基于湖湘文化，探尋STEM課程實(shí)施路徑

彭金燦

【摘要】STEM教育作為培養(yǎng)學(xué)生的探究能力，批判性思維能力，以及與人溝通能力的載體，正在被實(shí)踐、被研究，被推廣。基于湖湘文化視野下的STEM課程，以求通過學(xué)生充分地體驗(yàn)與實(shí)踐，在手腦并用中提升思維與能力，同時(shí)激活文化記憶。

【關(guān)鍵詞】STEM教育;課程;湖湘文化

在教育的基本構(gòu)成要素中，教育內(nèi)容的改革是非常重要的。而我們所說的教育內(nèi)容就是課程。課程改革一直是未來教育改革的核心。面向未來，課程需要更好地體現(xiàn)時(shí)代精神和文化內(nèi)涵，從根本上解決“為誰培養(yǎng)人”和“怎樣培養(yǎng)人”的核心問題.[1]長沙市開福區(qū)清水塘鵝秀小學(xué)，一所背倚鵝羊山、西臨湘江水、應(yīng)靈山秀水環(huán)擁的新建學(xué)校，從建校初就致力于以科學(xué)+人文的“以STEM教育理念為支撐、進(jìn)行學(xué)校課程改革深層次創(chuàng)新，深入推進(jìn)學(xué)校STEM教育特色課程”的探索與實(shí)踐。

一、課程背景

21 世紀(jì)是科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展的時(shí)代，世界各國都在高度關(guān)注科技的創(chuàng)新和高素質(zhì)人才的培養(yǎng)，力爭在復(fù)雜多變的國際環(huán)境中保持本國的競爭力，紛紛制定學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展框架，以培養(yǎng)學(xué)生的問題解決、應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)和實(shí)踐創(chuàng)新的能力.[2]2016年，我國北師大林崇德教授團(tuán)隊(duì)推出包括“文化基礎(chǔ)、自主發(fā)展、社會(huì)參與”三方面六大素養(yǎng)十八個(gè)基本要點(diǎn)的《中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》。2017 年，中國教育科學(xué)研究院印發(fā)《中國STEM教育白皮書》，明確指出“STEM 教育應(yīng)該被納入國家創(chuàng)新型人才培養(yǎng)戰(zhàn)略”.[3]隨后，國家又陸續(xù)頒布《中國STEM 教育發(fā)展報(bào)告（起點(diǎn)篇）》《中國STEM教育2029行動(dòng)計(jì)劃》《STEM教師能力等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（試行）》等政策文件，強(qiáng)力推動(dòng) STEM 教育在中國的發(fā)展。2017年教育部印發(fā)的《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017版）》第四部分實(shí)施建議當(dāng)中，特別把STEM教育列為新課程標(biāo)準(zhǔn)的重要內(nèi)容之一。 STEM 教育已然成為當(dāng)下教育變革的“關(guān)鍵詞”，成為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的最佳路徑之一。[4]

二、課程價(jià)值

STEM教育從國家層面被數(shù)次提及，它的價(jià)值到底體現(xiàn)在哪？

中國教育科學(xué)研究院與比較教育研究所所長，中國教育科學(xué)研究院未來學(xué)校實(shí)驗(yàn)室主任，中國教育科學(xué)研究院STEM教育研究中心主任王素主任說：時(shí)代對(duì)人才提出了新要求，目前我們處在一個(gè)技術(shù)高度變革的時(shí)代，從互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能到智能制造，所有這一切不僅改變了我們的生活方式，也改變了我們的生產(chǎn)方式，特別是對(duì)于未來的就業(yè)和產(chǎn)業(yè)所需要的人才提出了新的要求。在這個(gè)過程中，未來的人才競爭主要是知識(shí)與技能的競爭。從國際經(jīng)驗(yàn)中我們可以看出STEM教育作為培養(yǎng)學(xué)生的探究能力，批判性思維能力，以及與人溝通能力的載體，具有非常好的效果。[5]

