動手又動腦,不斷實踐,不斷探索,喚醒了與生俱來的創(chuàng)造力潛能。在學(xué)習(xí)過程中,團(tuán)隊分工明確,通力協(xié)作,最終產(chǎn)生1+1 大于2 的效果。學(xué)生在解決問題的過程中,交流思想,交換意見,發(fā)揮集體智慧,共同解決問題。
隨著STEM 教育的深入研究和不斷發(fā)展,STEM 教育的外延也在不斷擴(kuò)大,被賦予了更多的意義。基于中國國情,STEM 教育在吸收美國STEM教育理念的基礎(chǔ)上,加入了ARTS,也就是人文藝術(shù),包含美學(xué)、設(shè)計、語言、藝術(shù)等多種人文學(xué)科。這樣既具備了STEM 教育的各種特征,又繼承了中國教育的傳統(tǒng)特征,特別強(qiáng)調(diào)人文精神和社會價值觀的養(yǎng)成。
1.以人為本,德育為先
STEM 教育理念是時代發(fā)展的產(chǎn)物,主張以生為本,學(xué)生是第一位的,教師把學(xué)生的發(fā)展情況作為教育教學(xué)的出發(fā)點,充分關(guān)注學(xué)生的個性差異,做到因材施教,激發(fā)學(xué)生的求知欲望,樹立學(xué)生的主體意識。
2.兼收并蓄,融合創(chuàng)新
以傳統(tǒng)為基石,抓住中國文化活動和中國教育傳統(tǒng)的特色,在教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法上加以創(chuàng)新,注重學(xué)生的主體作用。注重學(xué)生人格的培養(yǎng),兼顧家庭、社會和學(xué)校三方面的融合,體現(xiàn)中國教育傳統(tǒng)“立德樹人”的核心理念。
3.面向未來,全面發(fā)展
未來社會發(fā)展具有諸多不確定性,人工智能將獲得極大的發(fā)展,知識的邊界會不斷擴(kuò)大,知識也更容易獲取。未來社會需要全面發(fā)展的綜合性人才,學(xué)校教育更加強(qiáng)調(diào)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)來面對高速發(fā)展的信息社會。STEM 教育為未來教育提供了一個很好的方案,將教育和現(xiàn)代技術(shù)、大數(shù)據(jù)等融合在一起,運用先前所學(xué)的知識和技能支持新的學(xué)習(xí)并在文化關(guān)聯(lián)的新情境中解決問題。
4.科學(xué)創(chuàng)新,藝術(shù)傳承
藝術(shù)是德行的寶庫,科學(xué)是真實地表現(xiàn)自然,而藝術(shù)與科學(xué)雖不相同卻相互關(guān)聯(lián),它們在審美的方面互相交匯。將藝術(shù)融入到STEM教育中,能陶冶學(xué)生的情操,幫助人類了解復(fù)雜的社會。藝術(shù)創(chuàng)作過程中特有的創(chuàng)造力、靈活的思維是開啟STEM 教育的鑰匙,STEM 與Arts 的融合更能整體提升學(xué)生的全面素養(yǎng)。
STEM 教育發(fā)展至今已經(jīng)有30 多年的歷史。最早由美國國家科學(xué)委員會提出STEM 教育的概念。之后德國、英國、澳大利亞相繼展開研究,在教育政策的制定方面和實踐方面積累了較為成熟的經(jīng)驗,并在不斷推廣。各國都充分肯定了STEM 教育的重要性,將其列為教育發(fā)展的重要目標(biāo),形成了“人人學(xué)習(xí)STEM”的風(fēng)潮。
我國在國外STEM 教育研究的基礎(chǔ)上,結(jié)合國情和人才發(fā)展需要,在教育和科技領(lǐng)域陸續(xù)出現(xiàn)了STEM 教育,從2001 年開始迅速發(fā)展,在理論方面出現(xiàn)繁榮景象,然而在實踐層面卻還處于初步發(fā)展階段。研究者大多是對美國STEM 教育的實施情況和基礎(chǔ)理論等進(jìn)行闡述,并未涉及深層次的研究。但STEM 教育的研究和探索未曾止步,在2015 年9月2日,《關(guān)于“十三五”期間全面深入推進(jìn)教育信息化工作的指導(dǎo)意見》這一綱領(lǐng)性文件明確提出了中國STEM 教育如何推動學(xué)科融合、發(fā)展創(chuàng)客教育等一系列新的教育舉措。
