改變 讓你遇見不一樣的教與學(xué)
——STEAM項(xiàng)目的實(shí)踐探索

戴 萍

(上海市奉賢區(qū)古華中學(xué),上海 201499)

學(xué)校教育就是要培養(yǎng)學(xué)生獲得快樂生活的能力,無論是美國教育家杜威提出的“教育即生活”理論,還是我國教育家陶行知提出的“生活即教育”思想,都給我們提出了一個(gè)深刻的教育命題:教育需要生活。生活是教育的源泉,應(yīng)該成為教育的素材和手段。教學(xué)過程中注重教學(xué)與生活的深度融合,實(shí)施STEAM項(xiàng)目學(xué)習(xí),讓學(xué)生在鮮活的生活中求知,在大量的主體實(shí)踐中提升核心素養(yǎng)。

1 基于實(shí)際，發(fā)現(xiàn)問題

圖1

2016年筆者采用網(wǎng)上問卷調(diào)查、訪談等方式進(jìn)行調(diào)查，調(diào)查顯示：學(xué)生很有興趣進(jìn)行動(dòng)手實(shí)踐(如圖1),同時(shí)有學(xué)生認(rèn)為：因?yàn)檎n程教學(xué)時(shí)間比較緊張，導(dǎo)致動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會(huì)和時(shí)間并不多,同時(shí)也缺乏系統(tǒng)規(guī)范的指導(dǎo),學(xué)習(xí)的時(shí)間和空間得不到保障,他們希望采用不同的學(xué)習(xí)方式,讓他們的實(shí)踐需求得到滿足。對(duì)此，教師需要格外留心和用心為學(xué)生創(chuàng)造動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會(huì),拓展學(xué)生學(xué)習(xí)的時(shí)間和空間,促進(jìn)他們的全面發(fā)展,而不是簡單地應(yīng)付考試。

2 融會(huì)貫通，創(chuàng)新實(shí)踐

STEAM是融合多學(xué)科的綜合教育,以獨(dú)立思考為起點(diǎn)、動(dòng)手實(shí)踐為核心,為的是培養(yǎng)孩子用嚴(yán)密的科學(xué)或工程思維方式去解決問題,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。要求學(xué)生帶著解決問題的目標(biāo)主動(dòng)去學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手、動(dòng)腦，將知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際情境的能力。

上海市普通中小學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)提出:“能用給定的或自己搜集的材料完成課外小制作”。所以開展設(shè)計(jì)合理的STEAM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)是課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)初中物理教學(xué)的要求。STEAM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)是指定時(shí)間、定地點(diǎn)、定內(nèi)容,利用學(xué)生身邊的器材，將生活中的待解決的實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為課堂上的STEAM項(xiàng)目,以實(shí)踐性的項(xiàng)目完成為核心,以作品制作和交流為重點(diǎn),最終讓學(xué)生在制作作品過程中獲得知識(shí)和技能,并獲得創(chuàng)造性運(yùn)用知識(shí)的能力。

2.1 無心插柳,播下一顆探索的種子——用意大利面搭建小建筑

美國心理學(xué)家霍華德·加德納提出了“多元智能理論”,倡導(dǎo)“開放式”課堂模式,主張實(shí)施“體驗(yàn)教育”活動(dòng),真實(shí)、具體、豐富的實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)使學(xué)生主動(dòng)參與知識(shí)的構(gòu)建過程,加強(qiáng)師生互動(dòng)和生生合作學(xué)習(xí),開發(fā)多元智能,促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。從趣味實(shí)驗(yàn)開始,有意而為之,播下一顆小組合作、動(dòng)手實(shí)踐培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和能力的種子，為后面物理教學(xué)做好鋪墊。

當(dāng)你做出嘗試,驚喜往往就在不經(jīng)意之間。當(dāng)初將“意大利面建筑”項(xiàng)目引入課堂，是想讓學(xué)生體會(huì)結(jié)構(gòu)力學(xué)的魅力,感悟物理的有用和有趣,不要小看棉花糖和意大利面,經(jīng)過小組的巧手能將他們加工成意想不到的小建筑,在機(jī)緣巧合下筆者帶領(lǐng)學(xué)生參加了上海市首屆青少年STEAM電視公開賽并榮獲三等獎(jiǎng)。這一切都在昭示著有想法就要去實(shí)踐，學(xué)生的潛力是無限的,為學(xué)生、也為自己播下一顆探索的種子。

