文/郜世玲 程傳銀

“STEM”一詞是由科學(Science)、技術(Technology)、工程(Engineering)和數(shù)學(Math)的英文首字母構成，它是美國科學委員會提出的一種超學科教育、重實踐的教育理念，旨在以跨學科整合的項目式學習培養(yǎng)學生在科學、技術、工程及數(shù)學領域運用所學知識進行實際操作的能力，提高他們發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的綜合素養(yǎng)，為社會發(fā)展輸送綜合型、創(chuàng)新型人才。從其終極目標來看，STEM教育終究要回歸到核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。體育是一門身體參與的實踐課程，更是集生物、化學、物理等多門學科知識于一體的綜合性學科。相對于其他學科，體育教學本身更貼近STEM教育理念?；诖?，深入挖掘STEM教育與體育教學之間的關系，探討STEM教育理念下體育教學跨學科整合的方法，并設計基于STEM教育理念發(fā)展學生體育學科核心素養(yǎng)的教學項目，不失為新的嘗試。

一、基于STEM教育理念的體育教學項目設計

（一）基本思路

本研究將參照余勝泉基于構建主義教學設計模式（為學習者提供學習情境，讓他們積極建構知識，從而強化對知識的記憶和遷移）提出的STEM項目設計模式。在教學分析的基礎上，圍繞運動能力、健康行為和體育品德三大核心素養(yǎng)，將體育學科與其他相關學科基礎知識進行整合，設計學習任務、學習活動過程、學習評價等關鍵環(huán)節(jié)，在項目式教學結束后根據(jù)學生知識技能的獲得情況進行針對性強化練習和提升。為了能具體展示STEM教育理念應用于體育課堂教學的實踐過程，本研究以普通高中一年級紙飛機教學項目為例進行教學設計。

（二）教學分析

本教學案例選用的是普通高中一年級學生，此階段的學生正處于青春發(fā)育的特殊時期，爭強好勝、求知欲強。通過初中三年的學習，他們已經(jīng)具備了一定的體育自學和自練能力，但經(jīng)過兩個月的暑假生活，學生的技能水平大幅度下降，再加上高中的課程壓力，他們主動參與體育鍛煉的積極性明顯不高。此外，體育不是高考項目，若再用初中以練為主的教學方式進行教學則難以提高學生的學習興趣，在此基礎上培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)更是不現(xiàn)實。因此，要激發(fā)學生參與體育鍛煉的主動性，不僅要有創(chuàng)新的教學方式，設置吸引學生的教學項目也至關重要。

（三）項目分析

紙飛機是一項國際體育項目，也是學校常見的科技體育活動，更是每個人的童年回憶。它看上去簡單易學，但要想飛得遠且在空中保留時間長，不僅要長時間練習，還需掌握和運用空氣動力學等科學知識。在練習過程中，學生需要來回跑動反復地投擲試飛來掌控投擲角度和力量，這與標槍、壘球等投擲項目的練習動作高度一致，學生在探索過程中不僅逐漸掌握了投擲項目的基本動作要領，還養(yǎng)成了體育鍛煉的習慣，無形中促進了運動能力和健康行為素養(yǎng)的發(fā)展；在教師指導、同學協(xié)作的各種紙飛機游戲或比賽中，培養(yǎng)學生的團隊合作精神、規(guī)則意識。紙飛機項目在發(fā)展學生核心素養(yǎng)的同時，還能檢驗學生將理論知識運用于實踐的思維能力，在此過程中充分體現(xiàn)了STEM四大素養(yǎng)。

1.科學素養(yǎng)

學生需要將空氣動力學等科學知識與自己的制作、試飛相結合，分析紙飛機的原理和結構，找到延長飛行距離和留空時間的方法，全程以科學探究的方式對紙飛機保持濃厚的興趣。

2.技術素養(yǎng)

不同結構的紙飛機飛行距離相差甚遠，學生在制作過程中，需要不斷設計、試飛，并要根據(jù)問題反復改進。在這個過程中，他們不斷思考和探究，會發(fā)現(xiàn)每個步驟、細節(jié)都是影響結果的關鍵因素，在考驗動手能力的同時，有效提升學生的技術素養(yǎng)。

3.工程素養(yǎng)

