美國(guó)STEM-SOS教學(xué)模式的特點(diǎn)及啟示

張志新 夏頏淇 劉靜

摘 ? 要?STEM-SOS是美國(guó)學(xué)者提出的一種新穎的教學(xué)模式，該模式在任務(wù)分級(jí)、內(nèi)容整合、環(huán)節(jié)融入、教學(xué)評(píng)價(jià)等方面特色鮮明，可資借鑒。結(jié)合我國(guó)中小學(xué)STEM教育課程內(nèi)容設(shè)置不成體系、評(píng)價(jià)方式單一、師資質(zhì)量和數(shù)量不高、信息技術(shù)綜合應(yīng)用能力培養(yǎng)不足等問(wèn)題，提出將教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行跨學(xué)科整合和難度分級(jí)、對(duì)教學(xué)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控和追蹤、采用引導(dǎo)性評(píng)價(jià)及多元評(píng)價(jià)、加快專業(yè)化師資隊(duì)伍建設(shè)、建立人工智能網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)等推進(jìn)建議。

關(guān)鍵詞?STEM教育 ?STEM-SOS教學(xué)模式 ?啟示

2014年，美國(guó)學(xué)者阿爾帕斯蘭·沙欣將基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)和探究式學(xué)習(xí)法結(jié)合起來(lái)，開(kāi)發(fā)了STEM-SOS教學(xué)模式，即STEM學(xué)生登臺(tái)秀。“它是一個(gè)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?、跨學(xué)科的、注重標(biāo)準(zhǔn)的教學(xué)模式，是教師引導(dǎo)的，以學(xué)生為中心的，并通過(guò)一系列的探究項(xiàng)目來(lái)引導(dǎo)的教學(xué)模式。”[1]這種新的基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)模式注重以標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)進(jìn)行教學(xué)[2]，其目標(biāo)既強(qiáng)調(diào)提升學(xué)生的合作技能和學(xué)習(xí)主導(dǎo)權(quán)，也強(qiáng)調(diào)學(xué)生達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。它通過(guò)增進(jìn)學(xué)生對(duì)STEM科目概念的理解，讓學(xué)生完成與現(xiàn)實(shí)問(wèn)題有關(guān)的合作項(xiàng)目并針對(duì)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題提出可行性方案，從而激發(fā)學(xué)生STEM學(xué)習(xí)的興趣，提高學(xué)生的技術(shù)應(yīng)用、交流合作、自主自立能力以及職業(yè)能力與生活能力。這種模式最初應(yīng)用在美國(guó)德克薩斯州哈莫尼公立學(xué)校，后被德克薩斯州的多所學(xué)校采用，逐漸受到教育界的關(guān)注與認(rèn)可。

一、STEM-SOS教學(xué)模式的特點(diǎn)

1.教學(xué)項(xiàng)目難度分級(jí)符合學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)

STEM-SOS模式將項(xiàng)目分為Ⅰ級(jí)項(xiàng)目、Ⅱ級(jí)項(xiàng)目和Ⅲ級(jí)項(xiàng)目三個(gè)難度級(jí)別，課程規(guī)定所有學(xué)生必須在完成Ⅰ級(jí)項(xiàng)目（必要項(xiàng)目）后，才能進(jìn)入Ⅱ級(jí)項(xiàng)目（拓展項(xiàng)目），繼而是更高一級(jí)的Ⅲ級(jí)項(xiàng)目[3]。

