郭燕娜

(廣東省廣州市增城區(qū)增江小學(xué) 廣東廣州 511300)

一、STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的研究背景

STEM 教育是一種面向真實(shí)問(wèn)題的跨學(xué)科學(xué)習(xí)方式，它注重在真實(shí)情景中實(shí)踐、注重自主動(dòng)手、注重過(guò)程體驗(yàn)，它主張采用學(xué)生主動(dòng)參與、合作學(xué)習(xí)等學(xué)習(xí)方式。項(xiàng)目式學(xué)習(xí) (Project Based Learning，簡(jiǎn)稱 PBL) 是一種課堂活動(dòng)模式，它強(qiáng)調(diào)長(zhǎng)期的、跨學(xué)科的、學(xué)生中心的，且與現(xiàn)實(shí)世界之問(wèn)題和實(shí)踐相融合的學(xué)習(xí)活動(dòng)[1]。可見(jiàn)，STEM 教育和項(xiàng)目式學(xué)習(xí)都是倡導(dǎo)問(wèn)題解決驅(qū)動(dòng)的跨學(xué)科整合學(xué)習(xí)，STEM 項(xiàng)目學(xué)習(xí)為不同學(xué)科內(nèi)容的整合提供了條件。STEM 項(xiàng)目式學(xué)習(xí)是 21 世紀(jì)實(shí)施素質(zhì)教育、培養(yǎng)人才的重要途徑[2]。21 世紀(jì)人才最重要的不是知識(shí)，而是能力[3]。不管是國(guó)際社會(huì)提出的21 世紀(jì)技能，還是中國(guó)提出的培養(yǎng)“全面發(fā)展的人”為核心的核心素養(yǎng)，都強(qiáng)調(diào)要培養(yǎng)學(xué)生的批判性思考能力、創(chuàng)造力、與人溝通的能力、與人合作的能力等。筆者學(xué)校從2017年起將STEM 教育理念引入課堂，以項(xiàng)目式學(xué)習(xí)為導(dǎo)向，以舉辦“一月一節(jié)慶·民俗文化節(jié)”這一真實(shí)情境為切入點(diǎn)，選擇了最受學(xué)生喜愛(ài)的“風(fēng)箏”為探究對(duì)象，開(kāi)發(fā)了4 個(gè)多月的跨學(xué)科合作的“小風(fēng)箏，大創(chuàng)意”STEM 項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合實(shí)際生活經(jīng)驗(yàn)，以團(tuán)隊(duì)合作的形式，在解決真實(shí)問(wèn)題中培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力以及創(chuàng)新能力，實(shí)現(xiàn)高階思維的發(fā)展，學(xué)生的核心素養(yǎng)得到長(zhǎng)足發(fā)展。