2.2 有意而為之,感受不一樣的教與學(xué)——光學(xué)小制作

裴斯泰洛齊曾說:“不能滔滔不絕地對(duì)孩子講話,而應(yīng)采用與他們談話的方式；不要詳盡無遺地講一個(gè)題目,而要向孩子提出有關(guān)的問題,讓他們自己找到答案,再予以糾正。”只有給學(xué)生一定的時(shí)間與空間,具有一定的話語權(quán),他們?cè)趯W(xué)習(xí)中才能獲得勇氣、信心,自然地提高能力。

2.2.1 方向引導(dǎo),換個(gè)角度看光學(xué)

引導(dǎo)學(xué)生回顧奇妙的光學(xué)現(xiàn)象(如圖2),呈現(xiàn)其中物理原理,學(xué)生很自然地想到光的直線傳播、光的反射(平面鏡成像)、光的折射(凸透鏡成像),再和實(shí)際生活相聯(lián)系,聯(lián)想到小孔成像、投影儀和照相機(jī)，此時(shí)為學(xué)生設(shè)定本節(jié)課的任務(wù):制作簡易的光學(xué)器件。

圖2

2.2.2 小起點(diǎn)大舞臺(tái)——抓住學(xué)習(xí)中的興趣點(diǎn),拓展學(xué)習(xí)的空間

(1)背景知識(shí)學(xué)習(xí)

通過圖3的展示,讓學(xué)生認(rèn)識(shí)小孔成像、平面鏡成像、凸透鏡成像的光路圖，為完成光學(xué)小制作提供背景知識(shí)。

圖3

(2)利用身邊的器材，開展光學(xué)小制作活動(dòng)

學(xué)生先進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，找尋合適的、身邊的器材，開展制作活動(dòng)。小孔成像的制作材料為:薯片筒、半透明紙、紙箱。3D投影儀的制作材料為:貼膜,視頻源。簡易照相機(jī)的制作材料為:薯片筒、半透明紙、凸透鏡。完成作品后，制作海報(bào)展示自己的制作過程和成果。

(3)交流與展示,完成小組的自評(píng)和互評(píng)

通過制作到答辯,學(xué)生展現(xiàn)自己的思維過程,體會(huì)光學(xué)知識(shí)中的邏輯性、實(shí)用性,開展小組自評(píng)、互評(píng),實(shí)現(xiàn)評(píng)價(jià)的多元化,通過小組合作探究、創(chuàng)新制作,呈現(xiàn)學(xué)生的設(shè)計(jì)思路和制作技能,學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)得到了培養(yǎng)。

學(xué)而不思則罔,思而不學(xué)則殆,用科學(xué)方法提高學(xué)習(xí)質(zhì)量,釋放學(xué)生的學(xué)習(xí)力,這次全新的嘗試讓我收獲頗豐。把物理教學(xué)的內(nèi)容和學(xué)生的生活實(shí)際聯(lián)系起來,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,強(qiáng)化了學(xué)生的實(shí)踐意識(shí),提高了學(xué)生分析問題和解決問題的能力。在制作過程中他們不斷發(fā)現(xiàn)問題、解決問題,通過手和眼睛去感受不一樣的光學(xué)。把物理知識(shí)與技術(shù)、人文科學(xué)相結(jié)合,使學(xué)生開闊了視野,增強(qiáng)了社會(huì)責(zé)任感。由于時(shí)間的限制,有的小組沒有將作品做到完美,他們著急的神情讓我感動(dòng),小組展示的時(shí)候,他們渴望的眼神讓我著迷,展示結(jié)束的時(shí)候,同學(xué)們熱烈的掌聲,讓我不由得為他們點(diǎn)贊,一次全新的嘗試,有意而為之,讓我們感受到了不一樣的教與學(xué)。

2.3 積極探索,體驗(yàn)不一樣的教與學(xué)——舊樓改造

創(chuàng)新是目的,實(shí)踐是手段,提升學(xué)生素養(yǎng)是根本。STEAM項(xiàng)目學(xué)習(xí)的價(jià)值在于經(jīng)過整合為學(xué)生提供逼近真實(shí)、富有現(xiàn)實(shí)意義的學(xué)習(xí)情境,以利于學(xué)生高階思維的培養(yǎng)、積極情感的投入,解決復(fù)雜問題,從而全面提升學(xué)生的核心素養(yǎng)。要少一些“解答習(xí)題”的訓(xùn)練,多一些“解決真實(shí)問題”的鍛煉,要盡可能多地給予學(xué)生自主學(xué)習(xí)的空間,將開放學(xué)習(xí)、主動(dòng)學(xué)習(xí)成為常態(tài)。

