摘要：近年來(lái)，“STEM教育”成為教育領(lǐng)域的熱詞。這一現(xiàn)象主要的驅(qū)動(dòng)力源于國(guó)內(nèi)教育發(fā)展對(duì)于學(xué)生核心素養(yǎng)和關(guān)鍵能力以及為了培養(yǎng)素養(yǎng)和能力而倡導(dǎo)的“以學(xué)習(xí)為中心”的課堂的關(guān)注。STEM教育讓課堂“以學(xué)習(xí)為中心”成為可能，讓學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)在課堂落地成為可能，因而受到格外的關(guān)注和研究。STEM教育方式正逐漸展現(xiàn)出自己相對(duì)于傳統(tǒng)分科教學(xué)方式的優(yōu)越性：項(xiàng)目主題有趣、有用，能保持學(xué)習(xí)驅(qū)動(dòng)力;延展時(shí)空疆域，讓個(gè)性化學(xué)習(xí)成為可能;突破學(xué)科壁壘，為項(xiàng)目需要而學(xué)習(xí);任務(wù)更復(fù)雜，指向合作學(xué)習(xí);作品多樣化、獨(dú)創(chuàng)性，在迭代中優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：STEM課例項(xiàng)目迭代

近年來(lái)，“STEM教育”成為教育領(lǐng)域的熱詞。這一現(xiàn)象主要的驅(qū)動(dòng)力源于國(guó)內(nèi)教育發(fā)展對(duì)于學(xué)生核心素養(yǎng)和關(guān)鍵能力以及為了培養(yǎng)素養(yǎng)和能力而倡導(dǎo)的“以學(xué)習(xí)為中心”的課堂的關(guān)注。STEM教育讓課堂“以學(xué)習(xí)為中心”成為可能，讓學(xué)生核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力的培養(yǎng)在課堂落地成為可能，因而受到格外的關(guān)注和研究。

STEM教育方式正逐漸展現(xiàn)出其相對(duì)于傳統(tǒng)分科教學(xué)方式的優(yōu)越性，因此也被寫(xiě)入了《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》：“倡導(dǎo)跨學(xué)科學(xué)習(xí)方式?？茖W(xué)（science）、技術(shù)（technology）、工程（engineering）與數(shù)學(xué)（mathematics），即STEM，是一種以項(xiàng)目學(xué)習(xí)、問(wèn)題解決為導(dǎo)向的課程組織方式，它將科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)有機(jī)地融為一體，有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。”這標(biāo)志著STEM教育正在從探索走向?qū)嵺`，應(yīng)成為全體科學(xué)教師及其他學(xué)科教師需要認(rèn)真貫徹和落實(shí)的任務(wù)。此外，新一輪的課標(biāo)修訂還強(qiáng)調(diào)科學(xué)探究與科學(xué)實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合與循環(huán)迭代，STEM教育因?yàn)樽⒅毓こ碳夹g(shù)領(lǐng)域的融合而十分契合這一需求。

《爆破摩天大樓》《摩爾斯電碼》兩則STEM教育課例都是由學(xué)校一線(xiàn)教師根據(jù)STEM教育理念，自主開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)實(shí)施的。從專(zhuān)業(yè)的角度來(lái)看，它們都還有瑕疵，難以盡善盡美。但從案例的設(shè)計(jì)以及教學(xué)實(shí)錄來(lái)看，還是體現(xiàn)了不少STEM教育應(yīng)有的特質(zhì)與樣態(tài)的，值得在更為廣泛的STEM教育實(shí)踐中借鑒與彰顯。

一、項(xiàng)目主題有用、有趣，能保持學(xué)習(xí)驅(qū)動(dòng)力

STEM教育課例一般是從發(fā)布一個(gè)要求明確的任務(wù)或解決一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的問(wèn)題開(kāi)始的，在此基礎(chǔ)上由學(xué)生個(gè)體或團(tuán)隊(duì)開(kāi)展持續(xù)性的探究。那么，要讓學(xué)生保持持久的學(xué)習(xí)動(dòng)力，所選擇的項(xiàng)目任務(wù)或問(wèn)題，要么基于學(xué)生生活實(shí)際，使學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)能夠解決或滿(mǎn)足生活中的實(shí)際困難或需求;要么新奇、有趣，能夠最大限度地激發(fā)學(xué)生的好奇心。

《爆破摩天大樓》課例中，貫穿始終的項(xiàng)目是用規(guī)定的材料搭建一座大樓并實(shí)施爆破，具體表述為：（1）在“15厘米×15厘米”的區(qū)域內(nèi)，用50根長(zhǎng)和寬都是1.5厘米、高是8厘米的長(zhǎng)方形木條，搭建一座不低于60厘米的大樓。（2）用一根棉線(xiàn)拴住大樓的某根木條，拉動(dòng)棉線(xiàn)使大樓倒塌，實(shí)現(xiàn)爆破。無(wú)論搭建大樓還是爆破大樓，無(wú)論語(yǔ)言文字的表述效果還是需要實(shí)際操作的探究過(guò)程，都是學(xué)生感興趣的、充滿(mǎn)期待的、想要去嘗試的。

