STEM項(xiàng)目學(xué)習(xí)中情境創(chuàng)設(shè)的策略研究

江蘇常州市新北區(qū)百草園小學(xué) 章麗紅

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為，學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，不是簡單地在教師的教授下被動(dòng)接受的過程，而是在一定的情境中，和其他學(xué)習(xí)者協(xié)作，利用必要的資源，主動(dòng)完成意義建構(gòu)的過程。因此，在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)教師要重視對(duì)教學(xué)情境的創(chuàng)設(shè)。這對(duì)STEM項(xiàng)目學(xué)習(xí)來說，尤為重要。STEM項(xiàng)目學(xué)習(xí)是以問題解決為導(dǎo)向，以工程設(shè)計(jì)為基石，綜合運(yùn)用科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)等各個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)和技能，在情境中解決問題，或完成某項(xiàng)任務(wù)的過程。那么，創(chuàng)設(shè)STEM項(xiàng)目學(xué)習(xí)的情境又有哪些策略呢？筆者結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，認(rèn)為STEM項(xiàng)目學(xué)習(xí)的情境要突出以下“五味”。

一、始于“生活味”

陶行知先生的生活教育理念指出，我們所開展的教育內(nèi)容都和生活息息相關(guān)。他認(rèn)為，教育要圍繞生活、依靠生活，從而改造生活?？梢?，一個(gè)充滿生活氣息的情境能夠有效地吸引學(xué)生興趣，讓學(xué)生產(chǎn)生主動(dòng)探究的欲望，一下子和生活經(jīng)驗(yàn)聯(lián)系起來，學(xué)習(xí)積極性就調(diào)動(dòng)起來了。STEM項(xiàng)目學(xué)習(xí)中，生活味的情境會(huì)讓學(xué)生產(chǎn)生親近感、代入感，這樣的情境可以從學(xué)生日常的校園生活、家庭生活、社會(huì)生活來進(jìn)行營造。

例如，在進(jìn)行《搭支架》這個(gè)項(xiàng)目學(xué)習(xí)時(shí)，教師可以創(chuàng)設(shè)這樣一個(gè)情境：想把班級(jí)里的植物盆栽放置在一個(gè)花架上，請(qǐng)同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)一個(gè)有一定高度且穩(wěn)固的架子。這樣的情境相比簡單地布置一個(gè)“做架子”的任務(wù)來說，學(xué)生更容易把自己置身于校園或生活情境中，和已有生活經(jīng)驗(yàn)聯(lián)系起來，在頭腦中建構(gòu)起一個(gè)初步的“花架”模型，對(duì)需要完成的任務(wù)也有了直觀的目標(biāo)。再如，設(shè)計(jì)一個(gè)“隔音房”，這個(gè)情境來源于生活，有些學(xué)樂器的學(xué)生，經(jīng)常需要練習(xí)樂器，但是樂器發(fā)出的聲音有時(shí)會(huì)影響家人或者鄰居休息，所以設(shè)計(jì)一個(gè)”隔音房”有現(xiàn)實(shí)需要。

這樣的生活化場景，讓學(xué)習(xí)活動(dòng)在不知不覺中開展起來，自然不刻意，為了完成這些任務(wù)，學(xué)生們會(huì)主動(dòng)調(diào)用已有的生活經(jīng)驗(yàn)，在新任務(wù)之間進(jìn)行勾連，并在完成任務(wù)的過程中，不斷完善、豐富新的知識(shí)與技能，最終完成主動(dòng)建構(gòu)的過程。

二、基于“真實(shí)味”

STEM項(xiàng)目學(xué)習(xí)是基于真實(shí)情境的探究活動(dòng)，真實(shí)性是其活動(dòng)的重要特性。當(dāng)學(xué)生面對(duì)真實(shí)的問題情境時(shí)，就更易全身心地投入。

