基于STEAM理念的初中科學(xué)項(xiàng)目化學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)
——以“自制地球儀”為例

徐亞奇

（浙江省溫嶺市新河鎮(zhèn)中學(xué) 浙江·溫嶺 317502）

1 STEAM 教育理念與金字塔學(xué)習(xí)理論

2008 年學(xué)者Ya Kman 在STEM 教育理念的基礎(chǔ)上加入了藝術(shù)（Art）元素，形成了更加系統(tǒng)的STEAM 理念。

金字塔學(xué)習(xí)理論是由美國學(xué)習(xí)專家愛德加·戴爾首先提出。它是一種現(xiàn)代學(xué)習(xí)方式的理論。研究者采用不同的學(xué)習(xí)方式，對“學(xué)習(xí)者在兩周以后對學(xué)習(xí)內(nèi)容記住的多少”加以統(tǒng)計(jì)。金字塔塔尖學(xué)習(xí)方式屬于被動學(xué)習(xí)，塔底部分屬于主動學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)方式。他提出，個(gè)人學(xué)習(xí)或被動學(xué)習(xí)相比之下學(xué)習(xí)效果較低；團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)、主動學(xué)習(xí)和參與式學(xué)習(xí)相比傳統(tǒng)方式顯得學(xué)習(xí)效果較高。金字塔學(xué)習(xí)理論表明，學(xué)生的主動學(xué)習(xí)、團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)對學(xué)生的學(xué)習(xí)效率有明顯的促進(jìn)作用。學(xué)科教師值得探討的問題是：在當(dāng)下減負(fù)提質(zhì)的大環(huán)境中，如何根據(jù)金字塔學(xué)習(xí)理論來優(yōu)化教師的教學(xué)行為，從而達(dá)到提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率的目的。

2 STEAM 理念在初中科學(xué)項(xiàng)目化學(xué)習(xí)中的具體運(yùn)用

2.1 改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，促進(jìn)STEAM 理念的滲透

浙教版七年級上冊3.2“地球儀和地圖” 第1 課時(shí)安排了“制作小型地球儀”的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。這個(gè)實(shí)驗(yàn)是在前面對地球形狀和地球儀的認(rèn)識基礎(chǔ)上，希望通過自制小型地球儀推進(jìn)學(xué)生對地球形狀和經(jīng)緯網(wǎng)的理解。基于新課程的理念，筆者認(rèn)為自制小型地球儀的研究很適合落實(shí)STEAM 教育，因此，筆者把這塊內(nèi)容單獨(dú)作為一課時(shí)進(jìn)行改進(jìn)嘗試。

2.2 完善材料，便于STEAM 活動的開展

有效開展STEAM 活動需要活動材料的準(zhǔn)備作為基礎(chǔ)。教材上準(zhǔn)備的器材先天不足，不便于開展STEAM 活動。原因一，教材中使用器材是乒乓球、粗鐵絲、剪刀、量角器等；而乒乓球相比桔子來說存在成本較高和取材不便的缺點(diǎn)；原因二，剪刀類工具在校園安全管控方面顯得較為敏感；原因三，一兩根粗鐵絲不好購買。經(jīng)反復(fù)思考和實(shí)踐，筆者用筷子代替粗鐵絲；用時(shí)令水果桔子代替乒乓球，薄皮的桔子更好，以便展開成平面地圖。這樣的取材更易開展生活化教學(xué)。在初中科學(xué)教學(xué)中，開展項(xiàng)目化學(xué)習(xí)能讓學(xué)生體驗(yàn)任務(wù)的綜合性和學(xué)習(xí)內(nèi)容的趣味性。

2.3 貼近生活，建立科學(xué)與生活的聯(lián)系

新課標(biāo)要求初中科學(xué)教學(xué)與生活緊密聯(lián)系在一起。先讓學(xué)生觀察成型的地球儀，了解地球儀的構(gòu)造及地球儀上地軸角度、經(jīng)緯網(wǎng)特點(diǎn)和經(jīng)緯網(wǎng)劃分。設(shè)計(jì)項(xiàng)目讓學(xué)生動手制作地球儀，激發(fā)他們的興趣，同時(shí)訓(xùn)練他們的操作技能，為實(shí)驗(yàn)教學(xué)做好鋪墊。