《摩爾斯電碼》的課題一公布，立刻引起了全班學(xué)生的歡呼，可見(jiàn)他們對(duì)于這一研究主題的感興趣程度。當(dāng)獲知通過(guò)學(xué)習(xí)，他們不但可以用摩爾斯電碼進(jìn)行完整的編碼、發(fā)送、接收、解碼的聯(lián)絡(luò)過(guò)程，還能自己制作一套發(fā)報(bào)系統(tǒng)，甚至編制自己的獨(dú)特密語(yǔ)時(shí)，學(xué)生更是熱情高漲，表現(xiàn)為在整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程中，思維始終保持高度活躍的狀態(tài)。

二、延展時(shí)空疆域，讓個(gè)性化學(xué)習(xí)成為可能

傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式，時(shí)間相對(duì)固定，學(xué)生也很難跳出教室空間之外。而讓學(xué)生直面生活中的真問(wèn)題、真項(xiàng)目，并給學(xué)生更多的時(shí)間和空間，讓他們面臨具體項(xiàng)目、問(wèn)題的復(fù)雜性，允許他們有更多的選擇和取舍，迫使他們采取更多的合作和交流，知識(shí)才有可能自主建構(gòu)，思維才有可能走向深入，創(chuàng)意才有可能油然而生。

上述兩則課例中，都采用了兩個(gè)課時(shí)的教學(xué)設(shè)計(jì)。這樣，教師可以沒(méi)有時(shí)間壓力進(jìn)行教學(xué)安排;學(xué)生團(tuán)隊(duì)可以有較長(zhǎng)的時(shí)間進(jìn)行獨(dú)立規(guī)劃和完成學(xué)習(xí)任務(wù)，而不必按照老師的要求亦步亦趨。從課堂觀(guān)察的實(shí)際效果來(lái)看，在每課長(zhǎng)達(dá)20分鐘的小組合作學(xué)習(xí)活動(dòng)中，每一個(gè)學(xué)生都有表達(dá)自己觀(guān)點(diǎn)的時(shí)間和機(jī)會(huì)，小組討論時(shí)有了意見(jiàn)相左的爭(zhēng)論與最終協(xié)商的一致，項(xiàng)目推進(jìn)過(guò)程中看到了失敗與失敗之后的討論與修改，這些都是傳統(tǒng)課堂上難得一見(jiàn)的。當(dāng)然，如果不考慮教學(xué)展示的需要，隔一段時(shí)間后再進(jìn)行第二課時(shí)的教學(xué)，讓學(xué)生可以根據(jù)項(xiàng)目需要去做一些自發(fā)的資料拓展和學(xué)習(xí)，應(yīng)該能在第二課時(shí)中看到更多的精彩。

三、突破學(xué)科壁壘，為項(xiàng)目需要而學(xué)習(xí)

未來(lái)社會(huì)，學(xué)生面對(duì)的許多任務(wù)與問(wèn)題都是超越單一學(xué)科內(nèi)容的。因而，在STEM教育中，應(yīng)該突破學(xué)科之間的壁壘，不必刻意定性這是一節(jié)科學(xué)課還是一節(jié)其他學(xué)科的課。也就是說(shuō)，STEM教育不應(yīng)人為地、機(jī)械地去分解項(xiàng)目的學(xué)科目標(biāo)，區(qū)分哪些環(huán)節(jié)是基于科學(xué)學(xué)科的、哪些環(huán)節(jié)是基于數(shù)學(xué)學(xué)科的，抑或畫(huà)蛇添足地去額外設(shè)置學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)來(lái)補(bǔ)齊四大基本領(lǐng)域（科學(xué)、技術(shù)、工程、教學(xué)）的內(nèi)容。在學(xué)習(xí)過(guò)程中會(huì)涉及哪些領(lǐng)域、誰(shuí)先誰(shuí)后、誰(shuí)重誰(shuí)輕，一切都應(yīng)該根據(jù)項(xiàng)目推進(jìn)的需要，不求形式上的完整。

《爆破摩天大樓》課例中，科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)各學(xué)科要素是隨著項(xiàng)目的呈現(xiàn)一下子鋪呈開(kāi)的，學(xué)生要高質(zhì)量地完成項(xiàng)目就必須考慮大樓的重心、高度，爆破引線(xiàn)的設(shè)置點(diǎn)，最終作品的數(shù)字化上傳，積分的統(tǒng)計(jì)等諸多因素，并且要處理好大樓高度與占地面積之間的矛盾。這些問(wèn)題把各學(xué)科知識(shí)揉為一體，使學(xué)生的綜合能力水平自然地隨著項(xiàng)目的推進(jìn)而水漲船高。