21 世紀(jì)核心素養(yǎng)提到人才應(yīng)具備學(xué)習(xí)和革新技能，強(qiáng)調(diào)人才應(yīng)具備“4C 能力”，即批判性思維和問題解決能力 （Critical Thinking）、 溝通交流能力（Communication）、合作能力（Collaboration）、創(chuàng)造與革新能力 （Creativity and Innovation）。[6]教育家布魯姆的認(rèn)知領(lǐng)域教育目標(biāo)分類，將思維學(xué)習(xí)分為六個(gè)層次，自低到高依次是：記憶、理解、應(yīng)用、分析、評(píng)價(jià)、創(chuàng)新。其中分析、評(píng)價(jià)、創(chuàng)新為高階思維層級(jí)。哈佛大學(xué)有句名言：“一個(gè)人的成功與否，不在于他的經(jīng)驗(yàn)有多少，而在于他有怎樣的思維方式?！盨TEM 教育正是符合高階思維能力的培養(yǎng)和4C 人才的培養(yǎng)目標(biāo)與：通過跨學(xué)科活動(dòng)，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力;通過數(shù)學(xué)思維與批判性思維整合，促進(jìn)學(xué)生把在進(jìn)行STEM 教育過程中涌現(xiàn)出的創(chuàng)新設(shè)計(jì)和想法轉(zhuǎn)化為創(chuàng)造力。所以，通過推進(jìn)STEM教育，以培養(yǎng)學(xué)生更廣闊的視野與思維;通過跨越學(xué)科邊界的知識(shí)融合和應(yīng)用，解決真實(shí)世界中富有挑戰(zhàn)性的問題，使學(xué)生獲得多學(xué)科解決問題的教育經(jīng)驗(yàn)。[7]

我們認(rèn)為：真正的教育，是每時(shí)每刻的自我覺知、批判性的獨(dú)立思考。而培養(yǎng)出具有創(chuàng)新思維、批判性思維和問題解決能力的學(xué)生，關(guān)鍵要有規(guī)范合理的課程體系、智慧有效的教育方式等。所以，我們清水塘鵝秀小學(xué)基于湖湘文化的STEM教育特色課程的實(shí)施應(yīng)該是一種很好的探索。

三、課程實(shí)施

我們學(xué)校的STEM課程以湖湘文化為依托，具體是以湖南民間風(fēng)俗和“湖南人——三湘歷史文化”博物館陳列主題中的文物為課程載體，我們邀請(qǐng)學(xué)生、家長參觀湖南省博物館，然后通過網(wǎng)絡(luò)問卷，選取學(xué)生、家長視角下最感興趣的的課程載體。

我們希望通過學(xué)生充分地體驗(yàn)與實(shí)踐，在手腦并用中激活學(xué)生的文化記憶，沿著探究“我們從哪兒來，當(dāng)下在哪兒，未來往哪兒去”的路徑，增進(jìn)其對(duì)我國優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的理解和認(rèn)同。

我們的課程框架以《桿秤里的STEM》項(xiàng)目為例如下：

課程框架依據(jù)人類認(rèn)識(shí)世界的基本規(guī)律展開設(shè)計(jì)，從認(rèn)知到解釋，再到反作用、反觀。針對(duì)每一個(gè)環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的課程內(nèi)容與形式，以確保課程開展的科學(xué)性和學(xué)生認(rèn)知的完整性，同時(shí)用不同的課程形式培養(yǎng)與開發(fā)學(xué)生不同的思維能力。

（一）看到，建立探究基礎(chǔ)

在每一個(gè)項(xiàng)目課程開始前，我們都會(huì)布置兩項(xiàng)任務(wù)：主題閱讀+現(xiàn)場識(shí)物。我們希望通過這兩條途徑，讓學(xué)生“看到”，幫助學(xué)生建立探究的基礎(chǔ)。

1.主題閱讀：我們每一個(gè)項(xiàng)目課程都有一個(gè)推薦書單，書單里有書籍、有視頻、有影片、有書法繪畫作品……學(xué)校建立專門的資源庫，保存、收集、整理這類資料。這項(xiàng)任務(wù)我們要求在課程開始前的寒暑假完成，學(xué)生根據(jù)書單自主閱讀、學(xué)習(xí)、小組分享，等到課程開始后匯報(bào)、交流閱讀感受。

現(xiàn)場識(shí)物：除了看到書上的文字、圖片、視頻，我們更希望學(xué)生通過實(shí)地、實(shí)物地考察來完善認(rèn)知，在實(shí)踐活動(dòng)中引發(fā)探究興趣與成就感。于是，我們會(huì)帶領(lǐng)學(xué)生走進(jìn)湖南省博物館、邀請(qǐng)博物館的志愿者講解;我們會(huì)引導(dǎo)家長帶著孩子走街串巷、深入平常百姓家探尋。如《桿秤里的STEM》項(xiàng)目課程，我們組織學(xué)生走進(jìn)太平街桿秤店，尋找真實(shí)的桿秤，采訪桿秤制作人?！度贞欣锏腟TEM》項(xiàng)目課程，我們邀請(qǐng)湖南省天文協(xié)會(huì)會(huì)長來給學(xué)生上大課，講太陽的故事;我們還將天文望遠(yuǎn)鏡搬到學(xué)校的操場，帶領(lǐng)學(xué)生透過觀察色球?qū)雍凸馇驅(qū)硬煌奶煳耐h(yuǎn)鏡來看太陽。

