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我的STEM研究之旅

STEM教育当下正盛行,作为一线教师如何对此进行研究呢?我来分享一下我的研究之旅:“三本书,三个案例,三次成长——我的STEM研究之旅”。如何进行实践,有先行者的研究为我提供了经验。南京玄武区的冯凌老师的专著《促进融合的学习》,这本书呈现了8个案例,明确了STEM学习流程:

1.引入问题与确定需求

2.调查研究与学习支持

3.分析观点与建立模型

4.测试优化与解决问题

更让我明白了STEM的核心:STEM以工程设计为基石,引导学生用他们在科学、技术、数学各领域的知识来解决真实世界中有意义的问题。

一、依葫芦画瓢模仿实践

我的第一个项目是DIY水净化器。

【反思】次实践我虽然是照搬书上的案例,但在实践中我也在不断反思与优化。如我创设了真实生活情景,带领学生去附近的水源地采集水样,进入真实的有意义的学习。又如借助社会资源,寻求技术帮助,拓宽学生的学习空间。跟着冯凌老师主编的优秀案例学习,让我走近了STEM课程。

二、基于教材的内容改编

如果说第一次的实践让我揭开了STEM的神秘面纱,那么第二次实践时我就有想自己来开发设计课程的念想了。但要进行课程开发课不是容易的事情。为了降低难度,我决定采用从科学教材中寻找内容进行STEM课程的设计的策略。通过研究,苏教版六年级上册的做酸奶活动成了我的首选。我找到了王雪华、屈梅翻译的《基于项目的STEM学习》一书。

这本书分十四章节比较全面的介绍了基于项目的STEM学习,内容包括历史背景、理论框架、基于项目的STEM学习中的技术、STEM学习评价等,可以说是工具书。教学中遇到问题都可以拿来翻一翻,本书中澄清了我对技术的理解。

技术有两种角色:

1、与科学、工程、数学整合在一起的技术教育。

2、使用技术来促进STEM项目学习。

之前我对技术的理解太过狭隘,这本书让我又有了深入体会。STEM是一个跨学科,融合的课程,书中还指出:研究者应该不仅要思考科学、技术、工程和数学的核心知识,还要思考连接这四个学科领域的大概念。

脑补了一些理论后,我开始着手设计课程。这次跟第一次实践不同的是没有现成的案例,需要自己从0开始。学以致用,我借鉴了做水净化器的STEM学习流程设计课程框架,设计了学习活动。

STEM课程的活动形式强调以学生为中心,本案例的学习建立在学生已有经验的基础上,通过前置学习活动,学生对酸奶种类的调查以及健康知识的了解,从而建立“什么样的酸奶是高品质的酸奶”的概念,指导学生实现知识与方法的运用。

【反思】实的任务引发有意义的学习。这个案例设计的学习任务“为自己的家人制作一款健康的酸奶”,驱动着孩子去探索和实践。从真实情境中学习,使得学生的学习路径是开放的,其探索结果也是开放的,不存在唯一正确的答案。学生通过查阅资料、参观、请教专家等方式获得了很多制作酸奶的技巧。这些多样化的学习方式带给了孩子们不同的学习体验。

(三)基于技术的主题统整远程协作项目学习

在互联网时代,我们必须重新重视合作学习与学习社群活动的意义与重要性。

有了两次实践经验后,我并不满足现状,我进行了大胆的课程创新。我找来了陈怡倩老师的专著《直击STEAM教育的核心:统整的力量》。

这本书从为什么要做统整课程计划?

课程设计的要素有哪些?

课程设计的理论框架、系统化思维的统整教学等方面让我体会到了统整的力量。书中指出:“统整学科的教学目的是要打破单一学科,单一领域的框架。统整学科的教学强调的就是一个系统性思维的养成。它融合纵向思维的深度、横向思维的广度、系统思维的连续性。”她将教学的最终目的提升到思维的高度。

书中还指出“以学习者为中心设计的课程与教学时自然而然地以学生地学习能力、经验为考虑对象,教学方法不是单向地灌输,而是双向地不断沟通。学习过程兼具包容性。”这些话语都直戳STEM课程设计的核心。

创新一:改变学习方式

拓展学习空间

在项目准备阶段,安排学生在课余时间通过网络学习,查阅桑叶的种类、外形特征等基本常识资料,同时走进社区,调查江阴市区的桑叶分布情况,制作完成桑叶分布统计表。有兴趣的同学还参观蚕种厂,了解蚕的生活习性和环境,为养蚕做准备。

科学课上进行“成长与蜕变”主题绘本阅读,形象感知蚕的一生;围绕养蚕活动提出感兴趣的研究小课题。养蚕达人美术老师徐海燕进课堂,让养蚕变得生动而有趣。徐老师亲子为同学们岩石解剖蚕茧,告诉学生如何分辨蚕是否成蛹,引导学生观察。调查、观察、制作、专家进课堂,学习方式的多样化促进了学生的深度学习。

创新二:建构教师协作学习共同体

促进教师专业发展

“教师协作学习共同体”是指由教师作为学习者,校外专家、同事作为助学者,以教师个体的专业成长为取向,以教师的合作精神为核心,成员共享经验和资源,最终实现互促共进的学习团队。我是手工达人,设计蚕茧画和为蚕宝宝造新房等手工体验。黄老师是技术发烧友,设计查阅资料、思维导图、演讲等活动。

▲江阴要塞实验小学养蚕活动思维导图

▲张家港万红小学养蚕活动思维导图

围绕养蚕两地学生开展了各具特色的活动:我校进行了蚕茧画的制作,了解非遗知识。张家港的孩子们则在学校参观一带一路的展览,从另一角度体验参文化的韵味。

我校孩子撰写养蚕观察日记,万红小学的学生则进行养蚕绘本的创作,活动形式的多样性,给师生拓宽了教与学的空间。通过设计丰富的学习体验,教师的专业发展在同课异构中得到了极大的提高。

创新三:线上线下深度融合

重构学习方式

线下同学们观察、记录、思考,线上同学们在信息技术课学习账号注册、登录。学会围绕主题正确地发帖、回帖,这对学生信息表达、加工和交流能力提出了挑战。本次远程协作的6个板块内容,分别是议事厅、项目设计、实践探究、学习资源、成果展示以及活动评价。这些板块的预先设置,如同教学设计中的各个环节的安排,体现了教师的项目活动执教理念和对项目活动过程的有效指导。

【反思】在信息化时代,信息技术已经不仅仅是课程的学习领域,而且成为支撑学生开展学习的有效工具和平台。新课程背景下的教师已经从单一的知识传授者转变为学习的组织者、引导者,教师运用信息技术为学生搭建学习平台、精选教学资源,帮助学生改变学习方式,信息技术的应用方式正在从原来的辅助教学,逐步演变为师生交互的工具,为实现个性化教学,关注每一个学生的发展提供强大的技术支持。远程协作,将主题统整项目学习推向了一个新的境界。

这三个案例,是我在研究STEM教育实践中的一个缩影。从模仿到改编再到创新,凝聚着我的努力与汗水。我相信只有这样不断地实践与反思才有提升与进步。作为一线教师,如何做STEM教育呢?我总结了几个方法,仅供大家参考。

从科学教育走向STEM教育,这是时代发展对培养“全面发展的人”的呼唤,是将学生学习引向深度学习的必要的行动选择。

STEM教育作为跨学科、跨学段的课程,需要我们正确把握其教育内涵与实质,需要我们从校级、区域层面加以系统思考并进行恰当的顶层设计,以项目形式有效推进STEM教育研究与实践,有待我们进一步研究和实践创新。