教師引入生活化素材進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)，把生活中的資源和教學(xué)聯(lián)系在一起，使學(xué)生產(chǎn)生探究的欲望，把課堂知識融入生活情境中，使課堂知識生活化，從而獲得思想的提升和精神的力量。教師的作用是引領(lǐng)和指導(dǎo)學(xué)生。當(dāng)把科學(xué)知識與生活實(shí)際素材結(jié)合在一起，當(dāng)生活化情境與抽象學(xué)科知識建立聯(lián)系時(shí)，既有利于學(xué)生參與演練，又使學(xué)生在做中學(xué)。項(xiàng)目化學(xué)習(xí)既可以增強(qiáng)學(xué)生對科學(xué)知識更深的理解，又有利于學(xué)生將科學(xué)專業(yè)知識運(yùn)用到實(shí)際生活的問題解決當(dāng)中。生活化項(xiàng)目學(xué)習(xí)可以把學(xué)生課堂間接經(jīng)驗(yàn)和實(shí)際生活直接經(jīng)驗(yàn)聯(lián)系在一起，學(xué)生通過生活化項(xiàng)目學(xué)習(xí)可以將科學(xué)知識應(yīng)用到解決生活實(shí)際問題中。

2.4 滲透人文精神，提升核心素養(yǎng)

STEAM 教育十分注重學(xué)生人文精神教育。學(xué)生缺乏對傳統(tǒng)的尊重、對自然的感恩、對生命的敬畏。例如，在觀察自然界的生物時(shí)，盡管教師反復(fù)強(qiáng)調(diào)，學(xué)生還是會去折枝摘花、踐踏草坪、傷害小動物等。這與平時(shí)的教育缺失不無關(guān)系。當(dāng)然，一個(gè)人文素養(yǎng)的養(yǎng)成絕非一蹴而就的，而是需要長期積累。因此，教師在教學(xué)中要進(jìn)行有機(jī)滲透，潛移默化地影響學(xué)生。在本課教學(xué)中，筆者在課前布置了閱讀《只有一個(gè)地球》文章。通過閱讀，既可以增強(qiáng)學(xué)生愛護(hù)環(huán)境、保護(hù)地球的責(zé)任意識，并將愛護(hù)地球落實(shí)到日常生活當(dāng)中。提高學(xué)生愛護(hù)自然、保護(hù)自然的責(zé)任感。提高學(xué)生人文底蘊(yùn)、促進(jìn)學(xué)生自主發(fā)展、提高責(zé)任擔(dān)當(dāng)意識和培養(yǎng)創(chuàng)新實(shí)踐能力等科學(xué)核心素養(yǎng)。

2.5 項(xiàng)目驅(qū)動，以學(xué)為中心

實(shí)驗(yàn)的活動空間是科學(xué)學(xué)習(xí)是否走向探究的一個(gè)重要標(biāo)志。如果實(shí)驗(yàn)空間太小，探究活動就可能會變成驗(yàn)證或操作；如果實(shí)驗(yàn)空間太大，學(xué)生常常因范圍太大不知從何入手，實(shí)驗(yàn)效率低導(dǎo)致課堂時(shí)間延長而不夠用。STEAM 教育理念倡導(dǎo)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，要求課堂教學(xué)時(shí)探究實(shí)驗(yàn)的空間控制在有限時(shí)間內(nèi)進(jìn)行。而把生活化實(shí)驗(yàn)作為家庭作業(yè)可以讓學(xué)生參與實(shí)際演練，鞏固知識提升能力。在“自制小型地球儀”一節(jié)中，我布置的作業(yè)內(nèi)容是：（1）制作地球儀；（2）畫出赤道，標(biāo)出高中低維度；（3）畫出0 度經(jīng)線并等分東經(jīng)和西經(jīng)；（4）劃分東西半球。圖1 為其中一位學(xué)生的成果，從作業(yè)反饋中看，學(xué)生的參與度明顯高，學(xué)生取材很豐富，并且更能體現(xiàn)出學(xué)生對該知識所擁有的結(jié)構(gòu)體系，同時(shí)也引申出不少新的問題，這些是傳統(tǒng)作業(yè)所達(dá)不到的。選擇什么材料來制作？需要什么形狀的物體？同一形狀的物體選擇哪種好？相比之下性價(jià)比哪個(gè)高？活動后哪個(gè)回收方便？地球儀制作從哪里入手？經(jīng)線圈疏密程度如何把握更合適？相鄰經(jīng)線間隔30 度，需要算出360 經(jīng)度要分布幾根經(jīng)線？這些經(jīng)線應(yīng)該標(biāo)的經(jīng)度是什么？該不該用紅筆體現(xiàn)出地球儀上的關(guān)鍵重要信息？等等