當(dāng)今時代是新知識經(jīng)濟(jì)時代,移動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等一系列新技術(shù)推動了人類社會發(fā)生新的變革。為了應(yīng)對新的科技革命和知識經(jīng)濟(jì)的挑戰(zhàn),培養(yǎng)富有創(chuàng)新精神和綜合思維能力并能運用跨學(xué)科知識解決實際問題的創(chuàng)新型人才,國家寄希望于教育,在中小學(xué)開展STEM教育,從而幫助學(xué)生打破單一學(xué)科知識體系的束縛,將各科知識融會貫通,促進(jìn)中小學(xué)教師關(guān)注各學(xué)科之間的契合點,更好地進(jìn)行跨學(xué)科教學(xué),鼓勵學(xué)生解決問題時思維更縝密,方法更多樣。對照課程標(biāo)準(zhǔn),深化教育信息化應(yīng)用,促進(jìn)教育方式變革。
1.小學(xué)語文識字寫字教學(xué)與STEM 的融合
識字寫字教學(xué)是小學(xué)語文教學(xué)的重要組成部分,也是學(xué)生健全發(fā)展必不可少的內(nèi)容。小學(xué)語文識字寫字教學(xué)與STEM 的融合是采用各種信息化手段,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,讓學(xué)生了解漢字的構(gòu)造、起源和特點,熟知漢字的演變,從而使?jié)h字的書寫更加正確規(guī)范、美觀大方。
在低年級語文識字教學(xué)中,教師可借助微課激發(fā)學(xué)生的興趣,調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。寫字環(huán)節(jié)中,教師將生字按結(jié)構(gòu)分類,針對較為難寫的生字重點進(jìn)行指導(dǎo)。學(xué)生書寫后,拍照上傳到移動課堂,師生共同評價反饋。這樣的語文教學(xué)課堂,運用信息化手段吸引學(xué)生的注意力,適時滲透科學(xué)方面的知識,運用數(shù)學(xué)的思維方法建立語文的知識結(jié)構(gòu),形成不同的知識模型,將育人理念與學(xué)科知識的相關(guān)理念融合碰撞,從而構(gòu)建語文課堂教學(xué)新的教學(xué)模式。
2.小學(xué)語文閱讀教學(xué)與STEM 的融合
小學(xué)語文閱讀包括課內(nèi)閱讀和課外閱讀,溫儒敏教授提出閱讀“1+X”的辦法,就是將課內(nèi)閱讀和課外閱讀結(jié)合起來,得法于課內(nèi),得益于課外。閱讀教學(xué)中,教師的指導(dǎo)如畫龍點睛,學(xué)生的自主研讀若深耕細(xì)作,兩者結(jié)合能夠全面培養(yǎng)閱讀能力。
語文閱讀教學(xué)與STEM 教育相融合,采用項目協(xié)作學(xué)習(xí)的方法,取長補(bǔ)短,博采眾長,使學(xué)生的語文閱讀水平潤物無痕,漸入佳境。所謂項目協(xié)作就是按照共同的學(xué)習(xí)興趣和目標(biāo)成立不同的學(xué)習(xí)小組,小組成員按興趣進(jìn)行分工,為了共同的目標(biāo),團(tuán)結(jié)一致,共同完成小組確定的學(xué)習(xí)任務(wù)。采用協(xié)作學(xué)習(xí)的主要目的就是引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識自己的知識結(jié)構(gòu),利用自身掌握的知識,在協(xié)作學(xué)習(xí)過程中主動幫助其他學(xué)生,體現(xiàn)自己掌握的知識的價值。閱讀是將書面材料提供的信息與讀者頭腦中已有的知識相整合,從而構(gòu)建意義的過程。在閱讀教學(xué)中,針對精讀課文,要落實語文課程標(biāo)準(zhǔn)中提出的閱讀目標(biāo),提高學(xué)生的語文素養(yǎng),夯實語文訓(xùn)練要素。學(xué)習(xí)小組在學(xué)習(xí)中相互合作,解決問題,突破難點,習(xí)得方法,積累知識。
