創(chuàng)新STEM理論 發(fā)展學生核心素養(yǎng)

陳振輝

STEM 為科學、技術(shù)、工程和數(shù)學的英語單詞的第一個字母縮寫，它打通了孤立單一的學科學習通道，通過單元主題學習，把學生學習的零碎知識變成一個互相聯(lián)系、統(tǒng)一、整體的過程。其價值旨在為學生提供一個整體認識世界的機會，提升多維度的創(chuàng)新認知。本文基于對STEM教育的認識，運用STEM理論，提出發(fā)展學生核心素養(yǎng)的有效方式。

一、學科層面：跨單元整合，提高學生掌握結(jié)構(gòu)和運用結(jié)構(gòu)的能力

葉瀾教授在新基礎教育中指出，教師要幫助學生掌握主動學習的“工具”，即掌握教學內(nèi)容的結(jié)構(gòu)和學習方法的結(jié)構(gòu)。要提高學生的核心素養(yǎng)，在日常教學中，就要做到跨單元整合，提高學生掌握結(jié)構(gòu)和運用結(jié)構(gòu)的能力。

1. 扎實開展學科綜合性學習。在語數(shù)學科教材中，每學期都有綜合性學習內(nèi)容，但由于課時不足和教師不夠重視等原因，這些綜合性學習經(jīng)常被蜻蜓點水地帶過了。但恰恰是這些內(nèi)容的學習，最有利于提高學生的學科素養(yǎng)。綜合性主題學習不僅有利于培養(yǎng)學生主動探究、團結(jié)合作的精神，還有利于培養(yǎng)學生勇于創(chuàng)新的精神。因此，融合學科，開展綜合性學習活動，既符合學科的教學特點，又能體現(xiàn)基礎學科的課程理念，是實現(xiàn)三維目標的重要學習方式。

2. 教結(jié)構(gòu)，用結(jié)構(gòu)。學科教學可以以知識結(jié)構(gòu)的形式來開展，打破課程和單元界限，進行知識結(jié)構(gòu)性梳理后再進行教學。可以引導學生建立“知識樹”的形式，把每個節(jié)點的重要概念或方法進行梳理，并引導學生建立其順序性和關聯(lián)性，學會應用方法和工具，進行架構(gòu)式學習。

二、教師層面：跨學科合作，提高學生提出問題和解決問題的能力

STEM教育是培養(yǎng)未來人才的新模式，STEM教育的開展以項目式學習為主。比起考查書本內(nèi)容的標準考試，項目式學習更加注重社會問題，結(jié)果也更加多樣，也更加鼓勵創(chuàng)新。作為教師，需要開展跨學科合作來幫助學生解決在項目式學習中遇到的不同學科的問題，讓學生真正感受到教師在其學習中的指導作用。

1. 開展以項目式學習為主的活動，實現(xiàn)基于主題的跨學科活動。在項目式學習活動中，鼓勵學生分享自己的學習收獲和提出自己的問題，開展小組討論，進行觀點碰撞，在提出問題、分析問題、解決問題，再次提出新問題的過程中，推進項目式學習。項目式學習的教學將教師講、學生聽的師生關系，轉(zhuǎn)變成了師生共同學習的新伙伴關系，實現(xiàn)了課堂上師生高質(zhì)量、高頻率的交流。開展項目式學習需要分析不同學科、不同學段的教材，并進行統(tǒng)整，提取能直接深度融合的內(nèi)容，并設計成項目主題，結(jié)合運用先進的科學技術(shù)，解決生活中的實際問題。