二、STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的實(shí)例探索

(一)任務(wù)驅(qū)動(dòng)，賦予角色

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)需要以對(duì)學(xué)生有意義且重要的問(wèn)題為線索來(lái)組織和推進(jìn)教學(xué)活動(dòng)，可以說(shuō)，驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題是項(xiàng)目展開(kāi)的核心和靈魂。[4]學(xué)期伊始，筆者學(xué)校面向全體學(xué)生征集“一月一節(jié)慶·民俗文化節(jié)”為活動(dòng)主題，經(jīng)過(guò)一輪頭腦大風(fēng)暴，聚焦驅(qū)動(dòng)問(wèn)題：在民俗文化節(jié)里，至少化身為一個(gè)角色，向參加活動(dòng)的來(lái)賓介紹、展示風(fēng)箏。在“小風(fēng)箏，大創(chuàng)意”STEM 項(xiàng)目式學(xué)習(xí)實(shí)施過(guò)程中，我們將項(xiàng)目學(xué)習(xí)分解成若干個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)，任務(wù)設(shè)定既有挑戰(zhàn)性，又具有可行性，賦予學(xué)生不同的社會(huì)角色，啟發(fā)學(xué)生應(yīng)用科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)、語(yǔ)文、藝術(shù)、體育等學(xué)科知識(shí)開(kāi)展研究。在角色代入中體驗(yàn)角色價(jià)值，以問(wèn)題驅(qū)動(dòng)，不斷激發(fā)和鞏固深入研究的動(dòng)機(jī)和興趣，從而建立起對(duì)“風(fēng)箏文化”的立體認(rèn)識(shí)和傳承“風(fēng)箏文化”具體行動(dòng)，最終在學(xué)校民俗文化節(jié)中多角度整體呈現(xiàn)該項(xiàng)目學(xué)習(xí)的總成果。例如作為風(fēng)箏民俗文化節(jié)的小主播琪琪如何向參加活動(dòng)的來(lái)賓介紹風(fēng)箏的歷史文化、詩(shī)歌童謠等相關(guān)知識(shí)呢？作為小魯班的欣欣，如何向來(lái)賓演示制作風(fēng)箏的工序和流程呢？作為小健將的東東，如何向來(lái)賓展示放飛風(fēng)箏呢？這些問(wèn)題驅(qū)動(dòng)學(xué)生積極主動(dòng)參與到學(xué)習(xí)中，他們想要深入了解風(fēng)箏歷史文化，就需要學(xué)習(xí)搜集資料和篩選、整合和提取關(guān)鍵信息的方法，想要演示制作或展示放飛風(fēng)箏，就需要獲得制作風(fēng)箏或放飛風(fēng)箏的方法和技巧。從問(wèn)題的發(fā)現(xiàn)到梳理解決的辦法，學(xué)生圍繞所扮角色產(chǎn)生的核心問(wèn)題進(jìn)行深入探究，這些核心問(wèn)題符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，自主探究性被激發(fā)出來(lái)，化為一個(gè)個(gè)實(shí)踐行動(dòng)。采用“從問(wèn)題出發(fā)”的項(xiàng)目研究策略，激發(fā)學(xué)生的探究欲望和興趣，使研究主題更有意義，讓學(xué)生感受到自己是解決問(wèn)題的主角。

（二）小組合作，設(shè)計(jì)量規(guī)

每個(gè)任務(wù)的解決以學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作的形式展開(kāi)探究學(xué)習(xí)，從組建合作小組開(kāi)始，到推選組長(zhǎng)、小組分工、實(shí)踐、匯報(bào)、展示、評(píng)價(jià)、改進(jìn)等一系列合作學(xué)習(xí)的過(guò)程都要體現(xiàn)以學(xué)生為主體，建構(gòu)項(xiàng)目的學(xué)習(xí)共同體，開(kāi)展真實(shí)合作活動(dòng)。評(píng)價(jià)量規(guī)是為學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程提供形成性和終結(jié)性反饋的一種方法。[1]活動(dòng)前，學(xué)生在老師的指導(dǎo)下討論設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)量規(guī)，以前置性的評(píng)價(jià)導(dǎo)行，讓小組學(xué)習(xí)有目標(biāo)、有成效，使學(xué)生形成責(zé)任意識(shí)、競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)、團(tuán)結(jié)意識(shí)和分享習(xí)慣。在探究活動(dòng)中，從合作意識(shí)、解決方法、表達(dá)分享、成果展示等方面運(yùn)用評(píng)分規(guī)則對(duì)學(xué)生及小組完成任務(wù)的過(guò)程性表現(xiàn)作出科學(xué)評(píng)價(jià)。STEM 項(xiàng)目式學(xué)習(xí)讓學(xué)生以有意義的方式展示他們所學(xué)的內(nèi)容整合了多角度、多維度的學(xué)習(xí)體驗(yàn)評(píng)價(jià)方法，既評(píng)估學(xué)生的個(gè)人表現(xiàn)，也評(píng)估小組的表現(xiàn)，體現(xiàn)真實(shí)性、過(guò)程性和總結(jié)性。過(guò)程性的評(píng)價(jià)要具體針對(duì)任務(wù)的達(dá)成度，讓學(xué)生對(duì)自己的學(xué)習(xí)形成一個(gè)科學(xué)的認(rèn)知，對(duì)照量規(guī)，在不斷的評(píng)價(jià)、反思、修改過(guò)程中，迭代生長(zhǎng)。在“小魯班做風(fēng)箏”探究中，設(shè)置的過(guò)程性評(píng)價(jià)量規(guī)如表1 所示。