對于略讀課文,教師首先引導(dǎo)學(xué)生回顧精讀課文中學(xué)到的方法,然后讓學(xué)生瀏覽相關(guān)材料,運用找關(guān)鍵句、圈畫關(guān)鍵詞等方法,從圖文等組合材料中提取重要信息。每個學(xué)習(xí)小組也可以根據(jù)不同的閱讀任務(wù)選擇合適的閱讀材料,逐步實現(xiàn)自主有目的地閱讀的目的。教師還可以推薦學(xué)生進(jìn)行課外拓展閱讀。學(xué)生的關(guān)注點不同,選擇的閱讀書目就不一樣。有相同關(guān)注點的學(xué)生組成一個學(xué)習(xí)小組,閱讀同一本書。學(xué)校還可以嘗試每周開設(shè)一節(jié)課外閱讀課,供學(xué)習(xí)小組交流,可以是小組內(nèi)部交流,也可以是小組間交流。教師適時地加以指導(dǎo)和引領(lǐng)。
3.小學(xué)語文習(xí)作教學(xué)與STEM 的融合
生活處處是作文,體驗是打開作文大門的鑰匙。STEM 教育是基于真實情境問題的學(xué)習(xí),具有體驗性特征,所以,STEM 教育為小學(xué)習(xí)作教學(xué)注入了活力。小學(xué)語文習(xí)作教學(xué)與STEM 的融合,可以讓學(xué)生在參與活動的過程中手動、心動、口動、筆動,降低習(xí)作難度,讓學(xué)生克服畏難情緒。同時,學(xué)??梢越M織各種各樣的實踐活動,如創(chuàng)客活動、3D建模、航拍測繪、逃生演練等,教師適時引導(dǎo)學(xué)生觀察、回憶活動中人物的動作、語言、神態(tài)、心理活動等,捕捉細(xì)節(jié)變化,從而在習(xí)作中自由、生動地表達(dá)。
數(shù)學(xué)學(xué)科講授的基本是比較抽象的概念,不利于小學(xué)生理解和學(xué)習(xí)。STEM 教育讓教師在具體的數(shù)學(xué)教學(xué)中使用平實的生活語言,將教育理念融入到小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中。
1.以聯(lián)系現(xiàn)實生活的綜合性主題切入教學(xué)
小學(xué)數(shù)學(xué)每節(jié)課都有要完成的教學(xué)目標(biāo)、要培養(yǎng)的計算能力和解決實際問題的能力,相對來說比較單一,如果以體驗性、情境性的教學(xué)設(shè)計呈現(xiàn)出教學(xué)內(nèi)容,就能引發(fā)學(xué)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣和強(qiáng)烈的求知欲望。
2.以實踐性活動開展課堂教學(xué)
小學(xué)生的思維正處于形象思維向抽象思維過渡的時期,這構(gòu)成了小學(xué)生形象思維性與數(shù)學(xué)抽象性之間的矛盾,數(shù)學(xué)中的許多抽象知識就是學(xué)生學(xué)習(xí)的重難點。借助STEM 教學(xué)手段來突破教學(xué)重難點,可以產(chǎn)生事半功倍的效果。動手實踐、動腦創(chuàng)造是STEM 教育的一大特色,也是將多學(xué)科進(jìn)行整合的切入點。比如,在《晚餐中的數(shù)學(xué)》這一STEM 教育案例中,教師就可以依托“數(shù)學(xué)源于生活,又用于生活”的理念,讓學(xué)生將數(shù)學(xué)知識與生活實際緊密聯(lián)系起來,從生活中感悟數(shù)學(xué)的作用,體驗數(shù)學(xué)的樂趣。通過《晚餐中的數(shù)學(xué)》,培養(yǎng)學(xué)生的勞動能力,體諒父母的辛苦,并運用數(shù)學(xué)知識理性購物,合理搭配膳食,恰當(dāng)安排時間,為家人做一頓營養(yǎng)豐富均衡的晚餐,在跨學(xué)科活動中懂孝悌,惜糧食。
3.實施多元評價方式,注重學(xué)習(xí)效果的反饋
