農村初中STEAM課程本土化的策略與路徑

摘? ?要 STEAM課程的實施，有助于學生核心素養(yǎng)的形成和教學方式的轉變，因而得以在全球流行。但是，STEAM課程對設備和環(huán)境要求極高、專業(yè)教師嚴重短缺等問題，制約了其在農村初中的推廣，為此，須要從基礎硬件設備入手，采取適合農村環(huán)境的本土化實施策略與路徑。將STEAM課程實施建在農業(yè)生產鏈上，直接服務家庭增收，獲得學生家長支持的推廣環(huán)境;依托新農村住房建造工程，聘請學生家長做兼職教師，拓展實施領域。從而全面達成STEAM課程的學科整合目標，培養(yǎng)農村初中生的探究精神和實踐創(chuàng)新力。

關鍵詞 STEAM課程? 農村初中? 本土化

“新課標”把STEM解釋為一種課程組織方式，采用項目學習解決問題，將Science（科學）、Technology（技術）、Engineering（工程）與Mathematics（數(shù)學）進行整合，培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力[1]。STEAM課程是隨時代發(fā)展需要，加入藝術（Arts）等創(chuàng)新元素后形成的對STEM課程的升級版。因其將“五個學科的知識融合成一個有機的整體，以整合的教學方式解決真實的問題，培養(yǎng)學生的跨學科思維和創(chuàng)造力”[2]，有助于培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)，而得以在全球流行。然而，受限于我國分科課程的國情，STEAM課程師資嚴重短缺，再加上3D打印、智能化設備等條件局限，其在我國農村推廣困難重重。但是，從解決農村社會和學生面臨的現(xiàn)實問題出發(fā)，按照“新課標”將STEAM理解為“一種課程組織方式”予以本土化實施，不僅可行，還能激發(fā)出學生和家長的強大動力，有助于培養(yǎng)學生重視技術的態(tài)度，扭轉農村初中“讀書無用論”風氣。

一、農村初中實施STEAM課程的硬件問題與對策

1.因地施教，解決農村初中實施STEAM課程的設備問題

STEAM課程重視體驗的新穎性，強調虛擬空間創(chuàng)設、3D打印等智能化條件。即使在美國，也主要是硬件設備優(yōu)越和擁有專職STEAM教師的私立學校，才實施得較好。在我國，STEAM課程的實施主要集中在北上廣深一線和強二線城市，農村初中實施STEAM課程的最大困難在于缺乏相應設備。隨著5G時代的到來，農村初中可以用手機或由開發(fā)商以項目推廣方式免費提供的電子書包等終端試用設備，引導學生開展以網絡為載體的STEAM跨學科課程教學。當然，最重要的還是從農村現(xiàn)有條件出發(fā)，因地、因材實施STEAM課程。比如：可以用橡皮泥代替3D打印，讓學生根據(jù)自己的想象畫圖，再以橡皮泥予以形塑等。國外有成功案例：肯尼亞的鄉(xiāng)村非常貧窮，很多村莊還沒有通電和自來水。當?shù)亟處熗ㄟ^讓學生觀察手藝人制作木炭爐子等工藝流程，習得了像科學家、工程師、數(shù)學家、技術專家一樣地思考木炭爐子的工作原理，將相關學科整合為STEAM課程的實施方式，讓學生愿意在科學探索上投入更多精力，變得更加自信[3]。

2.內容本土化，破解STEAM課程硬件環(huán)境制約

現(xiàn)有研究表明：以真實問題情境為背景，用項目或問題導向開展探究式學習，重視問題解決、批判性思維等能力的發(fā)展，強調課程與職場鏈接是STEM課程的基本特征[4]。以科學省力種田為例，在農村初中實施STEAM課程須要做到：第一，創(chuàng)設立足農村初中真實環(huán)境的STEAM課程。農村初中生很容易理解旱地育秧和拋秧栽培對促進家庭生產的真實價值，讓其借助育秧視頻學習，能更好地領悟旱地育秧技術的應用場景。第二，設備就地取材。旱地育秧所需的農家肥、化肥、谷種，運輸工具雞公車、電瓶車，升溫用的薄膜等材料，都可以通過農村家庭獲得。第三，創(chuàng)新改進設備和工序。初中生通過小組協(xié)作，對傳統(tǒng)的育秧和拋秧做出更加省力和高效的改進設計。在這一過程中，初中生從STEAM課程的科學施肥、催芽、精準控溫中，綜合運用數(shù)學、科學、技術等STEAM課程的核心知識和技術;從系統(tǒng)規(guī)劃旱地平整、育秧，到運輸、拋秧、施肥、除草等進行系統(tǒng)思考和創(chuàng)造性設計，全面體現(xiàn)了STEAM課程的核心理念。