閱讀與識(shí)物之后，我們會(huì)要求學(xué)生將這一過程記錄下來，寫出自己的預(yù)學(xué)報(bào)告。預(yù)學(xué)報(bào)告作為正式課程之前的自主學(xué)習(xí)成果，包括他們主動(dòng)學(xué)習(xí)的過程、體驗(yàn)與收獲，同時(shí)，也包括他們對(duì)課程的疑問。這項(xiàng)任務(wù)一是有利于培養(yǎng)學(xué)生的探索精神：獨(dú)立自學(xué)式地預(yù)學(xué)正是學(xué)生自學(xué)能力和研究探索精神最好的訓(xùn)練。二是有利于培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性：堅(jiān)持不懈地預(yù)習(xí)，學(xué)生的許多見解、判斷經(jīng)過課程學(xué)習(xí)驗(yàn)證是正確的，就會(huì)增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;學(xué)生在預(yù)學(xué)中的問題要在課堂上尋找答案，也會(huì)激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（二）想到，激發(fā)探究動(dòng)能。

3.提出問題：科學(xué)家愛因斯坦曾說過：“提出問題比解決問題更重要?！蔽覀冋n程的第一節(jié)課，便是問題提出。提問的終極目標(biāo)是成就學(xué)生能夠成為靠自己的能力給出答案的人。怎樣提出好問題？是個(gè)關(guān)鍵。其提問本身就是培養(yǎng)學(xué)生高階思維的好機(jī)會(huì)。第一，我們不僅讓學(xué)生提出問題，還要思考自己的問題應(yīng)該歸屬哪一類;第二，對(duì)于最后確定的問題我們組織學(xué)生評(píng)價(jià)，分析為什么這個(gè)問題提得好。這里面就包含了對(duì)學(xué)生分析、聯(lián)系、評(píng)價(jià)等思維的培養(yǎng)。

同時(shí)，作為教師，我們?cè)噲D通過讓學(xué)生自行歸類問題而分析出學(xué)生的問題意識(shí)和能力傾向，以便我們進(jìn)一步思考怎樣幫助學(xué)生提出好問題。

這類課程形式非常受學(xué)生歡迎，學(xué)生放開自己的思維，天馬行空中去找尋自己心底的真實(shí)問題。有學(xué)生會(huì)抓耳撓腮：這個(gè)問題我該怎么表述呢？有學(xué)生感嘆：哎，我的問題就是這么的有深度！因?yàn)?，我們?cè)趩栴}歸納時(shí)直接采用了他的問題。

4.學(xué)習(xí)地圖：確定了探究問題之后，我們一般還要指導(dǎo)學(xué)生做好自己的“學(xué)習(xí)地圖”，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)自己已有知識(shí)和學(xué)習(xí)期望做一個(gè)管理，類似于做旅游攻略，這也是一種高階思維的主動(dòng)學(xué)習(xí)，我們認(rèn)為值得探索。

（三）做到，論證前因后果。

5.主題教學(xué)：主題教學(xué)是課程最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。我們的課堂教學(xué)以“四維”目標(biāo)為導(dǎo)向，在三維目標(biāo)的基礎(chǔ)上增加“思維目標(biāo)”。要求不管什么課型（如主題學(xué)習(xí)型、 主題探究型、問題探究型、問題解決型、課題研究型和工程創(chuàng)新型等），都要有明確的思維培養(yǎng)目標(biāo)，并體現(xiàn)在教學(xué)實(shí)施的環(huán)節(jié)中。

課程實(shí)施過程中，我們有教師單，也學(xué)生學(xué)習(xí)單。學(xué)習(xí)單一般會(huì)根據(jù)課程內(nèi)容而定，有的要求課前完成，有的課后再做，如整理某一方面知識(shí)的手抄報(bào)、如給自己的問題找答案的思維導(dǎo)圖、如天馬行空的作品設(shè)計(jì)圖等。學(xué)習(xí)單一部分是可以小組合作完成的。一般我們都會(huì)給學(xué)生一個(gè)星期的時(shí)間，在這一個(gè)星期里，學(xué)生需要查閱資料、需要伙伴合作、有的還需要家長或老師的指導(dǎo)，學(xué)生都會(huì)利用課余時(shí)間去完成。這就需要學(xué)生學(xué)會(huì)收集、整理資料，學(xué)會(huì)在合作中取舍，學(xué)會(huì)相信堅(jiān)持自己的想法，學(xué)會(huì)自己解決問題……

到了課堂，學(xué)生始終站在中央?；蚍窒碜约旱摹F(tuán)隊(duì)的前期學(xué)習(xí)收獲，或提出疑惑，或談?wù)撃骋患?xì)節(jié)，或通過交流對(duì)比尋求方法……教師作為學(xué)生學(xué)習(xí)的組織者、引導(dǎo)者、合作者、協(xié)助者，只是給學(xué)生提供必要的學(xué)習(xí)支架，將學(xué)習(xí)的過程交給學(xué)生，將學(xué)習(xí)的結(jié)論留給學(xué)生，將學(xué)習(xí)的收獲送給學(xué)生。

