例談基于STEM教育的跨學(xué)科學(xué)習(xí)

柳東宏

摘 要： 基于STEM教育的跨學(xué)科學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生利用科學(xué)、技術(shù)、工程或數(shù)學(xué)等學(xué)科相互關(guān)聯(lián)的知識(shí)，從多學(xué)科知識(shí)綜合應(yīng)用的角度提高解決實(shí)際問題的能力?？鐚W(xué)科學(xué)習(xí)讓學(xué)生的學(xué)習(xí)綜合化，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)自主化，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)情趣化。

關(guān)鍵詞：STEM教育；跨學(xué)科學(xué)習(xí)；實(shí)踐

我們身處“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代，這個(gè)時(shí)代的特征表現(xiàn)為“跨界融合、創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、重塑結(jié)構(gòu)、尊重人性、開放生態(tài)、連接一切”，科技發(fā)展從高度分化走向高度融合，交叉學(xué)科不斷涌現(xiàn)，各學(xué)科之間在理論層次和方法層次上互相滲透與融合。跨學(xué)科課程整合就是打破學(xué)科界限，把不同學(xué)科不同領(lǐng)域的理論和方法有機(jī)地融合，有目的、有計(jì)劃地設(shè)計(jì)組織課程內(nèi)容和教學(xué)活動(dòng)，提高學(xué)生的綜合素養(yǎng)、促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展，STEM教育則是典型的跨學(xué)科課程整合方式?？鐚W(xué)科學(xué)習(xí)作為一種學(xué)習(xí)方式，具有目的與手段的雙重特性?；赟TEM教育的跨學(xué)科學(xué)習(xí)，通過引導(dǎo)學(xué)生利用科學(xué)、技術(shù)、工程或數(shù)學(xué)等學(xué)科相互關(guān)聯(lián)的知識(shí)，從多學(xué)科知識(shí)綜合應(yīng)用的角度提高解決實(shí)際問題的能力?；谝陨纤伎疾⒔Y(jié)合本校資源優(yōu)勢，筆者選擇了以設(shè)計(jì)智能垃圾桶為項(xiàng)目主題的課堂教學(xué)，和電教老師一起協(xié)同教學(xué)，從多維度實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科學(xué)習(xí)的教學(xué)目標(biāo)。讓學(xué)生知道智能垃圾桶與環(huán)境保護(hù)的關(guān)系，利用計(jì)算機(jī)編程等技術(shù)，指導(dǎo)組裝應(yīng)用模塊；在搜集廢棄物及運(yùn)用和田十二法進(jìn)行設(shè)計(jì)與制作中，了解智能垃圾桶的造型特點(diǎn)，發(fā)展形象思維，培養(yǎng)創(chuàng)新能力，進(jìn)一步體會(huì)跨學(xué)科學(xué)習(xí)的快樂。

一、跨學(xué)科學(xué)習(xí)讓學(xué)生的學(xué)習(xí)綜合化

傳統(tǒng)的課程，給學(xué)生的是一口又一口的學(xué)科深井，每個(gè)學(xué)科都教得很深、很透，但是學(xué)科間往往壁壘深嚴(yán)，缺少關(guān)聯(lián)，難以培養(yǎng)學(xué)生綜合解決問題的能力，而開展跨學(xué)科的項(xiàng)目學(xué)習(xí)能把一口口的學(xué)科深井打通。在教學(xué)中，以某一學(xué)科的知識(shí)與技能為載體，將多種學(xué)科的相關(guān)知識(shí)與技能綜合起來學(xué)與教，在一定程度上打破了學(xué)科間的界限，這是在高層上對(duì)學(xué)科分化的超越。當(dāng)然，跨學(xué)科不是課程教學(xué)內(nèi)容的簡單綜合，更不是課程教學(xué)內(nèi)容的簡單刪繁就簡，而是在一定的學(xué)科教學(xué)載體上，注重學(xué)生思維整體性的構(gòu)建和學(xué)生知識(shí)綜合運(yùn)用能力的培養(yǎng)。本項(xiàng)目以“設(shè)計(jì)智能垃圾桶”為活動(dòng)載體，讓學(xué)生經(jīng)歷了知識(shí)的發(fā)生、發(fā)展過程。在欣賞八個(gè)小組作品的同時(shí)發(fā)現(xiàn)自身廢棄物的選擇、垃圾桶外形的設(shè)計(jì)、功能的改進(jìn)上存在的不足，進(jìn)而展開研究，通過探討對(duì)比，發(fā)現(xiàn)彼此之間的差異，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的審美觀念和精益求精的求學(xué)態(tài)度。在美化環(huán)節(jié)，感受不同顏色的包裝紙的搭配技巧，并能及時(shí)調(diào)整并進(jìn)行作品美化，進(jìn)而延伸出一系列新的項(xiàng)目，如怎樣利用智能垃圾桶的外殼顯示“中國風(fēng)”、成為宣傳學(xué)校特色的名片等。