學生從制定紙飛機的制作方案、設計紙飛機的結構圖、分析紙飛機的折法，到最后根據(jù)自己的思路制作出一架預想的紙飛機，從中可以習得制圖等工程素養(yǎng)。

4.數(shù)學素養(yǎng)

學生在解決多種情境下的數(shù)學問題時有效推斷、分析的思維能力是STEM教育中數(shù)學素養(yǎng)的重要體現(xiàn)。在紙飛機項目中，數(shù)學素養(yǎng)主要體現(xiàn)在學生測量、記錄和分析數(shù)據(jù)的過程中，有效幫助學生發(fā)現(xiàn)數(shù)學的奧妙。

基于以上分析，明確紙飛機項目的教學目標:（1）通過練習試飛，學生能掌握紙飛機等相關投擲項目的基本投擲要領與競賽規(guī)則，且運動負荷達到中等強度以上。（2）通過教師引導，激發(fā)學生對紙飛機的興趣，使學生靈活運用知識解決問題，提高自己的思維能力。（3）通過比賽，增強學生的團隊合作意識，發(fā)揚堅持不懈、頑強拼搏的體育精神。

（四）學習任務設計

STEM項目教學是基于現(xiàn)實情境，目的是讓學生在完成任務的過程中獲取知識，因此，學習任務的設計是STEM項目學習的核心要素。本案例的學習任務：（1）主動探究影響紙飛機飛行距離和留空時間的科學原理。（2）運用科學知識找到紙飛機的最好折疊方式和最正確的投擲方法。（3）掌握紙飛機競賽細則、規(guī)則和裁判方法。（4）學會團隊合作且能獨立組織一場比賽。

（五）工具與資源

問題的解決或任務的完成需要學習者自主學習和知識建構，設計學習環(huán)境和學習資源能幫學習者開拓思維，達到STEM教育的目的。本案例的學習環(huán)境準備:室內(nèi)體育館、A4紙若干張、簽字筆、皮尺、秒表、標志桿。學習資源設計:與紙飛機飛行相關的基礎理論知識、多種紙飛機折疊教程。

（六）學習支架設計

STEM教育強調(diào)學生的主體地位，但不能忽視教師的指導作用。在整個項目過程中，教師充當幕后導演的角色，需要對學生進行適當?shù)囊龑А⒐芾砗蛶椭?，把握項目學習過程中的關鍵點，當學生在學習過程中遇到困難，教師應提供支撐，避免學生的學習行為與學習目標發(fā)生偏離。本案例以情境型和問題型支架為主，即在特定的情境中讓學生在解決問題過程中學習知識。從學習的開始、活動過程到結束部分，都由教師把控主線，引導學生探究紙飛機的原理，參與到制作過程以及各個環(huán)節(jié)的活動中。在學生嘗試和練習的過程中，針對性地給予糾錯和指導，確保他們在最近發(fā)展區(qū)內(nèi)思考和解決問題。

（七）學習活動設計

學習活動是學生在STEM教育項目中完成學習任務、達到學習目標的橋梁。有效的學習活動才能以最快速度提高學生的學習質(zhì)量和效率。本研究學習活動設計基于尚力沛提出的綜合教學模式理論：集運動教育模式、個人和社會責任教學模式、領會式教學模式的優(yōu)勢于一體，針對不同的教學目標和教學任務采取特定的教學模式。如運用運動教育模式使學生掌握紙飛機及相關項目的基本投擲要領，增強學生的競爭意識和規(guī)則意識；運用個人和社會責任教學模式培養(yǎng)學生的社會道德、體育品德等必要品質(zhì)；領會式體育教學模式則側(cè)重發(fā)展學生主動發(fā)現(xiàn)問題、思考問題和解決問題的能力。具體學習活動設計見表1。

二、結語

本文提出將STEM教育理念滲透到學科教學實踐中，同時基于前人的研究設計了以紙飛機為教學項目的教學案例，呈現(xiàn)了STEM教育理念與體育教學結合過程中的思路和方法，這是STEM教育發(fā)展的新嘗試。嘗試既是突破也是開始，必定存在較多不足和疏忽之處，其中會遇到種種問題，如教師之間的協(xié)調(diào)困難、學習活動設計不科學、評價方法不全面等，后期如何將這種新的嘗試轉(zhuǎn)變成標準化、成熟化的教育是一項工程量大、時間長的研究。