STEM教育的應(yīng)用范疇(四)

向世清

前一講我們給出了從單個(gè)學(xué)科出發(fā)與學(xué)科交叉融合可以實(shí)現(xiàn)的STEM教學(xué)的4種基本方式，這給從事各個(gè)單個(gè)學(xué)科教學(xué)的教師提供了基本的教學(xué)設(shè)計(jì)思路和可能性。然而，隨之而來(lái)的具體問題就更為令人困惑。這個(gè)問題就是，在實(shí)際的一個(gè)學(xué)科的教學(xué)過程（可以簡(jiǎn)單地理解為某一門課，我們傳統(tǒng)的和現(xiàn)在絕大多數(shù)的課程都是按某門課劃分的嘛）中，一個(gè)教師在每一次課的設(shè)計(jì)時(shí)，究竟是采用單學(xué)科設(shè)計(jì)還是多學(xué)科交叉融合的設(shè)計(jì)？什么時(shí)候采用哪種方式？各種方式究竟采用多少比重為好？很多教師很明確地告訴我，他們真的不知道怎么解決這一困惑，而且甚至是不知道從何入手考慮。是的，這一困惑很自然，因?yàn)檫@一問題解決起來(lái)還真是很難，特別是對(duì)那些頭一次從事一個(gè)新學(xué)科教學(xué)的新教師，對(duì)這一困惑的應(yīng)對(duì)可以說是無(wú)從下手的。另外，習(xí)慣了傳統(tǒng)模式教學(xué)的教師在心理意識(shí)上還存在著或多或少的認(rèn)識(shí)障礙，也往往不愿意深入思考和探索如何轉(zhuǎn)型（所以，這才形成了教育轉(zhuǎn)型的巨大困難）。因此，這一講，我們就要繼續(xù)從傳統(tǒng)模式下的分科教學(xué)如何使用STEM教學(xué)繼續(xù)遞進(jìn)解讀。嚴(yán)格意義上，這是一講關(guān)于如何使用STEM教學(xué)法的總體策略的概述（這一講的內(nèi)容對(duì)當(dāng)前很多采用跨學(xué)科教學(xué)、項(xiàng)目化學(xué)習(xí)等教學(xué)實(shí)踐方式的教學(xué)探索者或?qū)W校而言，也是同樣具有指南意義的，可以幫助他們確定究竟使用多大的比重實(shí)現(xiàn)教學(xué)法選擇配合和教學(xué)方式組合）。

首先，我們要明確這樣的考慮應(yīng)該從何處入手。其實(shí)，任何判斷教學(xué)設(shè)計(jì)的原則就是學(xué)生最終需要通過教學(xué)（不管這個(gè)過程是長(zhǎng)與短）掌握和獲得什么。我們?nèi)匀恢厣?，所有教學(xué)法的選擇都是為了當(dāng)前的教學(xué)目標(biāo)乃至最終的教學(xué)目的而進(jìn)行的。無(wú)論如何，這是一個(gè)根本的原則，即使千變?nèi)f化，我們也不能忘記。為此，我們?cè)俅螐?qiáng)調(diào)前述數(shù)講中已經(jīng)給出過的有關(guān)知識(shí)的完整維度和掌握要求（圖見本刊2020年12期第67頁(yè)）。

該圖表明，任何教學(xué)最終的掌握要求是7個(gè)維度的全面綜合形成。從科學(xué)性的認(rèn)識(shí)角度，7個(gè)維度之間的關(guān)系是相互關(guān)聯(lián)、相互構(gòu)成、相互支撐、相互制約的。從構(gòu)建的角度看，7個(gè)維度中，知識(shí)是處于最為基礎(chǔ)和基本表征其他維度的地位（最起碼的，如果連一個(gè)概念都還沒有給予學(xué)生，那么我們的教學(xué)依據(jù)什么而形成推進(jìn)呢？）。因此所有的教學(xué)維度都應(yīng)該建立于基礎(chǔ)的知識(shí)之上，圍繞知識(shí)展開，遵循知識(shí)構(gòu)建，關(guān)聯(lián)知識(shí)形成，最終知識(shí)是所有其他6個(gè)維度的基礎(chǔ)和內(nèi)涵再現(xiàn)，而其他維度的產(chǎn)生和反過來(lái)提升都是更多知識(shí)和更深知識(shí)的體現(xiàn)。但是，從層次的角度看，其余6個(gè)維度高于知識(shí)，都在知識(shí)的基礎(chǔ)上構(gòu)建了比知識(shí)更為寬廣和豐富的某一方面的內(nèi)涵。這些內(nèi)涵僅憑知識(shí)概念本身是不足以囊括的。例如，方法維度就是在同類知識(shí)的抽象中表征了其中共有的某些特殊的共性特征和用法。所以，所有的教學(xué)理所當(dāng)然地應(yīng)該遵循知識(shí)遞進(jìn)的規(guī)律，但又不能僅僅限于遵循知識(shí)遞進(jìn)的方式，達(dá)成6個(gè)維度的更高層次習(xí)得才能真正算是完成了教學(xué)任務(wù)。

