高旅威 廣東省深圳市龍崗區(qū)龍崗中心學(xué)校

工程項目類的STEM課程是一種能充分鍛煉學(xué)生的動手能力、綜合應(yīng)用能力的課程。傳統(tǒng)的工程項目類課程為了達成項目目標常常會將重點放在理工科技能力上，而忽略課程中的人文內(nèi)涵，因此容易出現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機不明確、課程綜合性不足、結(jié)構(gòu)和原理相割裂、原理與原理之間沒有聯(lián)系、課程生長性不足等問題。而A-STEM課程從學(xué)生的需求出發(fā)，重視學(xué)生的學(xué)習(xí)動機，遵循學(xué)生的身心發(fā)展規(guī)律，給工程項目類的STEM課程尋找了一個合適的人文內(nèi)涵落腳點。下面，筆者以“用紙造一座橋”項目為例談?wù)勅宋囊I(lǐng)的工程項目類STEM課程開發(fā)的一些策略。

●真實情境體現(xiàn)項目價值

開發(fā)A-STEM課程要以學(xué)生的需求為出發(fā)點，盡量避免生硬地教授技術(shù)和原理。A-STEM課程應(yīng)當以人為本，課程開發(fā)要注重課程對學(xué)生的意義，課程實施要注重學(xué)生學(xué)習(xí)動機的引發(fā)與課程中情感的設(shè)計，使整個項目情理交融、充滿活力。

1.用真實情境激發(fā)學(xué)習(xí)動機

想要學(xué)生積極主動地學(xué)習(xí)，就要先解決為什么學(xué)的問題。只有學(xué)生覺得有趣或有意義的事，他們才有可能心甘情愿地學(xué)、自主地學(xué)、積極地學(xué)。真實的情境可以激發(fā)學(xué)生的同理心和責(zé)任感，而同理心和責(zé)任感可以驅(qū)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)。

筆者以為貴州山區(qū)人民制作跨山大橋作為真實情境，讓學(xué)生了解當?shù)厝嗣癯鲂械睦щy，理解當?shù)厝嗣駥Ω咚俦憬莩鲂蟹绞降目释Ｍ瑫r通過觀看紀錄片《超級工程Ⅱ》中的第二集《中國橋》，了解橋?qū)χ袊煌?、?jīng)濟發(fā)展的重要作用。通過真實的情境激發(fā)了學(xué)生的同理心，用學(xué)生迫切希望幫助山區(qū)人民便利出行的樸素情感，驅(qū)動其學(xué)習(xí)造紙橋。

2.在真實情境中轉(zhuǎn)變身份，理解任務(wù)的意義

觀看《超級工程Ⅱ》的另一個目的是幫助學(xué)生了解工程師、設(shè)計師是怎么工作的，讓學(xué)生設(shè)想自己以后有可能成為一名工程師、設(shè)計師，并以工程師、設(shè)計師的身份綜合考慮造橋時要面對的問題，從而提升自身的榮譽感和使命感。

3.利用真實情境，明確教學(xué)目標

真實情境不僅是情感的潤滑劑，也是課程的推進器和項目搭建的平臺。使用與課程任務(wù)相關(guān)聯(lián)的有用情境可以幫助學(xué)生快速了解學(xué)習(xí)目標。本課利用KT板、木材等搭建了一個簡化的場景，方便學(xué)生快速理解目標任務(wù)和進行簡要參數(shù)的測量（如圖1）。

圖1

●大膽重構(gòu)，變線性課程為開放課程

1.構(gòu)建相對開放的課程，教學(xué)的彈性更大，促進課程生長

現(xiàn)行的國家課程大部分是一個課時一個知識點，課與課之間以知識脈絡(luò)連接，沒有做到以生為本。開發(fā)STEM課程，改變了國家課程一個課時一個知識點的模式，目的是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用S、T、E、M的能力。但當前很多STEM課程會把S、T、E、M生硬地分割開，以便更清晰明了地向?qū)W生展示每一個原理、技術(shù)。這種分割式的STEM課程受到線性課程的影響，教師企圖控制課程的每一個步驟，這顯然無法做到以生為本。以學(xué)生為本的開放課程，應(yīng)將這種按程序一步一步走的課程打散，重新組合，構(gòu)建一個開放式的課程框架。

2.把離散的知識點教學(xué)變?yōu)殚L周期的綜合探究

當前的STEM課程教學(xué)流程分為五個部分，即確定目標、學(xué)習(xí)原理、設(shè)計制造、測試作品、交流評價。這種STEM課程是一種線性的課程，教師按照設(shè)計好的課程一步步講授，控制著課程的每一個步驟，其本質(zhì)上仍然是以課程為中心的教學(xué)流程。要讓課程以學(xué)生為中心，首先要打破這種由教師設(shè)計好線性課程的教學(xué)模式，轉(zhuǎn)變?yōu)閹熒餐O(shè)計開發(fā)課程。