2.3.1 觀察、體驗(yàn)生活，發(fā)現(xiàn)問題——舊樓加裝電梯

我們學(xué)校的學(xué)區(qū)是80年代建造的老式小區(qū),居民也趨于老齡化,經(jīng)?？吹脚罉翘輹r(shí)舉步維艱的老人,很多學(xué)生于是有了舊樓改造、安裝電梯的想法。通過觀察、走訪相關(guān)部門,得知小區(qū)共用經(jīng)費(fèi)也比較緊張,預(yù)算在75000元范圍內(nèi)。并且建筑物的內(nèi)部沒有足夠的空間安裝電梯,轎廂只能安裝在樓外。

據(jù)此提出與電梯相關(guān)的STEAM活動(dòng)項(xiàng)目，先引導(dǎo)學(xué)生思考:電梯的類型有哪些？電梯移動(dòng)物體的科學(xué)原理是什么？我們可以使用哪些材料？我們?nèi)绾螠y試它的性能？針對(duì)以上問題，完成物理學(xué)習(xí)內(nèi)容：簡單機(jī)械、滑輪、輪軸。

2.3.2 尋找智慧鑰匙，解決問題——團(tuán)隊(duì)合作制作電梯模型

(1)組建項(xiàng)目組,畫設(shè)計(jì)圖時(shí)確定好比例,以便精確地計(jì)算成本和制作模型。

(2)處理好曳引比、機(jī)械效率、成本、電梯空間等因素之間的關(guān)系,設(shè)計(jì)最佳方案。

(3)制作模型時(shí)要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)進(jìn)行。

(4)學(xué)生對(duì)測試方法進(jìn)行思考,教師給予指導(dǎo),最后帶著作品和海報(bào)進(jìn)行小組展示(如圖4),完成小組自評(píng)和互評(píng)。

圖4

創(chuàng)新是目的,實(shí)踐是手段,提升學(xué)生核心素養(yǎng)是根本。為了讓創(chuàng)新實(shí)踐貫穿于學(xué)習(xí)的始終,成為撬動(dòng)核心素養(yǎng)培育的有效“支點(diǎn)”,教師在STEAM項(xiàng)目實(shí)施中引導(dǎo)學(xué)生利用身邊生活用品,以問題為驅(qū)動(dòng)，立足“做中學(xué)、學(xué)中做”,注重前后知識(shí)的聯(lián)系,在思維中留“缺口”、應(yīng)用中安“接口”、拓展中開“窗口”,逐步達(dá)成核心素養(yǎng)的培養(yǎng)目標(biāo)。

3 收獲與感悟

經(jīng)過了兩年的實(shí)踐探索,我們使用國際公認(rèn)的卡羅拉多科學(xué)(物理)學(xué)習(xí)態(tài)度的測試量表,對(duì)學(xué)生進(jìn)行測試,測試題分為個(gè)人興趣、與現(xiàn)實(shí)生活的聯(lián)系、一般問題的解決、解決問題的自信心、復(fù)雜問題的解決、意義理解、概念理解、概念應(yīng)用等8個(gè)維度。數(shù)據(jù)分析顯示：參加STEAM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的學(xué)生在“解決問題的自信心”“復(fù)雜問題的解決”“個(gè)人興趣”三個(gè)維度中分?jǐn)?shù)明顯高于未參與的同學(xué),學(xué)生認(rèn)為：在STEAM項(xiàng)目學(xué)習(xí)過程中，他們必須要理論聯(lián)系生活實(shí)際,提高自己解決問題的能力,通過合作探究能體驗(yàn)到團(tuán)隊(duì)合作的成功感、滿足感和責(zé)任感,同時(shí)面對(duì)困難和失敗時(shí)有了更大的自信心,對(duì)科學(xué)的學(xué)習(xí)興趣也得到很大提高。

圖5

改變,讓你遇見不一樣的教與學(xué)！讓創(chuàng)新實(shí)踐貫穿學(xué)習(xí)的始終,成為撬動(dòng)核心素養(yǎng)培育的有效“支點(diǎn)”,在變與不變中實(shí)踐,在實(shí)踐中感悟,在感悟中提高。

學(xué)生的改變,實(shí)現(xiàn)了我們實(shí)踐的初心。在最開始的階段,通過創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境,開發(fā)實(shí)踐環(huán)節(jié)和拓寬學(xué)習(xí)渠道,為學(xué)生提供多種學(xué)習(xí)經(jīng)歷,豐富其學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn),讓所學(xué)的知識(shí)有用武之地,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。教師的改變,也讓人欣喜,我們的專業(yè)素養(yǎng)和綜合能力也得到了長足發(fā)展。