6.設(shè)計(jì)分析

學(xué)習(xí)然后再創(chuàng)造，便是思維的最高層次——?jiǎng)?chuàng)新。

在我們的每一個(gè)項(xiàng)目課程中，都有一個(gè)必要環(huán)節(jié)：作品設(shè)計(jì)分析。我們根據(jù)不同的課程載體，要求學(xué)生對(duì)載體再設(shè)計(jì)。如：設(shè)計(jì)一把桿秤、一面鼓、一只風(fēng)箏……一種以人為本的創(chuàng)新方式，學(xué)生提煉自己積累的知識(shí)、方法和可搜尋的工具，將物的需求、技術(shù)的可能性以及自己對(duì)作品的定位整合在一起。因此，我們不能把設(shè)計(jì)簡單地看作是一種想法，他是學(xué)生靈感、構(gòu)思、實(shí)施的過程。。從創(chuàng)新能力發(fā)展的角度看，若是將這一思維方式轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N教學(xué)方式或者學(xué)習(xí)模式，那將對(duì)學(xué)生的核心素養(yǎng)發(fā)展具有重要意義。[8]

7、作品制作

作品制作是STEM課程最核心的環(huán)節(jié)。

學(xué)生通過運(yùn)用各種工具、工藝進(jìn)行實(shí)踐，將設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為實(shí)物，以完整的作品考量學(xué)生對(duì)STEM課程所涉及的學(xué)科知識(shí)的掌握，強(qiáng)調(diào)工程、技術(shù)的運(yùn)用、創(chuàng)新意識(shí)與實(shí)踐能力的培養(yǎng)。[9]學(xué)生需要選擇合適的工具、材料，以小組合作的形式開展實(shí)踐，這是驗(yàn)證設(shè)計(jì)、完成項(xiàng)目的重要保障。一方面，學(xué)生通過傳統(tǒng)與現(xiàn)代工具的使用，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)成果的可視化，提升創(chuàng)造性;另一方面，學(xué)生通過小組分工、同伴合作實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)過程任務(wù)化，體驗(yàn)解決現(xiàn)實(shí)問題的過程。[10]

四、課程反思

我們?cè)O(shè)想，下一步由學(xué)生根據(jù)自己確定的問題自行組成學(xué)習(xí)小組在假期中開展繼續(xù)研究。這將是一個(gè)完整的生成性問題的運(yùn)用，也是學(xué)生對(duì)課程過程方法論的再次實(shí)踐。

在頂層設(shè)計(jì)上，我們希望建立這樣一個(gè)“項(xiàng)目主導(dǎo)+項(xiàng)目開放”的STEM課程大循環(huán)的方式，思考怎樣遵循知識(shí)結(jié)構(gòu)的建立和思維方法的培養(yǎng)，打通學(xué)段做系統(tǒng)性、階梯性的整體設(shè)計(jì)，充分運(yùn)用好這個(gè)培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的最好載體。

課程實(shí)施過程本就是一個(gè)不斷實(shí)踐反思的過程，我們每經(jīng)過一個(gè)階段都必須回過頭來看看、想想其中的成敗得失，不斷的調(diào)整、不斷地改進(jìn)，不斷地發(fā)展。我們希望把湖湘文化里的STEM的興趣之光，德育之光，教研之光整合融入學(xué)校特色課程建設(shè)中，讓這星光不斷擴(kuò)散、不斷蔓延，不斷壯大。

參考文獻(xiàn)：

[1] 吳穎惠.構(gòu)建以“育人”為核心的課程體系[N].中國教師報(bào)，2019- 03 - 06（014）.

[2] [4] [8] 王佑鎂，郭靜，宛平，趙文竹.設(shè)計(jì)思維：促進(jìn)STEM教育與創(chuàng)客教育的深度融合[J].電化教育研究，2019，40（3）：34-41.

[3] 中國 STEM 教育白皮書（ 精華版） [EB/OL].（ 2017- 06- 20） [2020-08-10]http： / /www.ict.edu.cn/ uploadfile /2018/0507/20180507033914363.pdf.

[5]王素.《2017年中國 STEM 教育白皮書》解讀[J].現(xiàn)代教育，2017（7）：4-7.

[6] [7] 陳鵬，田陽，劉文龍.北極星計(jì)劃：以 STEM 教育為核心的全球創(chuàng)新人才培養(yǎng)——《制定成功路線：美國 STEM 教育戰(zhàn)略》（2019— 2023）解析[J].遠(yuǎn)程教育雜志，2019（2）：3-14.

[9] [10] 蔣雄超.把握“三條主線” 助力STEM教育實(shí)踐（J）. 中小學(xué)教學(xué)研究，2019（3）：9-12