表1 “小魯班做風(fēng)箏”評(píng)價(jià)量規(guī)表

（三）設(shè)計(jì)方案，分解任務(wù)

STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)是讓學(xué)生像工程師一樣去自主提出問(wèn)題，設(shè)計(jì)解決方案并付諸行動(dòng)。一個(gè)好的設(shè)計(jì)方案對(duì)完成一個(gè)角色任務(wù)具有重要的作用，學(xué)生是在合作中完成設(shè)計(jì)方案，小組合作精神隱含在相互交流互相學(xué)習(xí)中，教師指導(dǎo)學(xué)生組內(nèi)討論交流。先由學(xué)生個(gè)體提出設(shè)計(jì)方案，再由小組成員互相借鑒，在初始設(shè)計(jì)階段主動(dòng)吸收別人的合理性做法，開(kāi)闊設(shè)計(jì)思路，最后整合形成小組解決方案，并對(duì)方案的實(shí)施進(jìn)行合理化的具體分工。如“小魯班做風(fēng)箏”這一任務(wù)學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)“如何做出一只飛得又穩(wěn)又高的風(fēng)箏”這一核心問(wèn)題，經(jīng)過(guò)組內(nèi)頭腦風(fēng)暴分解和梳理為幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，形成問(wèn)題串，具體如表2 所示。

表2 “小魯班做風(fēng)箏”問(wèn)題導(dǎo)向

小組成員圍繞這幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行逐層分解，設(shè)計(jì)出四個(gè)探究方案（如表3）。一是探究風(fēng)箏中的數(shù)學(xué)問(wèn)題：畫(huà)風(fēng)箏面、設(shè)計(jì)風(fēng)箏面；二是探究風(fēng)箏的科學(xué)奧秘：了解風(fēng)箏面、骨架、尾巴、風(fēng)箏線、風(fēng)箏線輪的作用；三是采購(gòu)制作風(fēng)箏基本材料預(yù)算：了解基本材料的特點(diǎn)、價(jià)格，做出預(yù)算方案；四是動(dòng)手制作風(fēng)箏，引導(dǎo)學(xué)生綜合運(yùn)用科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)等多門(mén)學(xué)科知識(shí)，用工程和設(shè)計(jì)的思維解決問(wèn)題，引導(dǎo)高階學(xué)習(xí)的發(fā)生，提升工程實(shí)踐能力、創(chuàng)造力、溝通合作能力等。

表3 “小魯班做風(fēng)箏”探究方案

“小魯班做風(fēng)箏”探究活動(dòng)方案充分體現(xiàn)學(xué)生主體、素養(yǎng)導(dǎo)向的跨學(xué)科學(xué)習(xí)方式（如表4）。從科學(xué)的角度讓學(xué)生了解到空氣動(dòng)力學(xué)；從數(shù)學(xué)的角度讓學(xué)生運(yùn)用統(tǒng)計(jì)、運(yùn)算、圖形等知識(shí)解決風(fēng)箏材料的選購(gòu)、成本運(yùn)算、風(fēng)箏面的設(shè)計(jì)、風(fēng)箏提線的角度控制；從技術(shù)、工程的角度讓學(xué)生在設(shè)計(jì)風(fēng)箏、制作風(fēng)箏流程中找到關(guān)鍵步驟。掌握固定風(fēng)箏骨架的位置以及風(fēng)箏提線的綁法，引導(dǎo)學(xué)生準(zhǔn)確把握包括探究、設(shè)計(jì)、制作、討論等各個(gè)環(huán)節(jié)，進(jìn)行階段任務(wù)的細(xì)化和具體化有助于學(xué)生有條不紊地開(kāi)展項(xiàng)目式學(xué)習(xí)。

表4 跨學(xué)科知識(shí)圖表分析

（四）問(wèn)題解決，迭代改進(jìn)

