與小學生一起玩“無用”研究

張惠瑤 陳耿炎

A-STEM是STEM教育的一種變式，課程中的“A”，外指藝術(shù)及人文科學，內(nèi)指人文精神，是從人文精神的高度對STEM課程的發(fā)展。在此背景下，學生根據(jù)自己的興趣，進行“鳳仙花染毛線”A-STEM課程研究。

注重人文藝術(shù)? 塑造學生健全人格

在生活中提問。學生在一次偶然機會中，發(fā)現(xiàn)鳳仙花可以染指甲。用鳳仙花進行染色，屬于天然染色。它的特點在于自然資源的永續(xù)利用，同時可以避免化學染料的嚴重污染問題。它的染色不含化學物質(zhì)，又不會引起痛楚或?qū)е缕つw過敏，對人身體的傷害大大減小。那這種天然染劑能否運用到生活中呢？學生嘗試對其他物品進行染色。于是，他們決定組成一個研究團隊，對鳳仙花染毛線進行研究。

在失敗中思考。想要用鳳仙花進行染色，學生既不打算采摘，也不打算購買，而是選擇親自種植。但在種植過程中，長出的小苗瘦弱、枯萎，排除水分、陽光等因素后，他們對比了不同地方的土壤，得到他們種植鳳仙花的土壤較硬、結(jié)塊、沙石較多，不利于鳳仙花生長的結(jié)論。于是，他們再次嘗試種植鳳仙花，重新挖土壤，并向教師尋求幫助，購買了羊糞肥料，使土壤松軟肥沃。最后，鳳仙花也開得鮮艷。

后期學生進行實驗時，發(fā)現(xiàn)鳳仙花的顏色染不上毛線。他們百思不得其解，這到底是為什么呢？他們借助電腦，進一步查找傳統(tǒng)染色工藝的相關(guān)資料了解到，雖然鳳仙花的花瓣中含有有機染料，但它比較難直接附著在毛線上。所以，染色前需要多加一步工藝程序，進行煤染，將鳳仙花染料牢固地染在纖維上。于是，他們購買了明礬（環(huán)保型媒染劑），迫不及待地繼續(xù)染色，果然顏色越染越好。根據(jù)生活中的經(jīng)驗，他們還采用鹽水浸泡，防止褪色。除了思考如何更好地染色，學生還開始思考如何防止褪色。他們在不斷提升解決問題能力的同時，也領(lǐng)悟到人生本就沒有一帆風順，需要做的就是克服它。

“三駕馬車”驅(qū)動A-STEM教學

A-STEM課程是“三駕馬車”驅(qū)動的，即學科核心概念、跨學科概念和項目實踐。其中，學科核心概念是基礎(chǔ)，跨學科概念是核心，項目實踐是方法。在開發(fā)A-STEM課程中，要注重三匹馬一起協(xié)同拉動馬車前進，缺一不可。

A-STEM課程是從各學科領(lǐng)域中提煉出來的具有共性的、相互聯(lián)系的概念體系。它既連接學科的核心概念，也包括人文方面和STEM求真方面的內(nèi)容。人文領(lǐng)域，主要包括生活意義、正義、仁愛、美等。學生發(fā)現(xiàn)天然染色的美，創(chuàng)造毛線染色后的美，甚至還想將這種自然的美運用到生活中，造福人類。在研究過程中，隊員們相互幫助，培養(yǎng)仁愛之心。在種花和染色過程中，不懈努力去克服困難，明白可以做更好的自己，獲得更多的生活意義。STEM求真領(lǐng)域，主要包括模式、因果機制、系統(tǒng)與模型、物質(zhì)與能量、結(jié)構(gòu)與功能、穩(wěn)定與變化、規(guī)模及效應(yīng)等。

A-STEM課程具有生長共創(chuàng)性，實踐過程中有一個開放性的框架，它需要依據(jù)學生的興趣和實踐經(jīng)歷不斷地動態(tài)生成。學生在確定研究問題后，將會面臨如何解決研究問題的情境。在此情境中，學生需要實實在在地實踐，將所獲得的理論知識運用于實踐中。不僅要知道鳳仙花種植和染色的原理，還要像花匠一樣種花，像手工藝人一樣染色。他們經(jīng)歷購買種子、準備花盆、放置土壤、挖穴播種等過程。在實踐中，逐漸添加施肥、除雜草等操作。后期還進行鳳仙花榨汁、浸泡毛線、隔水加溫、曬毛線的染色實踐。由于顏色太淡，學生增加了煤染、加溫染、鹽水浸泡等工藝環(huán)節(jié)，使得實踐變得更生動，有意義。教師在實踐中的指導，需要明確學生是主體，教師要少干預(yù)，多激勵，多給學生思考的機會、探究的時間。最終，教師要善于為學生提供合適的學習支架，與學生一起成為學習共同體，促進A-STEM課程的建設(shè)。

注重研究方法和技術(shù)手段? 培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)

在研究方法和技術(shù)手段方面，讓學生初步學會調(diào)查法、觀察法、實驗法、模型法等常用研究方法，是課程的重要內(nèi)容。此課程中，學生主要運用了采訪調(diào)查法、查閱資料法、對比實驗法等。教師教會學生正確嚴謹?shù)难芯糠椒?，培育誠實的研究態(tài)度，求真的學習精神。接下來的課程建設(shè)，學生還會用數(shù)字化探究實驗設(shè)備測量數(shù)據(jù)，能初步使用簡單的軟硬件學習算法和編程，并了解如何用計算思維去認識周圍的世界。

歷時一年的“鳳仙花染毛線”的A-STEM課程暫告一段落。這種以學生興趣為出發(fā)點的染毛線研究，看似“無用”，實則將人文藝術(shù)和理工科深度融合，最終通過理工科技能來發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造性地解決現(xiàn)實生活問題，讓學生初步認識整體的世界。