二、農村初中實施STEAM課程軟件問題與對策

1.實施項目本土化，解決專業(yè)教師短缺問題

農村初中實施STEAM課程，最為缺乏的是專業(yè)化的綜合課程教師[5]。由于根深蒂固的學科課程觀影響，農村綜合實踐活動課程教師嚴重短缺。而科任教師的學科邏輯思維，又不利于形成跨學科綜合解決真實問題的能力。如果STEAM課程成了像數(shù)學、英語一樣的學科教學，學生的直接感受是增加負擔，造成抵觸情緒。因此，STEAM課程必須由專業(yè)化的綜合課教師實施，才能讓學生在綜合運用相關學科知識中，改變原有研究思路，激發(fā)其快樂學習的體驗。這種擁有綜合知識和技術的教師，從入編教師中產生的可能性較小。因為農村初中待遇偏低，又遠離中心城市，擁有這種經歷和學歷的教師，通常都會被條件更好的城市學校挖走。農村初中只能從當?shù)貥I(yè)績突出的能工巧匠中，根據(jù)項目需要臨聘或請一些家長志愿擔任指導教師。也可以項目申請方式，引導初中的科學教師、理科教師走出書齋，在解決現(xiàn)實問題中逐漸積累STEAM課程資源開發(fā)和實施經驗，成為專業(yè)化的綜合課程教師。

2.解決師生實際問題，增強課程實施動力

由于中國從科舉開始就實行分科考試，所以分科教學以求取功名的思想在農村根深蒂固。分科教學的效率高、邏輯性強等優(yōu)勢，尤其是中考對分科教學的利益強化機制，農村初中師生對分科教學的情有獨鐘，造成了在短期內只能借助綜合實踐活動課程形式，從提高理工科綜合成績切入，最大限度地減小來自校行政和學科教師的阻力。同時，只有切合農村家庭和初中生實際，才能在STEAM課程的實施中得到學生和家長強有力的支持，以不斷強化內生動力方式得以深入實施。由于初二開始學習平面幾何和簡單力學原理，在數(shù)學應用題中還會接觸工程計算問題，并且在學習美術課中學習環(huán)境美化等知識。所以，從初二開始綜合數(shù)學、物理、地理、生物、語文、美術等學科知識，實施針對新農村建設的稻田種植、房屋建造等本土化STEAM課程，不僅可以直接服務于新農村建設，有助于增強初中生將學科知識轉化為綜合實踐的技能，而且能增強其學好相關學科的動力，習得以綜合方式提升相關學科成績的方法。

三、實施路徑本土化，確保STEAM課程高效推進

1.關注農村家庭生產鏈，建立STEAM課程實施路徑

農村初中實施STEAM課程，最能解決真實問題的主要路徑，就是融入農業(yè)生產之中。新型城鎮(zhèn)化進程中，為解決農村主要勞動力外出務工問題，須要設計針對婦女、學生和老人為主的科學種植類STEAM課程，并將其實施路徑建立在以農戶為單位的農業(yè)生產鏈上，以便獲得大面積推廣的土壤。學生為了省力高效的目的，通過查找書籍和網絡了解到在房前屋后平整土地，以減少有機肥運送勞動強度，且便于管理;在稻田放水后，須要一次性下足底肥，免除施追肥的勞動，這種肥料需要緩慢釋放，才能在秧苗分蘗和拔節(jié)時，剛好滿足對養(yǎng)分的需求，所以對肥料品種選擇和用量要求較高。這些細節(jié)都直接影響水稻產量，容易引起初中生及其家長的高度重視，激發(fā)農村初中師生系統(tǒng)鉆研化學、生物中關于施肥和秧苗助長的知識。為了提高STEAM課程實施的操作性，教師要為學生制訂田間工作手冊，以規(guī)范學生使用農家肥和復合肥、氮肥的比例，并對每畝稻田用量進行總體控制，對生長素、除草劑等微量生化制品的使用方式和品種選擇、劑量進行嚴格控制。由于這些手冊，主要是對初中生的自主實踐經驗的總結，所以初中生一看就懂，一學就會。

根據(jù)雜交稻從育苗到收割的流程，結合初中生解決這一問題的心理活動機制，筆者將初中生科學種田的STEAM課程實施步驟設計為：第一步，激發(fā)學生投入該活動的強烈動機。一方面，教師給學生講解這一研究對改善家境的直接意義，從改善生活角度激發(fā)初中生興趣;另一方面，讓學生明確對自己長遠發(fā)展的益處，形成科學探究的精神，吃苦耐勞勇于創(chuàng)新的品質，贏得他人尊重的效能感。第二步：過好生物、化學和數(shù)學關。一是初中生需要搜集雜交稻種植資料，通過走訪當?shù)胤N植名家，借助理、化、生知識全面掌握雜交稻育種、移栽的科學、省力方法。二是初中生能夠將綜合形成的研究資料，創(chuàng)造性地轉化為自己解決現(xiàn)實問題的操作程序。根據(jù)自身家庭經濟狀況，結合土壤特性、運輸路況等，創(chuàng)造出適合自己的工序。三是修訂教師匯編的科學省力種田操作手冊。初中生運用數(shù)理化生知識，對手冊中的程序和計算公式等進行實踐對比，看看有哪些地方還需要改進，局部修訂教師下發(fā)的科學種田指導手冊。第三步，教師選擇好旱地示范育秧地塊。從陽光充足、灌溉條件選擇，平整地塊、潑灑農家肥，薄膜用量、升溫方法等方面進行全方位示范教學。這類建立在農業(yè)生產鏈上的STEAM課程，在綜合運用學科知識基礎上，教會學生分析土壤酸堿度技術;用青草堆積升溫催苗、薄膜增溫、三十烷醇激素催長技術等，讓學生體驗到技術革新在農業(yè)生產中的重大意義，感知技術習得不同于掌握科學理論的特點，引導學生領會STEAM課程的綜合性、實踐性和創(chuàng)新性，逐步形成嚴謹、科學的探究精神。