生活化項(xiàng)目的學(xué)習(xí)更能體現(xiàn)對學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)的培養(yǎng)，熟悉的生活化元素適用于不同層次的學(xué)生。某些對生活經(jīng)驗(yàn)缺乏、實(shí)踐中興趣不夠的學(xué)生也逐漸開始融入科學(xué)課題。生活化項(xiàng)目學(xué)習(xí)增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的動力和激情，也在一定程度上深化了初中科學(xué)的課堂。

圖1

3 STEAM 理念在初中科學(xué)項(xiàng)目化學(xué)習(xí)中的運(yùn)用思考

3.1 基于項(xiàng)目探究，營造生活化教學(xué)氛圍

將生活中的問題作為科學(xué)教學(xué)的生長點(diǎn)，啟發(fā)學(xué)生從問題入手的問題探究式教學(xué)包括發(fā)現(xiàn)問題、探究問題、解決問題等環(huán)節(jié)，符合STEAM 教育的培養(yǎng)模式。STEAM 教育倡導(dǎo)的學(xué)習(xí)探究化、學(xué)習(xí)項(xiàng)目化，可以通過真實(shí)問題進(jìn)行項(xiàng)目建構(gòu)，以問題解決為導(dǎo)向，以區(qū)域環(huán)境為載體，幫助學(xué)生在知識理解運(yùn)用上得到加強(qiáng)，最終引導(dǎo)學(xué)生回歸生活，用科學(xué)知識原理去解決實(shí)際問題。

生活化項(xiàng)目學(xué)習(xí)，需要科學(xué)教師積極去營造良好的教學(xué)氛圍，讓學(xué)生在自由、開放的學(xué)習(xí)環(huán)境中發(fā)展自己、提高自己。據(jù)此學(xué)生才能對知識的認(rèn)知度有充分提高，對于科學(xué)知識的學(xué)習(xí)更加主動。

3.2 聯(lián)系課堂內(nèi)外，搭建生活化項(xiàng)目學(xué)習(xí)平臺

聯(lián)系課堂內(nèi)外，既可以使學(xué)生對知識有更清晰的認(rèn)識，又可以加深學(xué)生對知識的理解，將課內(nèi)學(xué)到知識應(yīng)用和解釋于生活，又在生活中提煉升華科學(xué)知識和科學(xué)能力。同時(shí)，生活化項(xiàng)目學(xué)習(xí)不但讓學(xué)生走進(jìn)生活，還在生活中激發(fā)學(xué)生探索知識的興趣、使枯燥的課堂煥發(fā)自然活力。基于STEAM 教育理念，我們可以為學(xué)生搭建生活化項(xiàng)目平臺，例如開展模型制作、繪圖比賽、工程設(shè)計(jì)等活動。

3.3 滲透人文藝術(shù)，創(chuàng)新生活化項(xiàng)目設(shè)計(jì)

生活化項(xiàng)目學(xué)習(xí)最核心的內(nèi)容就是在生活中發(fā)現(xiàn)知識、尋找知識和應(yīng)用知識。通過生活化項(xiàng)目化學(xué)習(xí)，學(xué)生對科學(xué)有一個(gè)更為全面的認(rèn)識，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情，真正實(shí)現(xiàn)素質(zhì)教育的育人目標(biāo)。學(xué)生在 STEAM 教育引領(lǐng)下感受項(xiàng)目化學(xué)習(xí)帶來的樂趣。在生活化項(xiàng)目教學(xué)中教育者充分調(diào)動學(xué)生思考的積極性，活躍學(xué)生科學(xué)創(chuàng)新思維，讓學(xué)生在獲得合作交流、應(yīng)變解決問題等多方面能力的同時(shí)，也可以體驗(yàn)到學(xué)習(xí)的意義。

基于STEAM理念的初中科學(xué)項(xiàng)目化學(xué)習(xí)可以更好的讓學(xué)生在生活中發(fā)現(xiàn)科學(xué)知識的蹤跡。這樣，學(xué)生對于科學(xué)知識的學(xué)習(xí)變得更加主動，學(xué)生的科學(xué)知識儲備變得更加豐富。本文初步探討了STEAM教育在初中科學(xué)生活化項(xiàng)目學(xué)習(xí)中的運(yùn)用設(shè)想，設(shè)計(jì)和結(jié)論都還值得進(jìn)一步深入。但STEAM 教育作為現(xiàn)代教育發(fā)展的趨勢，在促進(jìn)科學(xué)教育發(fā)展上很有借鑒意義。