Ⅰ級(jí)項(xiàng)目是短期項(xiàng)目，這種項(xiàng)目建立在課程內(nèi)容基礎(chǔ)上，是課程必不可少的活動(dòng)。在Ⅰ級(jí)項(xiàng)目階段，學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)問(wèn)卷設(shè)計(jì)與調(diào)查實(shí)施、數(shù)據(jù)分析與展示。根據(jù)學(xué)年進(jìn)度目標(biāo)，這些活動(dòng)都需要在課內(nèi)完成，除了監(jiān)督和引導(dǎo)學(xué)生取得學(xué)習(xí)成果外，教師不需做額外的工作。Ⅱ級(jí)項(xiàng)目是跨學(xué)科項(xiàng)目，一般實(shí)施周期為一學(xué)期。這些項(xiàng)目在科學(xué)和數(shù)學(xué)課中提出，學(xué)生在課程的前四分之一階段開(kāi)展調(diào)查研究，到學(xué)期結(jié)束完成整個(gè)項(xiàng)目。為了完成這些項(xiàng)目，學(xué)生要達(dá)到跨學(xué)科的要求。Ⅱ級(jí)項(xiàng)目是為了幫助提不出問(wèn)題的學(xué)生，培養(yǎng)他們的發(fā)散性思維，因此在這一層級(jí)教師要在課外投入更多時(shí)間，幫助學(xué)生提出問(wèn)題、確定思路。Ⅲ級(jí)項(xiàng)目也是跨學(xué)科項(xiàng)目，一般實(shí)施周期為一學(xué)期。Ⅲ級(jí)項(xiàng)目為學(xué)生提供了深入研究興趣領(lǐng)域的機(jī)會(huì)，但它對(duì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力要求更高，整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程幾乎不依賴于教師的參與。

項(xiàng)目分級(jí)后，可以分別幫助項(xiàng)目學(xué)習(xí)基礎(chǔ)弱的學(xué)生、難于提出跨學(xué)科問(wèn)題的學(xué)生和自主能力較強(qiáng)的學(xué)生，這樣做符合學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)和發(fā)展性任務(wù)理論[4]。初中和高中的教學(xué)項(xiàng)目設(shè)置也有區(qū)別：在內(nèi)容設(shè)置方面，高中比初中更重視英語(yǔ)語(yǔ)言藝術(shù)的培養(yǎng);對(duì)于自主學(xué)習(xí)能力更強(qiáng)的高中生，學(xué)校也會(huì)開(kāi)放Ⅲ級(jí)項(xiàng)目，但初中生只有Ⅰ級(jí)和Ⅱ級(jí)項(xiàng)目。在技術(shù)整合方面，初中階段包括照片展示、視頻演講和STEM數(shù)字故事比賽;高中階段則在此基礎(chǔ)上增加公共網(wǎng)絡(luò)展示評(píng)比。

2.教學(xué)內(nèi)容的整合實(shí)現(xiàn)了“STEM+”跨學(xué)科融合

隨著STEM教育實(shí)踐領(lǐng)域逐步擴(kuò)大，“STEM+”的概念逐漸產(chǎn)生。這里的“+”代表著除Science（科學(xué)）、Technology（技術(shù)）、Engineering（工程）、Mathematics（數(shù)學(xué)）以外的更多學(xué)科。STEM-SOS模式強(qiáng)調(diào)STEM與英語(yǔ)語(yǔ)言藝術(shù)（English Language Art）或社會(huì)研究（Social Studies）的跨學(xué)科融合。哈莫尼公立學(xué)校在實(shí)施STEM-SOS模式時(shí)，將英語(yǔ)語(yǔ)言藝術(shù)和社會(huì)研究項(xiàng)目滲透到了四個(gè)核心學(xué)科領(lǐng)域中。例如：在一節(jié)關(guān)于勸導(dǎo)語(yǔ)言藝術(shù)的六年級(jí)課程中，學(xué)生被要求完成一個(gè)名叫“See Something， Say Something”的項(xiàng)目。項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，學(xué)生分組閱讀和分析勸導(dǎo)型文本（文章、廣告、公告等），并找出哪個(gè)案例運(yùn)用的勸導(dǎo)語(yǔ)言方式更有效;同時(shí)組間討論，以學(xué)習(xí)更多的勸導(dǎo)語(yǔ)言。通過(guò)這樣的方式，教師培養(yǎng)學(xué)生使用社交媒體的數(shù)字素養(yǎng)與表達(dá)能力。又如，在十年級(jí)“世界史”課上，學(xué)生需完成一個(gè)“（模擬）聯(lián)合國(guó)課程”項(xiàng)目，扮演聯(lián)合國(guó)理事會(huì)幫助政府處理問(wèn)題。項(xiàng)目的主題包括歷史、地理、政治、經(jīng)濟(jì)、法律等，可以促使學(xué)生進(jìn)一步掌握包括英語(yǔ)語(yǔ)言藝術(shù)和社會(huì)研究在內(nèi)的跨學(xué)科知識(shí)與技能。