在這樣的認(rèn)識(shí)之下，采用STEM教學(xué)并不意味著完全放棄傳統(tǒng)的知識(shí)教學(xué)。我們必須認(rèn)識(shí)到，也必須承認(rèn)，傳統(tǒng)的知識(shí)型教學(xué)（甚至包括當(dāng)前所說的“應(yīng)試型”教學(xué)）在知識(shí)的循序漸進(jìn)習(xí)得和掌握上已經(jīng)凝練出了最起碼的兩方面的好處：一是，先建立知識(shí)概念，然后依照概念建構(gòu)深入和理解，再轉(zhuǎn)而建構(gòu)拓展和應(yīng)用，這樣的過程在建構(gòu)性上有著良好的自然性。二是，整體知識(shí)框架的循序漸進(jìn)達(dá)成較為完整和系統(tǒng)，這對(duì)最終一個(gè)人掌握較為完整的認(rèn)識(shí)是有根本的好處的。

所以一方面，針對(duì)純知識(shí)性的教學(xué)是必須具有的，要形成一定的知識(shí)概念基礎(chǔ)（或形象地可叫作知識(shí)概念印象）和一定的深化意向后，才有可能啟動(dòng)和推動(dòng)建構(gòu)于知識(shí)概念上的更多維度教學(xué)，逐漸進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)，達(dá)成更多維度的良好建構(gòu)，然后達(dá)成知識(shí)的“立體化體系”。最終知識(shí)概念本身的理解和掌握又更加到位和完整（當(dāng)然，必須強(qiáng)調(diào)，這里講的并不是一種純粹的先后關(guān)系，而是一種彼此承接和銜接的關(guān)聯(lián)關(guān)系。事實(shí)上，多個(gè)維度的形成與知識(shí)概念的教學(xué)在時(shí)間順序上實(shí)際是可以任意嵌套的）。

而另一方面，教學(xué)的最終體現(xiàn)絕不是知識(shí)概念本身，也不是僅以知識(shí)概念的掌握多少和熟練程度為衡量標(biāo)準(zhǔn)，最后的教學(xué)結(jié)果一定是以7個(gè)維度的圍繞知識(shí)概念的立體性知識(shí)體系的高度表達(dá)的。仔細(xì)地分析發(fā)現(xiàn)，6個(gè)維度的教學(xué)實(shí)現(xiàn)方式明顯與知識(shí)概念的教學(xué)方式不一樣。比如，技能必須通過實(shí)際的操作和訓(xùn)練;方法必須在過程中經(jīng)歷全程后通過感悟形成;思維必須進(jìn)入學(xué)習(xí)者的自我思考過程歷練才能逐漸得到體會(huì)和真正掌握。所以，一概地在教室內(nèi)的課堂上通過知識(shí)的講授是無(wú)法真正有效地建構(gòu)其他6個(gè)維度的。于是，真正有效的教學(xué)就必須在過程中設(shè)計(jì)加入不同的符合6個(gè)維度有效建構(gòu)的過程方式（不幸的是，應(yīng)試教育因?yàn)樽非蟾?jìng)爭(zhēng)性的知識(shí)概念型試卷的分?jǐn)?shù)的結(jié)果排序，逐漸導(dǎo)致了極端的教學(xué)過程簡(jiǎn)化和異化，最終教學(xué)過多地停留在知識(shí)概念的反復(fù)低層次習(xí)得和加強(qiáng)記憶上，使得深入和理解、拓展和應(yīng)用達(dá)成的能級(jí)不高，“6個(gè)維度”停留在相當(dāng)膚淺的層面和圍繞分?jǐn)?shù)試卷的“試題方法、試題思維、試題技巧”等之中，方式單一、簡(jiǎn)單、枯燥，很難達(dá)成有效結(jié)果，實(shí)際上曲解了正確的知識(shí)教育過程?？上У氖牵钡浇裉?，隨著時(shí)間的推移，我們才越來(lái)越清醒地認(rèn)識(shí)到應(yīng)試教育的問題和弊病。不過，盡管有這樣的描述和歸納，卻并不代表我們應(yīng)該要全盤否定應(yīng)試教育，而是應(yīng)該對(duì)其中的正確的具備良好教學(xué)效能的部分還是要實(shí)現(xiàn)揚(yáng)棄。這樣講才是一種科學(xué)對(duì)待教育策略和教學(xué)方法論的態(tài)度）。