比如，四年級科學教材有關于“養(yǎng)蠶”的主題，小學語文教材中與動物有關的課文也有很多篇，綜合實踐五年級也有以動物為主題的學習單元。因此，以蠶為主題的項目式學習就是一個很好的STEM項目。在開展此項目學習之前，語文、科學、綜合實踐、信息技術(shù)、數(shù)學等學科可以進行合作備課，從各自學科的核心素養(yǎng)出發(fā)，提出教學的方案。在此基礎上，教師引導學生提出感興趣的研究小主題，并根據(jù)需要向相關學科教師求助。研究用蠶絲制作扇子的學生需要數(shù)學和美術(shù)教師的幫忙;研究蠶的藥用價值的學生需要校醫(yī)的幫忙;研究蠶的喂食的學生需要科學教師的幫忙;查找、整理、分析和蠶相關資料的學生需要信息技術(shù)教師的幫忙;研究蠶文化以及記錄養(yǎng)蠶日記、撰寫研究報告的學生需要語文教師的幫忙?？梢?，一個以蠶為主題的STEM活動的順利開展，需要一個較長的過程和不同學科教師的指導，在這過程中，學生的核心素養(yǎng)在不斷得到提高。

2. 開展跨學科教學交流，實現(xiàn)教學資源利用最大化。在STEM主題活動中，不再是單一學科教師封閉式交流，而是根據(jù)某一項目的開展，從不同學科的角度進行有針對性的專業(yè)指導，避免了同一主題不同學科的教師分散式教學的現(xiàn)狀，這將促進教育資源最大限度的利用。

比如，同樣是蠶的主題研究，如果沒有進行跨學科教研交流，就將導致學生在三年級缺少實踐經(jīng)驗的情況下先學習了春蠶的古詩，四年級的科學課又要花一單元時間來開展養(yǎng)蠶探究，而五年級綜合實踐課又要進行以蠶為代表的動物主題研究。這樣的零散式學習，不利于學生知識結(jié)構(gòu)的建立，在學習效果上更是大打折扣。

3. ?鼓勵教師兼任同一班級的不同學科教學。由于學科的精細化分類，目前，很多學校一位教師一般都要兼任兩門以上學科。但學校為了在管理上保證兼課教師不挪課，都采用了主科教師兼任其他年級技能科教師的方法。我們鼓勵教師兼任同一個班級不同學科的教學，這樣既能提高對學情的全面把握，又能實現(xiàn)學科間的深度融合，對學生核心素養(yǎng)的提高也將起到積極推進作用。

三、技術(shù)層面：人機合作，提升學生駕馭人工智能的能力

1. ?建立學生評價數(shù)據(jù)。構(gòu)建學習評價平臺，通過平臺數(shù)據(jù)記錄評價學生的學習過程，追蹤判斷每個學生的學習進度。每個學生的學習數(shù)據(jù)都會被記錄下來，這些數(shù)據(jù)可以幫助教師更好地設計課堂研討的內(nèi)容。同時，這些數(shù)據(jù)也可以幫助教師、家長更加全面、科學、準確地評價學生的綜合素質(zhì)與能力。

2. ?培養(yǎng)學生的批判性思維和駕馭人工智能的能力。隨著人工智能的發(fā)展，那些重復性、機械性以及低技術(shù)含量的工作慢慢會被取代。所以，未來需要一種全新的教育模式來培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題和創(chuàng)造性解決問題的能力。發(fā)現(xiàn)問題是解決問題的基礎，而訓練發(fā)現(xiàn)問題的能力需要批判性思維。批判性思維需要教師帶領學生一起去探索，尋找創(chuàng)造性地解決問題的方法。教師可以利用編程網(wǎng)站，組織學生開展編程大賽，或者自制賀卡、小游戲等。通過學習編程，學生一方面可以掌握符合未來需求的技能，另一方面還能培養(yǎng)以解決問題為導向的編程思維，這就為將來走向社會打下了堅實的基礎。

STEM教育是一種以真實問題解決為任務驅(qū)動、立足學習過程、多技術(shù)交叉融合的跨學科式教育，它以培養(yǎng)具有全面科學素養(yǎng)和創(chuàng)新實踐能力的人才為根本目標。學生在獲取知識、學科融合、問題解決等方面的能力都發(fā)生了質(zhì)的飛躍，這是達到STEM教育目標的具體體現(xiàn)。運用STEM理論是發(fā)展學生核心素養(yǎng)的有效方式，是當前教育發(fā)展的需要，是學生全面成長的需要。

（作者單位：福建省廈門市嘉濱小學 責任編輯：莊嚴）