STEM 教育的另一大特色,是以作品作為學(xué)習(xí)結(jié)果,注重多元化的教學(xué)評價。加德納的多元智能理論告訴我們,每個人的智力都有不同的表現(xiàn)方式,不能用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)來評判。教師關(guān)注的不只是學(xué)科知識的理解、掌握和運用,還有勞動意識、安全意識、審美情趣和人文積淀等素養(yǎng)。因此,在小學(xué)數(shù)學(xué)概念形成教學(xué)時,首要環(huán)節(jié)就是要讓學(xué)生直接感知能揭示概念的實例,在學(xué)生大腦中形成豐富的感性表象,引導(dǎo)學(xué)生對教師提供的實例進(jìn)行觀察和動手操作,借助已有的生活經(jīng)驗,以感悟的方式獲得實例共性特征的表象。教師盡可能多地采用真實性評價鼓勵學(xué)生樂于向同學(xué)展示、推薦自己的作品,進(jìn)行自我評價和相互評價,促進(jìn)學(xué)生綜合素養(yǎng)的提升和探究精神的形成。
在英語課堂中,教師運用STEM 教育理念,創(chuàng)設(shè)趣味情境,組織學(xué)生自主學(xué)習(xí)與實踐,與同伴通力協(xié)作,勇敢表達(dá),從而提升學(xué)生的英語學(xué)習(xí)能力,幫助學(xué)生樹立自信心,促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。
為了實現(xiàn)學(xué)科間滲透,促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展,英語教學(xué)緊緊圍繞“能力本位”,將真實的環(huán)境引入到課堂中,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,注重培養(yǎng)學(xué)生的個性化發(fā)展和成長性思維,鼓勵學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新發(fā)展。比如,在小學(xué)英語課本中,不同模塊會有不同的主題,在教授這些主題模塊時,教師可以將體育、美術(shù)、數(shù)學(xué)等學(xué)科知識滲透到英語教學(xué)中,鼓勵學(xué)生將其他學(xué)科的知識靈活運用到英語課堂。在新穎的教學(xué)活動中,學(xué)生的創(chuàng)造力得到發(fā)展,與同伴的協(xié)作能力得到培養(yǎng),自主學(xué)習(xí)能力得到提高。
STEM 教育理念倡導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí),協(xié)作探究。在STEM 教育理念引領(lǐng)下的英語課堂中,教師作為學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者,可以通過小組討論將教學(xué)目標(biāo)以任務(wù)的形式下發(fā),組織學(xué)生通過演講、制作海報、表演話劇、編寫代碼等形式完成作業(yè)。通過教學(xué)活動的多樣化,體現(xiàn)以學(xué)生為教學(xué)活動中心的理念,通過團(tuán)隊協(xié)作的方式完成作業(yè),激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性,增強(qiáng)責(zé)任感,鍛煉學(xué)生的人際交往能力,增強(qiáng)團(tuán)隊協(xié)作精神。
進(jìn)入21世紀(jì),科學(xué)技術(shù)對于推動全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展的作用顯而易見。為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力,在小學(xué)階段開展相關(guān)的技術(shù)與工程教育的啟蒙至關(guān)重要。
1.在科學(xué)課堂中融入STEM教育