因此，我們的教學(xué)必須是兼有建構(gòu)基礎(chǔ)知識(shí)的教學(xué)和提升替他6個(gè)維度的教學(xué)，彼此之間最終不能完全分開，必須融合在一起形成一體化的“7個(gè)維度體系”。請(qǐng)大家記住，這是后面總體上確定教學(xué)策略的指導(dǎo)思想和操作原則的具體細(xì)化闡述。

那么，知識(shí)概念的教學(xué)作為基礎(chǔ)與另外6個(gè)維度作為同時(shí)達(dá)成的更高目標(biāo)，在實(shí)現(xiàn)緊密內(nèi)在銜接的時(shí)候，各自大致上應(yīng)該用多大的比重呢？這實(shí)際上是要回答有了上述的切入點(diǎn)判斷原則或者標(biāo)準(zhǔn)后，我們接下來(lái)究竟要如何更好地處理知識(shí)與其他6個(gè)維度的教學(xué)過程的兼顧，從而實(shí)現(xiàn)7個(gè)維度的同時(shí)達(dá)成（更準(zhǔn)確地說是自然融合達(dá)成而不是分開分別達(dá)成）的實(shí)際操作問題。

現(xiàn)在，在其中如何使用STEM教學(xué)恰恰就是這一兼顧當(dāng)前最佳方式之一，因?yàn)镾TEM中已經(jīng)深刻地涉及到了知識(shí)概念的教學(xué)與其他維度如何關(guān)聯(lián)、如何銜接、如何融合、如何共生的核心問題。然后使用新型設(shè)計(jì)的教學(xué)方法論。時(shí)代選擇STEM作為最主要的新型教學(xué)法之一，就是因?yàn)樗闹饕攸c(diǎn)是在過程中，在完成解決問題的同時(shí)，不僅明確其中的科技，不僅融合各學(xué)科的知識(shí)，更多地是在過程中通過動(dòng)手實(shí)踐、主動(dòng)探索、深度拓展等，正好為6個(gè)維度的建構(gòu)提供了良好的過程與總體融合。

經(jīng)過長(zhǎng)期的實(shí)踐摸索和理論研究，我們?cè)谶@里給出一個(gè)整體的教學(xué)法策略，那就是在上一講所述的4種STEM教學(xué)法的4種基本方式之中，都應(yīng)該采取知識(shí)概念教學(xué)與STEM融合教學(xué)接近于七三開左右的比重，如圖1所示，即知識(shí)的教授方式占用的過程時(shí)間大致在70%，而剩下的30%過程時(shí)間就使用STEM教學(xué)法（您可以這樣簡(jiǎn)單理解，1個(gè)知識(shí)點(diǎn)單元要上10課時(shí)，那么7課時(shí)用傳統(tǒng)的知識(shí)教學(xué)法，3課時(shí)用STEM教學(xué)法），這樣通過后面的30%教學(xué)就使得前述的70%教學(xué)變得既奠定好了基礎(chǔ)，又實(shí)現(xiàn)了高層次的提升。

我們已經(jīng)在現(xiàn)有的實(shí)踐中很深刻地看到了這樣一種奇妙的組合效果。按照這樣的七三開，現(xiàn)在我們的教學(xué)既不是單純的知識(shí)教學(xué)，又不是缺乏基礎(chǔ)的“裝樣子”的STEM教學(xué)，是真正地將STEM用好的一種合理科學(xué)的可行做法。當(dāng)然，根據(jù)實(shí)際情況可以調(diào)整為六四開或者八二開，今后有望轉(zhuǎn)變?yōu)槿唛_或者四六開、二八開。我們也看到，這樣的七三開就已經(jīng)是一種對(duì)現(xiàn)有教學(xué)方式的大幅度轉(zhuǎn)型。您愿意適應(yīng)這樣的轉(zhuǎn)型嗎？