例如，在開展《冰塊保衛(wèi)戰(zhàn)》這個(gè)項(xiàng)目時(shí)，教師就為學(xué)生創(chuàng)設(shè)了一個(gè)這樣的問題情境：科學(xué)教師需要準(zhǔn)備一些冰塊做“霧化”實(shí)驗(yàn)，但是課前準(zhǔn)備的冰塊到上課時(shí)常常都融化了，影響了實(shí)驗(yàn)的開展，能不能設(shè)計(jì)一個(gè)裝置來保護(hù)這些冰塊？這個(gè)情境對(duì)于四年級(jí)學(xué)生來說，真實(shí)、直接、直觀，一下子就把學(xué)生帶入到學(xué)習(xí)中，“霧化”實(shí)驗(yàn)就是他們科學(xué)課上的實(shí)驗(yàn)，融化的冰塊直接影響他們的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，為了保護(hù)實(shí)驗(yàn)材料，當(dāng)然責(zé)無旁貸。于是，學(xué)生通過小組合作設(shè)計(jì)、探究、試驗(yàn)等制造能夠使冰塊不融化的產(chǎn)品。再如，在愛鳥日到來之際，創(chuàng)設(shè)給學(xué)校的小樹林里設(shè)計(jì)“喂鳥器”的情境，這些都是現(xiàn)實(shí)生活中的真問題。

誠然，真實(shí)味的情境對(duì)于項(xiàng)目學(xué)習(xí)有著重要的意義，但真實(shí)味情境并不是為了創(chuàng)設(shè)而創(chuàng)設(shè)，生搬硬套把生活中真正的場景搬進(jìn)課堂。事實(shí)上，并不是所有的真實(shí)場景都適合作為學(xué)習(xí)內(nèi)容來促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的。

例如，有位教師在帶領(lǐng)三年級(jí)學(xué)生研究“液體的分層”項(xiàng)目時(shí)，提出要在同學(xué)生日宴會(huì)上制作一杯雞尾酒以示慶祝的任務(wù)。這樣的虛擬情境對(duì)于三年級(jí)的農(nóng)村小學(xué)生來說，太虛假了，一方面小學(xué)生的生日宴會(huì)，一般沒有用酒來慶祝的習(xí)俗。另一方面，雞尾酒屬于成人飲用品，小學(xué)生不一定見過。這樣牽強(qiáng)的真實(shí)情境，既失去了情境創(chuàng)設(shè)的意義，也不能很好地引導(dǎo)學(xué)生開展活動(dòng)。事實(shí)上，缺乏真實(shí)味的情境，學(xué)生在開展項(xiàng)目學(xué)習(xí)時(shí)是很難真正置身其中的。

三、燃起“挑戰(zhàn)味”

著名的上?！扒嗥纸?jīng)驗(yàn)”領(lǐng)頭人顧泠沅先生認(rèn)為:“影響學(xué)生學(xué)業(yè)成就最重要的一個(gè)因素就是一定要激發(fā)學(xué)生的興趣，讓學(xué)生產(chǎn)生對(duì)自己的挑戰(zhàn)性期望。對(duì)有的學(xué)生來說，由不會(huì)到會(huì)是挑戰(zhàn)，對(duì)有的學(xué)生來說，會(huì)了之后要追求卓越是挑戰(zhàn)?！笨梢?，富有挑戰(zhàn)性的情境，容易激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、成就動(dòng)機(jī)，激發(fā)學(xué)生的深度思維。在STEM項(xiàng)目學(xué)習(xí)中，有利于培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力和協(xié)作、探索精神。

例如，在學(xué)習(xí)《空氣火箭》時(shí)，教師設(shè)置了一個(gè)“誰能用可樂瓶、紙等材料制作一個(gè)火箭系統(tǒng)”的任務(wù)，學(xué)生們看到可樂瓶的時(shí)候，疑惑了，可樂瓶是用來干嗎的?。恳粡埣埬茏龌鸺?？這些任務(wù)對(duì)于四年級(jí)的學(xué)生來說具有很大的挑戰(zhàn)性，但是基于他們已經(jīng)學(xué)習(xí)了相關(guān)科學(xué)知識(shí)，如空氣占據(jù)空間、壓縮空氣有彈性等，這個(gè)任務(wù)對(duì)于他們來說是需要“跳一跳才能摘到的桃子”。