2.依托農村工程開拓STEAM課程實施路徑

我國科學課程在“科-技、科-工整合方面有著極大的缺失”，因此“STEM課程導向下的科學教學，應該以工程設計為基礎”[4]。就農村初中而言，教師先組織初中生利用節(jié)假日，觀摩學習農村水利灌溉工程、新農村環(huán)境建設、房屋建造工程等，從這些工程結構及完整的施工流程中形成整體設計印象。再通過細致觀察和詢問工人師傅，明確其系統(tǒng)施工中可以拆分的子目標，由此發(fā)現(xiàn)問題的原型，產生創(chuàng)新設計的沖動。例如初中生通過模仿房屋建造設計，借助對樣板房的精確計算設計出圖紙，再對自己心中想象的創(chuàng)新之處和不滿意的地方進行重組、創(chuàng)新。之后，將房屋建造工程細分為房間、墻體建造、墻面和地面裝修、水電系統(tǒng)等設計，再分人頭包干施工材料和安排工期。材料購置和施工經費由包工頭預算，以集資和向項目組申請方式解決經費問題。為了增強解決問題的真實性，除了墻體鋼筋水泥用細鐵絲和水泥取代，墻體磚塊用斷磚塊拼湊，讓水泥找平和墻面裝修增加難度，迫使初中生習得磚頭磨平和銜接技術。在電線上，也采用真實的按平方縮小的電線，為了通電的安全，則讓學生用直流電池代替交流電。

以真實工程為觀察對象，用房屋建造中的剩余材料，建造出按比例縮小的房屋。不僅便于就地取材，而且極大地降低了成本，促使學生為省錢和美觀，開展創(chuàng)造性的設計。利用手工技術建造出設計圖紙中的房屋理念和效果，呈現(xiàn)出比3D打印更真實的三維立體房屋模型。前期設計中整體架構的合理性，設計中體現(xiàn)的力學和美學原理，制圖中涉及的數(shù)學公式和精確計算等;施工中的砌磚和混泥土預制技術，將分散材料進行無縫拼組技術;裝修中地面找平、墻面打磨、墻紙裝修等無不體現(xiàn)出藝術的審美和獨具匠心的創(chuàng)造性。這一實踐活動的完成，讓農村初中生的數(shù)學、物理知識得到了綜合運用，工程設計和技術操作能力得到了很好的訓練，藝術設計也得到了充分體現(xiàn)。因為工程本身就融合了必要的STEAM課程知識與技能，滲透了解決現(xiàn)實問題的方法與過程，為學生的創(chuàng)新意識培養(yǎng)和創(chuàng)新能力發(fā)展搭建了必要的腳手架[6]。不僅培養(yǎng)了學生的整體意識，動手實踐能力、科學設計能力、審美能力，而且其工程與技術素養(yǎng)也都得到了明顯的提升。所以，在建造房屋模型中，學生的STEAM課程理念依托現(xiàn)實工程得到了全面落實。

總之，農村初中在實施STEAM課程的本土化進程中，須要成立STEAM課程科研項目組，研究出適合當?shù)貙嶋H需要、能提升學科教學成績、為學生家庭做出貢獻、還能培養(yǎng)學生綜合能力的系列STEAM課程。從農村環(huán)境出發(fā)實施STEAM課程，不僅科學可行而且有助于綜合提升學科教學成績，為新農村建設做出實質性貢獻，更關鍵的是可以培養(yǎng)學生的實踐創(chuàng)新力，培養(yǎng)其系統(tǒng)工程設計、藝術創(chuàng)新等核心素質。

參考文獻

[1] 王詩瑤，王永紅.跨學科STEM教育的思辨、現(xiàn)狀與應用[J].教學與管理，2018（33）.

[2] 魏曉東，于冰，于海波.美國STEAM教育的框架、特點及啟示[J].華東師范大學學報：教育科學版，2017（04）.

[3] 大衛(wèi)·安德森，季嬌.從STEM教育到STEAM教育——大衛(wèi)·安德森與季嬌關于博物館課程的對話[J].華東師范大學學報：教育科學版，2017（04）.

[4] 黃樺.基于STEM教育理念的科學教學[J].教學與管理，2018（21）.

[5] 曾麗穎，任平，曾本友.STEAM教師跨學科集成培養(yǎng)策略與螺旋式發(fā)展之路[J].電化課程研究，2019（03）.

[6] 楊玉佩.小學STEAM教育的實踐與思考[J].創(chuàng)新人才課程，2016（03）.

[作者：曾茂林（1965-），男，四川宜賓人，嶺南師范學院教育科學學院，教授，博士。]

【責任編輯? 郭振玲】