筆者改進的課程流程如圖2所示，學(xué)生共同提出問題，總結(jié)方法，學(xué)習(xí)效率更高，學(xué)習(xí)效果更好。這種模式將技術(shù)的學(xué)習(xí)融入到原理學(xué)習(xí)的過程中，原理和技術(shù)的學(xué)習(xí)同時進行，增加了原理與技術(shù)之間的聯(lián)系，減少了割裂。

3.巧立學(xué)習(xí)支架，自主積極學(xué)習(xí)

學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，學(xué)習(xí)的主要過程應(yīng)該由學(xué)生來完成。但是工程項目復(fù)雜且綜合度很高，僅靠學(xué)生自己去完成非常困難。因此，教師作為學(xué)習(xí)的促進者要善于為學(xué)生提供合適的學(xué)習(xí)支架，與學(xué)生組成學(xué)習(xí)共同體，一起去探究，實現(xiàn)教學(xué)相長。在本項目中筆者提供的學(xué)習(xí)支架如下表所示。

4.注重教學(xué)的生成，項目師生共生

課程對學(xué)生是有意義的，課程的走向應(yīng)是學(xué)生決定的，學(xué)生要參與到課程的開發(fā)中去。因此，課程不能是教師事先完全設(shè)計好的，而應(yīng)在師生互動的過程中，通過教師對學(xué)生的需要和感興趣的事物的價值判斷，不斷調(diào)整，以促進學(xué)生更加有效地學(xué)習(xí)，即進行生成性教學(xué)。

在本項目中，學(xué)生學(xué)習(xí)框架式結(jié)構(gòu)不是因為教師要教框架結(jié)構(gòu)，而是發(fā)現(xiàn)并列式紙橋用紙?zhí)?，紙不夠用，才想到結(jié)合鋼架橋做框架式的紙橋。學(xué)生在觀察懸索橋時發(fā)現(xiàn)可以用鋼索來加強橋的承重能力，于是模仿懸索橋利用紙繩加固紙橋，師生一起研究紙繩穿和綁的方法，最終做出懸索紙橋、斜拉紙橋等紙橋，極大地豐富了紙橋的類型。

●轉(zhuǎn)變評價方式，促進項目迭代提升

1.用形成性評價

A-STEM課程的評價理念是“一切皆在形成中”，對學(xué)習(xí)成效的考查主要以學(xué)生的形成性評價為主、終結(jié)性評價為輔，其目的是通過評價不斷提供反饋，促進學(xué)生A-STEM項目的迭代提升。用形成性評價促進課程生長意味著要改變只在課程結(jié)束時做出最終評價的模式，采取在課程進行的過程中不斷做出形成性評價，即評價不再只看最后的作品，而是在學(xué)習(xí)的過程中體現(xiàn)。

2.多元化評價方式

對小學(xué)生來說完成一個復(fù)雜的工程是不容易的，只要堅持完成，都應(yīng)該予以鼓勵。工程項目是復(fù)雜的，教師應(yīng)從不同角度對學(xué)生進行多元評價。例如，除了承重能力外，可以在美觀、材料多少、設(shè)計感等方面給予評價。

3.善用自評與互評，學(xué)會分析、溝通和欣賞

評價是學(xué)習(xí)的一部分，學(xué)生通過口語、問卷、量表對自己和同學(xué)甚至教師做出評價，就是在與自己或與他人進行思維的碰撞，這種碰撞可以促進課程生長，有利于學(xué)生學(xué)會分析、溝通和欣賞。

4.用作品評價作為客觀評價

自評、互評和教師評價都是主觀的評價，對作品的測試作為一種客觀的評價，應(yīng)該是主觀評價的補充。在本項目中，“對紙橋進行承重測試”既是檢驗紙橋的制作水平的方式，也是分析紙橋結(jié)構(gòu)缺陷的重要步驟。此外，學(xué)生可以觀察紙橋變形的部分，嘗試對變形處進行改進（加固）。

●結(jié)語

本課程基于A-STEM課程以人為本的理念，彌補了傳統(tǒng)課程中工程類課程過于“功利”的缺點，發(fā)展了學(xué)生的同理心、責(zé)任感，提升了學(xué)生的動手能力及科學(xué)探究的思維。學(xué)生所做紙橋的承重能力從原本不大于6kg提升到25kg，紙橋從單一的梁橋發(fā)展為懸索橋、斜拉橋等多種形式。所以，以人為本的理念，對工程類課程教學(xué)有一定的提升作用。