在設(shè)置“挑戰(zhàn)味”情境時(shí)可以圍繞“三個(gè)性”來創(chuàng)設(shè)：

一是開放性。教師創(chuàng)設(shè)的挑戰(zhàn)性情境應(yīng)當(dāng)給予學(xué)生最大限度的開放性，體現(xiàn)在解決問題的策略的多維性，或是最后成果的豐富性。如設(shè)計(jì)“神奇的泡泡器”，這個(gè)項(xiàng)目需要打破傳統(tǒng)的泡泡器的形狀，嘗試新的溶液配方。完成這個(gè)任務(wù)時(shí)，學(xué)生可以嘗試多種方法，利用各種形狀的泡泡器，還可以嘗試不同配比的洗潔精液吹出來的泡泡的差異性。這個(gè)過程中，學(xué)生在開放的情境中挑戰(zhàn)著一個(gè)個(gè)新的任務(wù)。

二是矛盾性?！疤魬?zhàn)味”的情境常帶有沖突性的特點(diǎn)，當(dāng)學(xué)生碰到之前未解決過的類似問題，此時(shí)就會(huì)引發(fā)心智沖突，可能與學(xué)生已有的生活經(jīng)驗(yàn)產(chǎn)生沖突，可能與已有的認(rèn)知產(chǎn)生沖突，可能與慣用的思維模式產(chǎn)生沖突。這種矛盾沖突的情境能激起學(xué)生的好勝心、成就欲。如“提取番茄中的DNA”“用意大利面建高塔”，這些情境對(duì)于小學(xué)生來說都會(huì)產(chǎn)生矛盾點(diǎn)，DNA在小學(xué)生的認(rèn)知中，是不可見的神秘物質(zhì)，怎么能在常見的番茄中提取呢？意大利面更熟悉了，熟的軟，生的脆，怎么可能用它來建一座高塔呢？這樣的既有矛盾性又有挑戰(zhàn)性的情境，讓學(xué)生興趣大增，忍不住想去試試，并且想挑戰(zhàn)成功。

三是延時(shí)性。延時(shí)性是相對(duì)即時(shí)性來說的，不能立竿見影是其最主要的特性。有些問題或任務(wù)，學(xué)生不能立即做出決策，需要思考一下，或者嘗試一下，或者需要借助團(tuán)隊(duì)的智慧和力量合作才能解決。當(dāng)然，這個(gè)延時(shí)性的時(shí)效要適度，是學(xué)生跳一跳能摘到的桃子，而不是怎么跳也摘不到。這樣的任務(wù)情境教師要加以引導(dǎo)，學(xué)生也愿意嘗試完成任務(wù)。如制作魚缸過濾器，這個(gè)任務(wù)對(duì)于五年級(jí)學(xué)生來說是一個(gè)“跳一跳，摘桃子”的任務(wù)，并且通過小組成員合作方可完成。面對(duì)正生活在渾濁水中的金魚，制作魚缸過濾器迫在眉睫，學(xué)生們很希望通過團(tuán)隊(duì)的努力快速完成這項(xiàng)任務(wù)，但這是一項(xiàng)系統(tǒng)的復(fù)雜工程，不可能馬上制作出最有效的作品，需要團(tuán)隊(duì)一起通過探究找到合適的過濾材料和方式，還需要制作成品，于是一場緊鑼密鼓和時(shí)間賽跑的工程開始了。

四、充滿“童趣味”