通過(guò)跨學(xué)科整合英語(yǔ)語(yǔ)言藝術(shù)和社會(huì)研究項(xiàng)目，該模式實(shí)現(xiàn)了從STEM到STEM+的轉(zhuǎn)變，在培養(yǎng)原有學(xué)科能力的同時(shí)，培養(yǎng)了學(xué)生的表達(dá)能力和社會(huì)研究能力。

3.教學(xué)環(huán)節(jié)強(qiáng)調(diào)信息技術(shù)運(yùn)用

信息技術(shù)是科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)或者基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)活動(dòng)的一個(gè)必不可少的組成部分。對(duì)哈莫尼公立學(xué)校的學(xué)生而言，在設(shè)計(jì)、實(shí)施、分享自己的項(xiàng)目過(guò)程中，使用Chrome筆記本電腦作為個(gè)人端，通過(guò)學(xué)校設(shè)立的電子郵箱及谷歌服務(wù)進(jìn)行通訊，使用Google Drive存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，使用YouTube存儲(chǔ)數(shù)字故事，并在最后環(huán)節(jié)演示制作的數(shù)字故事。作為項(xiàng)目總結(jié)，學(xué)生需設(shè)計(jì)出版一個(gè)用于科學(xué)挑戰(zhàn)賽、學(xué)科競(jìng)賽、展覽或演示的項(xiàng)目手冊(cè)，手冊(cè)內(nèi)容包括PBL項(xiàng)目信息、方便分享數(shù)字故事鏈接和網(wǎng)站鏈接的二維碼。對(duì)初中生而言，設(shè)計(jì)出版、創(chuàng)新發(fā)表和標(biāo)準(zhǔn)文本撰寫是高層次的寫作能力和語(yǔ)言能力要求，因此這一過(guò)程對(duì)提高學(xué)生的設(shè)計(jì)出版能力有極大幫助。

對(duì)教師而言，信息技術(shù)在STEM-SOS模式中也發(fā)揮著重要作用。學(xué)校每學(xué)期會(huì)對(duì)教師進(jìn)行信息技術(shù)培訓(xùn)，培訓(xùn)內(nèi)容取決于本學(xué)年需完成的教學(xué)項(xiàng)目。例如，網(wǎng)站操作和視頻制作就是需要教師掌握的主要技術(shù)。

4.教學(xué)評(píng)價(jià)采用引導(dǎo)性評(píng)價(jià)并重視獎(jiǎng)勵(lì)

評(píng)價(jià)量規(guī)具有很強(qiáng)的引導(dǎo)性，它是教師進(jìn)行教學(xué)評(píng)價(jià)的重要工具。傳統(tǒng)教育中，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)一般并不公開(kāi)給學(xué)生，學(xué)生只能看到評(píng)價(jià)結(jié)果;在STEM-SOS模式中，教師會(huì)在評(píng)價(jià)前把評(píng)價(jià)量規(guī)公布給學(xué)生和家長(zhǎng)。學(xué)生通過(guò)Google Drive 以Google Documents的形式遞交I級(jí)項(xiàng)目調(diào)查報(bào)告[3]，之后學(xué)生和家長(zhǎng)都可以查看適用于I級(jí)項(xiàng)目的評(píng)價(jià)量規(guī)及具體的評(píng)價(jià)觀測(cè)點(diǎn)。因此，學(xué)生可以根據(jù)評(píng)價(jià)量規(guī)的“觀測(cè)點(diǎn)”不斷完善作品，直到自認(rèn)為已達(dá)到評(píng)價(jià)量規(guī)的要求;家長(zhǎng)可以依據(jù)評(píng)價(jià)量規(guī)對(duì)孩子的報(bào)告進(jìn)行建議和指導(dǎo);在互評(píng)環(huán)節(jié)，學(xué)生可以使用評(píng)價(jià)量規(guī)來(lái)評(píng)價(jià)他人的學(xué)習(xí)成果。