STEM 教育倡導(dǎo)在真實(shí)的任務(wù)中學(xué)習(xí)，強(qiáng)調(diào)在動(dòng)手實(shí)踐中學(xué)習(xí)，這種更加綜合的學(xué)習(xí)將是培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的重要途徑[3]?！靶★L(fēng)箏，大創(chuàng)意”STEM 項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的每個(gè)任務(wù)均讓學(xué)生經(jīng)歷在真實(shí)情景中體驗(yàn)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的過(guò)程。學(xué)生在具體的任務(wù)解決中，經(jīng)過(guò)自主學(xué)習(xí)、合作探究的方式，運(yùn)用調(diào)查、實(shí)驗(yàn)、分析等手段不斷改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)迭代提質(zhì)。遇到工程設(shè)計(jì)困難，先由小組查閱資料，討論解決，實(shí)在解決不了的，再由老師引導(dǎo)。如探究風(fēng)箏的飛行原理，按照小學(xué)生現(xiàn)有的知識(shí)水平，是無(wú)法直接解決的，教師給予適切的指導(dǎo)，提供相關(guān)資源包，或引導(dǎo)學(xué)生借助書(shū)籍和網(wǎng)絡(luò)尋找解決問(wèn)題的資料，最后通過(guò)小組頭腦風(fēng)暴、實(shí)踐驗(yàn)證，整合出解決辦法或更佳的方案。在此過(guò)程中，學(xué)生通過(guò)手腦并用獲得真實(shí)的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)與體驗(yàn)，運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)和多元技能解決實(shí)際問(wèn)題的能力不斷提高。如在“小健將放風(fēng)箏”實(shí)踐活動(dòng)中，學(xué)生把做好的風(fēng)箏拿到學(xué)校操場(chǎng)進(jìn)行第一次試飛，風(fēng)箏飛不起來(lái)，他們發(fā)現(xiàn)沒(méi)有想象中的容易，學(xué)生雖然之前已經(jīng)知道了風(fēng)箏的飛行原理，但沒(méi)有結(jié)合實(shí)際分析影響飛行的條件因素。教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行小組討論，在討論的基礎(chǔ)上，大家把目光聚焦到這些問(wèn)題：①風(fēng)向，是順風(fēng)放飛還是逆風(fēng)放飛？②如何判斷風(fēng)向的變化？③風(fēng)力，當(dāng)風(fēng)力不足時(shí)如何解決？④利用什么測(cè)試方法及運(yùn)用哪些數(shù)據(jù)才更有助于客觀的判斷？圍繞這些問(wèn)題，學(xué)生又再次討論解決方案，找到了相對(duì)應(yīng)的解決辦法：①檢查風(fēng)箏是否良好。②自制風(fēng)向器，判斷風(fēng)向。③用風(fēng)速計(jì)測(cè)量風(fēng)力。④當(dāng)風(fēng)力太小時(shí)，進(jìn)行人工助跑加風(fēng)。小組確定解決方案后進(jìn)行二次試飛，在飛行前判斷風(fēng)向、測(cè)風(fēng)速，發(fā)現(xiàn)風(fēng)速較小，便兩人合作，一人舉起風(fēng)箏，另一人扯線助跑。在活動(dòng)中，學(xué)生不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并以問(wèn)題為指引，及時(shí)調(diào)整解決方案，反思不足之處并加以改進(jìn)升級(jí)，經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)最終放飛成功。學(xué)生在放飛風(fēng)箏的實(shí)踐中經(jīng)歷多次的迭代循環(huán)，在這樣的迭代進(jìn)階過(guò)程中逐步培養(yǎng)了他們觀察、思考、動(dòng)手、協(xié)同、溝通、創(chuàng)新、應(yīng)用等科學(xué)探究能力，充分體現(xiàn)了STEM 核心教育理念。

表5 風(fēng)箏的迭代改進(jìn)