好奇、好問，是學(xué)習(xí)的最原始的動(dòng)力。STEM項(xiàng)目學(xué)習(xí)涉及的學(xué)科多，綜合性強(qiáng)，學(xué)習(xí)時(shí)程長，有的項(xiàng)目需要持續(xù)幾周才能完成，小學(xué)生由于心智尚不成熟，興趣點(diǎn)、注意力的專注性、持續(xù)性都有限，讓他們保持長時(shí)間的投入是有一定挑戰(zhàn)和難度的。因此，在STEM項(xiàng)目學(xué)習(xí)時(shí)需要根據(jù)不同年齡特點(diǎn)的學(xué)生創(chuàng)設(shè)生動(dòng)的、有趣的、有意義的學(xué)習(xí)情境。

例如，在學(xué)習(xí)《皮影戲》時(shí)，教師先是請(qǐng)學(xué)生們觀看一段皮影戲的表演視頻，栩栩如生的《西游記》皮影戲表演引發(fā)學(xué)生極大的興趣，接著教師介紹了皮影戲悠久的歷史，讓學(xué)生從心底對(duì)這項(xiàng)非遺文化產(chǎn)生極大的敬畏，緊接著教師拋出任務(wù)：“我們也來學(xué)做一個(gè)皮影戲，爭當(dāng)非遺傳承人?！睂W(xué)生們聽到這個(gè)任務(wù)時(shí)高興極了，沒想到自己也能制作皮影戲，并且能表演給大家看，關(guān)鍵還能成為偉大的非遺傳承人，這是多么幸運(yùn)、多么了不起的事?。∮谑?，后面幾周的活動(dòng)中，都是圍繞這個(gè)任務(wù)展開，學(xué)生們從探究皮影戲的原理到選擇合適的制作材料，再到創(chuàng)作劇本、演出，都沉浸在這個(gè)學(xué)習(xí)情境中。最后，當(dāng)小組同學(xué)演出自己創(chuàng)作的皮影戲的時(shí)候，個(gè)個(gè)學(xué)著非遺傳承人有模有樣地演出，相當(dāng)精彩，這都受益于整個(gè)項(xiàng)目饒有趣味的學(xué)習(xí)情境。

五、貫穿“工程味”

STEM項(xiàng)目學(xué)習(xí)重視工程設(shè)計(jì)，是一個(gè)需要綜合考慮多學(xué)科、多因素的系統(tǒng)性過程。學(xué)生在完成任務(wù)過程中，需要根據(jù)總目標(biāo)、總?cè)蝿?wù)，逐步分解成一個(gè)個(gè)小目標(biāo)、小任務(wù)，對(duì)各種資源進(jìn)行綜合協(xié)調(diào)，既考慮技術(shù)要素，還考慮時(shí)間、人工等非技術(shù)要素，整體考量后尋找到最佳或最合理的解決方案。因此，在STEM項(xiàng)目學(xué)習(xí)中所設(shè)置的情境，需要具有這種整體性、系統(tǒng)性的特點(diǎn)。

例如，在《皮影戲》這個(gè)項(xiàng)目學(xué)習(xí)中，對(duì)于完成“制作皮影戲”的任務(wù)情境，大家很明確地知道要圍繞“制作皮影戲”這個(gè)核心項(xiàng)目展開，但是怎么入手呢？教師引導(dǎo)學(xué)生先從整體思考，借助思維導(dǎo)圖進(jìn)行梳理，要完成這個(gè)任務(wù)，要考慮哪些問題，如表演原理、制作材料、劇本等，又有怎樣的先后順序？相互之間又有怎樣的關(guān)聯(lián)？如何進(jìn)行相互協(xié)調(diào)？學(xué)生在動(dòng)手之前，經(jīng)過這樣的研討，一下子理清了解決問題的思路。最終，學(xué)生們不僅完成了一項(xiàng)工程，更重要的是學(xué)會(huì)了用工程思維去解決問題。

總之，適切的情境是STEM項(xiàng)目學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)場、催化劑、助推器，為學(xué)生有效學(xué)習(xí)提供了肥沃的成長土壤。當(dāng)然，STEM項(xiàng)目學(xué)習(xí)是一個(gè)系統(tǒng)工程，最優(yōu)化情境的創(chuàng)設(shè)還需要進(jìn)行不斷的探索。