二、跨學(xué)科學(xué)習(xí)讓學(xué)生的學(xué)習(xí)自主化

新課程倡導(dǎo)知識(shí)的獲得是一個(gè)主動(dòng)的過程，學(xué)習(xí)者不應(yīng)該是信息的被動(dòng)接受者，而應(yīng)該是獲取過程的主動(dòng)參與者，應(yīng)最大限度地參與學(xué)習(xí)的全過程。項(xiàng)目學(xué)習(xí)正好與新課程理念不謀而合。項(xiàng)目學(xué)習(xí)活動(dòng)中，學(xué)生是學(xué)習(xí)的主人，是學(xué)習(xí)的積極參與者，是學(xué)習(xí)的主體，誰都無法取代他們的地位，教師只是學(xué)生學(xué)習(xí)的促進(jìn)者、指導(dǎo)者、協(xié)助者。在這節(jié)項(xiàng)目課中，筆者課前組織學(xué)生做了認(rèn)真的調(diào)查和走訪，努力發(fā)掘生活中的真問題，給學(xué)生一個(gè)感興趣的任務(wù)：通過制作智能垃圾桶，幫助人們解決垃圾分類的問題，為人類造福。在這個(gè)項(xiàng)目的驅(qū)動(dòng)下，學(xué)生開始了探索之路，雖然整個(gè)學(xué)習(xí)的過程充滿了挑戰(zhàn)，但是學(xué)生都能積極主動(dòng)地參與進(jìn)來。組裝感應(yīng)器和桶蓋時(shí)，學(xué)生利用已有的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行高度、位置及粘貼的方式，當(dāng)出現(xiàn)不同的作品時(shí)，學(xué)生主動(dòng)分析安裝效果的不同，對(duì)材料的選擇、電池效能的大小等有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，動(dòng)手實(shí)踐的欲望更強(qiáng)了。在美化中，學(xué)生能夠利用小組組員優(yōu)勢，分工有別，美術(shù)好的同學(xué)負(fù)責(zé)繪畫；電腦技術(shù)強(qiáng)的同學(xué)負(fù)責(zé)編程及反復(fù)檢測；動(dòng)手能力強(qiáng)的同學(xué)組裝廢棄物。盡管在活動(dòng)中，學(xué)生走動(dòng)頻繁，坐姿隨意，但是個(gè)個(gè)主動(dòng)思考，積極活躍，此時(shí)的他們才是真正的學(xué)習(xí)主人，高高地立在課堂的中央。

三、跨學(xué)科學(xué)習(xí)讓學(xué)生的學(xué)習(xí)情趣化

學(xué)習(xí)是有趣的還是枯燥乏味，這對(duì)于學(xué)習(xí)活動(dòng)的成敗至關(guān)重要。因此如何激發(fā)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐的興趣并且能夠持續(xù)關(guān)注活動(dòng)項(xiàng)目，應(yīng)該成為教師在課堂實(shí)踐中最為關(guān)切的問題。然而，究竟以什么來吸引學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)呢？有時(shí)教師挖空心思創(chuàng)設(shè)好的情景，或許在學(xué)生眼里就是配合著演戲，教師絞盡腦汁設(shè)計(jì)好的PPT，或許學(xué)生關(guān)注的只是知識(shí)圖案的美麗和動(dòng)畫演繹的精彩。真正意義的跨學(xué)科學(xué)習(xí)，一定是一種快樂學(xué)習(xí)，是學(xué)生能對(duì)學(xué)習(xí)項(xiàng)目感興趣，愿意主動(dòng)參與到項(xiàng)目研究中來，并在慢慢研究的過程中發(fā)現(xiàn)一些從未發(fā)現(xiàn)的新東西，并且愿意和他人一起分享這些發(fā)現(xiàn)，從而得到大家的肯定，這樣的快樂才是真正的快樂。在項(xiàng)目學(xué)習(xí)活動(dòng)中，筆者呈現(xiàn)的項(xiàng)目內(nèi)容是：設(shè)計(jì)制作垃圾桶。因?yàn)槲迥昙?jí)的孩子是具有一定的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)和動(dòng)手能力的，喜歡操作，而且樂于挑戰(zhàn)，他們并不知道設(shè)計(jì)制作智能垃圾桶究竟能學(xué)到什么知識(shí)，他們只是迫切地需要相互合作，調(diào)動(dòng)知識(shí)儲(chǔ)備來創(chuàng)新一個(gè)“產(chǎn)品”——智能垃圾桶，幫助人們解決生活中的實(shí)際問題。在實(shí)踐過程中，學(xué)生對(duì)編程及模塊的組裝是新奇而興奮的心理，利用廢棄物制作和美化垃圾桶，學(xué)生更多地會(huì)感覺到是在邊做邊玩。沒有枯燥的學(xué)習(xí)，只有充滿趣味的觀察發(fā)現(xiàn)，層層深入，真正讓學(xué)生在“玩中學(xué)”“學(xué)中玩”“教學(xué)做合一”。

本節(jié)基于STEM項(xiàng)目的跨學(xué)科學(xué)習(xí)的教學(xué)實(shí)踐，給予了學(xué)生豐富的實(shí)踐體驗(yàn)，學(xué)生在制作智能垃圾桶的過程中，不僅增強(qiáng)了環(huán)保意識(shí)，發(fā)展了創(chuàng)新思維，還改變了學(xué)習(xí)方式，培養(yǎng)了責(zé)任擔(dān)當(dāng)。在項(xiàng)目實(shí)施過程中，學(xué)生不再認(rèn)為學(xué)習(xí)是一種負(fù)擔(dān)，而是自身的需要，學(xué)生學(xué)會(huì)了學(xué)習(xí)；學(xué)習(xí)不再僅僅是老師講學(xué)生聽，而是生活和志趣，學(xué)生學(xué)會(huì)了生活；學(xué)習(xí)收獲的不再僅僅是分?jǐn)?shù)和產(chǎn)品，而是他們親身體驗(yàn)到的成果和快樂，學(xué)生學(xué)會(huì)了創(chuàng)新；學(xué)習(xí)不再是一個(gè)人的苦思冥想，而是在與同伴的交流互助中發(fā)現(xiàn)問題和解決問題，學(xué)生學(xué)會(huì)了共處。