我國教育家陶行知認(rèn)為教師的責(zé)任在于教學(xué)生學(xué),而教師教的方法要根據(jù)學(xué)的方法來決定??v觀小學(xué)科學(xué)課堂,我們可以通過解決問題或完成某一任務(wù)的方法將科學(xué)、數(shù)學(xué)、技術(shù)、工程融為一體。比如在教學(xué)STEM 課程《平衡鳥的秘密》一課中,以有趣的玩具作為情境,引導(dǎo)學(xué)生探究平衡鳥的科學(xué)原理,鼓勵他們認(rèn)真觀察思考、大膽提出問題。在探究環(huán)節(jié),教師可以充分挖掘?qū)W生的動手實踐能力,設(shè)計環(huán)環(huán)相扣的探究任務(wù),從“不倒的小紙鳥”到“重心的秘密”再到“站立的小鳥”,層層深入,不斷激發(fā)學(xué)生的探究欲,引導(dǎo)他們逐漸深入剖析問題,得出平衡的科學(xué)原理。學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中,以觀察、實驗的方式合作探究,用成果匯報的形式梳理知識并學(xué)以致用,利用平衡原理進(jìn)行創(chuàng)意設(shè)計,制作出有特色的平衡設(shè)計,進(jìn)行評價交流。從課本走向現(xiàn)實,通過知識的延伸拓展,構(gòu)建起科學(xué)智慧與美好生活的聯(lián)系。
2.在科學(xué)拓展中夯實STEM教育
盡管小學(xué)科學(xué)課本中有很多可以融入STEM教育的課程,但畢竟時間有限,很多時候不能盡興地開展科學(xué)拓展活動。我們可以借助課外活動時間開展STEM教育,在科學(xué)拓展性課程中,經(jīng)歷對挑戰(zhàn)任務(wù)問題的初步解決,初步建立完成任務(wù)的一般過程,即明確任務(wù)——(聚焦)關(guān)鍵問題——設(shè)計方案——嘗試挑戰(zhàn),學(xué)生通過動手實踐,團(tuán)隊合作,培養(yǎng)解決問題的能力,激發(fā)創(chuàng)造性思維。例如,在《模擬交通信號燈》STEM 案例中,教師引導(dǎo)學(xué)生首先通過對學(xué)校周邊交通情況的調(diào)查,讓他們掌握必要的交通安全知識,強(qiáng)化交通安全意識;再讓學(xué)生自己動手測量、計算,在課堂上模擬學(xué)校路口的交通信號燈,讓學(xué)生將所學(xué)知識應(yīng)用到實際生活中去,將數(shù)學(xué)、科學(xué)、綜合實踐、道德與法治和編程設(shè)計等學(xué)科融為一體。
3.利用實踐活動,推進(jìn)STEM教育
除了拓展性課程,教師還可以利用科學(xué)實踐活動推進(jìn)STEM 教育。比如,在《奇帽飛揚》STEM 教育案例中,教師可以讓學(xué)生結(jié)合科學(xué)課本,采用小組合作的方式,根據(jù)不同材料的特點,選擇身邊的各種材料、工具對其進(jìn)行簡單的加工、修飾,了解制作帽子所需的相關(guān)材料和不同的帽子的功能。整個實施過程分為五部分,學(xué)生可以在小組討論交流后,自行設(shè)計圖紙,自主選擇材料,根據(jù)自己設(shè)計好的草圖和已選擇的材料,動手制作帽子,并將制作好的成品在班級里展示,有不足的地方加以改進(jìn)。經(jīng)過第一輪班級間的展示后,各班可以分別挑選出5頂制作精美的帽子,代表班級再參加年級展示會。展示會上,學(xué)生們佩戴著自己的帽子,向參與投票的同學(xué)簡單介紹帽子的制作過程和所用材料以及佩戴用途,還可以分享項目過程中遇到的困難和解決方法,科學(xué)素養(yǎng)在潛移默化中悄悄生長。
STEM 教育是一種先進(jìn)的教育理念,它融合到學(xué)生日常生活的情境中,讓學(xué)生有充分的發(fā)揮空間。STEM 教育不是簡單的學(xué)科重疊,它既有趣,又有豐富的知識內(nèi)容,使得課程內(nèi)容易學(xué),學(xué)生愛學(xué)。它鼓勵開放式的學(xué)習(xí)方式,激發(fā)學(xué)生知識探究和主動學(xué)習(xí)的能力,最終引導(dǎo)更多的學(xué)生走上愛科學(xué)、學(xué)科學(xué)的道路。
海納百川,有“融”乃大。STEM 教育理念與跨學(xué)科融合,使科技與人文相融合,教學(xué)與真實情景相融合,教學(xué)與學(xué)生經(jīng)驗相融合,教學(xué)與信息技術(shù)相融合,教學(xué)與社會主義核心價值觀相融合??鐚W(xué)科融合在學(xué)生所學(xué)不同學(xué)科之間架起一座橋梁,形成有機(jī)聯(lián)系,使原有學(xué)科不再是孤島。未來,STEM 教育將被越來越多的教育工作者,在不同專業(yè)教學(xué)和活動中應(yīng)用!