表6 “小健將放風(fēng)箏”探究方案

（五）展示成果，拓展延伸

STEM 項(xiàng)目學(xué)習(xí)是圍繞真實(shí)的問(wèn)題或挑戰(zhàn)設(shè)計(jì)一系列的體驗(yàn)和探究活動(dòng)，學(xué)生需綜合運(yùn)用多種學(xué)科知識(shí)與技能來(lái)解決問(wèn)題，并將最終的學(xué)習(xí)成果予以表達(dá)、交流與展示，學(xué)習(xí)過(guò)程始終伴隨反思、評(píng)價(jià)、修正和多方支持。[5]持續(xù)四個(gè)多月的“小風(fēng)箏，大創(chuàng)意”STEM 項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，學(xué)生們自由穿梭在“學(xué)科大融合”里，最終把最出彩的成果在以“箏愛(ài)藍(lán)天，放飛夢(mèng)想”為主題的民俗文化節(jié)上集中亮相：講風(fēng)箏、頌風(fēng)箏、展風(fēng)箏、畫(huà)風(fēng)箏、做風(fēng)箏、放風(fēng)箏……學(xué)生們化身為風(fēng)箏小主播、小小朗讀者、小編輯、小作家，學(xué)習(xí)描寫(xiě)風(fēng)箏的古詩(shī)，用天籟之音誦讀古詩(shī)，用認(rèn)真的筆觸書(shū)寫(xiě)風(fēng)箏；化身為小魯班，用巧手制作風(fēng)箏；化身為小畫(huà)家，用斑斕的色彩描畫(huà)、點(diǎn)染風(fēng)箏；化身為小健將，與風(fēng)箏賽跑，讓汗水與歡聲笑語(yǔ)齊飛……展示活動(dòng)精彩紛呈，來(lái)之于同學(xué)、老師、家長(zhǎng)、社會(huì)人士的贊嘆就是對(duì)孩子們學(xué)習(xí)探究的最觸動(dòng)心靈的評(píng)價(jià)，科學(xué)探究、文化傳承的種子悄然萌發(fā)，深深扎根。民俗文化節(jié)后，“小風(fēng)箏，大創(chuàng)意”STEM 項(xiàng)目學(xué)習(xí)還將繼續(xù)延伸。我們倡議學(xué)生利用假期，在家長(zhǎng)的陪伴下展開(kāi)風(fēng)箏研學(xué)之旅。學(xué)生可以根據(jù)實(shí)際選擇線上或線下的方式開(kāi)展研學(xué)活動(dòng)，將學(xué)習(xí)從課內(nèi)延伸到課外。通過(guò)考察風(fēng)箏之鄉(xiāng)，參觀風(fēng)箏博物館，拜訪風(fēng)箏藝人，開(kāi)拓視野，增長(zhǎng)見(jiàn)識(shí)感受中國(guó)風(fēng)箏文化的博大精深，提升對(duì)中國(guó)傳統(tǒng)文化的認(rèn)同感，豐富內(nèi)心世界，體悟探索精神、創(chuàng)造精神和實(shí)踐精神在創(chuàng)新發(fā)展中的重要作用，提升核心素養(yǎng)。

三、成效與反思

“小風(fēng)箏，大創(chuàng)意”STEM 項(xiàng)目學(xué)習(xí)緊緊圍繞STEM 理念，以項(xiàng)目式學(xué)習(xí)為途徑，以學(xué)生為中心，引導(dǎo)學(xué)生作為項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的實(shí)施主體，促進(jìn)學(xué)生的多元發(fā)展，為提升學(xué)生核心素養(yǎng)提供了新的視角。STEM 教育是面向所有學(xué)生培養(yǎng)綜合素質(zhì)的載體，從主動(dòng)探究、批判質(zhì)疑、融合創(chuàng)新、勞動(dòng)意識(shí)、責(zé)任意識(shí)、合作意識(shí)、技術(shù)應(yīng)用等方面促進(jìn)學(xué)生綜合能力的發(fā)展，STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)將成為小學(xué)課堂改革的趨勢(shì)和方向。對(duì)筆者來(lái)說(shuō)，STEM 視野下的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的教學(xué)實(shí)踐還處于探索初期，就如何在學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中給予學(xué)生最適切的學(xué)習(xí)指導(dǎo)，如何有效拓寬項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的空間和時(shí)間限制等相關(guān)問(wèn)題將是我們下一步深入研究STEM 項(xiàng)目學(xué)習(xí)的方向。