《摩爾斯電碼》課例中，課程的邏輯結(jié)構(gòu)不再是多點(diǎn)開(kāi)花，而是線(xiàn)性推進(jìn)：首先，學(xué)習(xí)并嘗試運(yùn)用發(fā)報(bào)技術(shù)中的兩端——編碼與解碼;然后，探尋發(fā)報(bào)機(jī)的工作原理，并利用元件組塊的方式組裝發(fā)報(bào)機(jī)，解決發(fā)報(bào)的硬件設(shè)備需要。這樣的學(xué)習(xí)進(jìn)程是環(huán)環(huán)相扣的，科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)各學(xué)科的元素也是在項(xiàng)目推進(jìn)的過(guò)程中根據(jù)需要自然出現(xiàn)的。

四、任務(wù)更復(fù)雜，指向合作學(xué)習(xí)

目前，“小組學(xué)習(xí)”“合作學(xué)習(xí)”也都是教育領(lǐng)域的熱詞。但事實(shí)上，絕大多數(shù)的合作學(xué)習(xí)徒有其表：一是課堂時(shí)間太短，留不出足夠的時(shí)間讓學(xué)生合作學(xué)習(xí);二是學(xué)習(xí)任務(wù)難度不夠，學(xué)生往往不需要合作就能完成。因此，更多的小組合作學(xué)習(xí)變成了觀(guān)點(diǎn)的分享，變成了學(xué)生就同一個(gè)問(wèn)題發(fā)表各自的看法，導(dǎo)致同質(zhì)化現(xiàn)象嚴(yán)重，無(wú)法形成互補(bǔ)，合作學(xué)習(xí)的深度也就不夠。

達(dá)克沃斯說(shuō)過(guò)：“如果知識(shí)領(lǐng)域?qū)W(xué)習(xí)者是可獲得的，它們必須以其全部復(fù)雜性呈現(xiàn)出來(lái)。當(dāng)我們過(guò)于簡(jiǎn)化了課程，我們就消除了學(xué)習(xí)者與之建立聯(lián)系的具體方面?！?STEM教育呈現(xiàn)出的就是更多的復(fù)雜性，并與之匹配地留出更多的學(xué)習(xí)時(shí)間，從而讓真正的高質(zhì)量的合作學(xué)習(xí)成為可能。《爆破摩天大樓》課例中，這種高質(zhì)量的合作體現(xiàn)得更為充分：整個(gè)第二課時(shí)，學(xué)生圍繞任務(wù)，嘗試、交流、再?lài)L試、再交流，每一個(gè)學(xué)生都能充分發(fā)表自己的意見(jiàn)，認(rèn)真聆聽(tīng)同伴的意見(jiàn)并進(jìn)行整理、融合，在嘗試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題，思維在多次迭代中走向深入。而《摩爾斯電碼》第二課時(shí)中，學(xué)生的分工更加明晰，也更像專(zhuān)業(yè)團(tuán)隊(duì)的組合：機(jī)械工程師、軟件工程師、編碼專(zhuān)家、解碼專(zhuān)家。

五、作品多樣化、獨(dú)創(chuàng)性，在迭代中優(yōu)化

在基于項(xiàng)目的STEM教育中，最后呈現(xiàn)的不再是有標(biāo)準(zhǔn)答案的作業(yè)，而是多樣化的、獨(dú)創(chuàng)性的作品。師生一起從作品的整體效果中來(lái)尋找亮點(diǎn)與不足，這是最大的精彩之處，也是工程設(shè)計(jì)中的正常思維：沒(méi)有最好，只有更好。產(chǎn)品在從1.0、2.0到n.0的多次迭代中逐步升級(jí)，不斷趨向完美，卻永遠(yuǎn)沒(méi)有盡頭。

《爆破摩天大樓》課例中，各小組的作品造型各異、高低不同，“爆破”之后更是效果迥異——最美的未必是最高的，最高的卻又未必是最成功的，各美其美，卻又各有可以繼續(xù)完善的地方。

《摩爾斯電碼》課例中，設(shè)計(jì)的本是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓こ虇?wèn)題，在作品呈現(xiàn)上并不存在太多自由發(fā)揮的空間，但是最后一個(gè)任務(wù)“參照國(guó)際摩爾斯電碼表編寫(xiě)自己的密語(yǔ)”卻成為神來(lái)之筆，激發(fā)了學(xué)生無(wú)限的想象力，也讓一節(jié)課的結(jié)束成為新研究的開(kāi)始。

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