基于STEM教育的綜合實(shí)踐活動課程開發(fā)

鄧云玉

[摘要]本文以“抗疫”為主題，融合STEM教育理念，以初中生物學(xué)知識為基礎(chǔ)，整合多學(xué)科的教學(xué)資源，以體驗(yàn)式和探究式的學(xué)習(xí)活動貫穿主題設(shè)計(jì)，從確立活動主題、明確主題目標(biāo)、精選活動內(nèi)容、實(shí)施活動過程、提升多元評價(jià)五個基本環(huán)節(jié)開發(fā)綜合實(shí)踐活動課程，落實(shí)綜合實(shí)踐課程的育人目標(biāo)。

[關(guān)鍵詞]STEM教育;抗疫主題;綜合實(shí)踐

2017年教育部頒布的《中小學(xué)綜合實(shí)踐活動課程指導(dǎo)綱要》明確提出，綜合實(shí)踐活動課程開發(fā)要面向?qū)W生個體生活和社會生活，主要從人與自我、人與社會、人與自然三大層面開發(fā)活動主題。而在全民“抗疫”、全球“抗疫”的非常時(shí)期，以“抗疫”為主題的實(shí)踐活動，能夠使學(xué)生獲得關(guān)于自我、社會、自然的真實(shí)體驗(yàn)，又能很好融合各學(xué)科知識，實(shí)施STEM教育。將STEM教育理念融入綜合實(shí)踐活動課程設(shè)計(jì)中有助于提高課程設(shè)計(jì)與實(shí)施水平，提高學(xué)生的科學(xué)思維能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神。筆者結(jié)合本校初一學(xué)生的實(shí)際情況，就基于STEM教育的抗疫主題實(shí)踐活動的開發(fā)作了探索與嘗試。

一、確定活動主題，梳理主題框架

一個有意義的活動主題可以達(dá)到發(fā)展學(xué)生綜合素養(yǎng)的目的，體現(xiàn)綜合實(shí)踐活動課程的根本價(jià)值追求。引導(dǎo)學(xué)生從當(dāng)前社會的熱點(diǎn)問題從真實(shí)情境中提出問題，提煉有研究價(jià)值的活動主題——“抗擊疫情，我們齊行動”，從問題出發(fā)，以初中生物學(xué)知識為基礎(chǔ)，整合多學(xué)科的教學(xué)資源，以體驗(yàn)式和探究式的學(xué)習(xí)活動貫穿主題設(shè)計(jì)，主要分為四大版塊：病毒篇、口罩篇、抗疫篇、英雄篇，主題框架如下：

二、明確主題目標(biāo)，把握育人方向

根據(jù)綜合實(shí)踐活動的四維目標(biāo)，明確主題的目標(biāo)和指向，踐行五育并舉的教育理念。學(xué)生在教師的引領(lǐng)下學(xué)會發(fā)現(xiàn)問題、感受知識的價(jià)值，產(chǎn)生學(xué)習(xí)的動力，掌握主動學(xué)習(xí)與解決問題的基本經(jīng)驗(yàn)，獲得職業(yè)體驗(yàn)，領(lǐng)悟團(tuán)隊(duì)意義，樹立責(zé)任擔(dān)當(dāng)意識，在內(nèi)心播種創(chuàng)新精神的種子。

價(jià)值體認(rèn)：“新冠”疫情中蘊(yùn)藏著豐富的生物學(xué)知識，如：病毒結(jié)構(gòu)、傳染病防治、免疫、遺傳、進(jìn)化、微生物培養(yǎng)等，本主題將抗疫與初中生物學(xué)有機(jī)結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生以生命觀念認(rèn)識生物世界，關(guān)注社會議題，增強(qiáng)學(xué)生科學(xué)抗疫防疫意識，形成正確的世界觀和樹立正確價(jià)值觀。

問題解決：學(xué)生從疫情的社會議題中尋找問題，針對特定問題，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，掌握科學(xué)探究的基本方法，培養(yǎng)學(xué)生的溝通交流能力、合作協(xié)作能力、批判性思維能力、創(chuàng)造創(chuàng)新能力和問題解決的能力。

創(chuàng)意物化：綜合所學(xué)知識應(yīng)用到解決問題中去，通過模型設(shè)計(jì)制作、微視頻拍攝、手抄報(bào)創(chuàng)作等創(chuàng)意物化，在做中學(xué)，體驗(yàn)實(shí)踐的快樂喜悅。

責(zé)任擔(dān)當(dāng)：挖掘抗疫事件的育人價(jià)值，如抗疫中的高科技、抗疫英雄等，培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)憧憬和社會責(zé)任意識。

三、精選活動內(nèi)容，實(shí)施活動過程

綜合實(shí)踐活動課程的內(nèi)容選擇要體現(xiàn)自主性、實(shí)踐性、開放性、整合性和連續(xù)性。初中學(xué)生無論在知識的積累以及實(shí)踐的探索經(jīng)驗(yàn)都還比較不足，他們對抽象問題、微觀世界等并沒有形成系統(tǒng)的認(rèn)知視角，形象思維仍然占居主導(dǎo)地位，對體驗(yàn)式學(xué)習(xí)方式表現(xiàn)出濃厚興趣，對社會、自然、科學(xué)現(xiàn)象呈現(xiàn)出強(qiáng)烈的好奇心和求知欲。筆者圍繞“探秘新冠病毒”“口罩那些事”“科學(xué)抗疫”“致敬抗疫英雄”四個活動，設(shè)計(jì)基于問題的學(xué)習(xí)、基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)、基于設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)，以多樣的學(xué)習(xí)活動形式，實(shí)施活動過程。下面以“探秘新冠病毒”小主題實(shí)施環(huán)節(jié)為例進(jìn)行介紹：

（一）以問題為驅(qū)動，圍繞主題，提出問題

新冠病毒是何物？新冠病毒是如何傳播和侵害人體的？人體免疫系統(tǒng)如何應(yīng)對？人類應(yīng)該如何自我防護(hù)？為什么新冠病毒入侵會導(dǎo)致發(fā)燒？發(fā)燒是壞事嗎？......學(xué)生根據(jù)教師創(chuàng)設(shè)的情境，進(jìn)行頭腦風(fēng)暴，提出很多相關(guān)問題，然后師生共同將問題歸類篩選。

（二）以知識作鋪墊，資料收集，分析思考

教師指導(dǎo)學(xué)生從微信、網(wǎng)頁、視頻中查閱資料，分析提煉信息，學(xué)習(xí)科學(xué)概念，了解病毒發(fā)現(xiàn)史以及病毒的大小、形態(tài)、結(jié)構(gòu)、分類、增殖等基礎(chǔ)知識，學(xué)習(xí)傳染病流行的基本知識，討論新冠狀病毒的入侵機(jī)理以及病毒與人類協(xié)同進(jìn)化的關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生敬畏自然和生命，共創(chuàng)人類美好生活，并在項(xiàng)目實(shí)施過程中實(shí)踐運(yùn)用，完成知識的建構(gòu)。

（三）以STEM為導(dǎo)向，小組合作，創(chuàng)意設(shè)計(jì)

疫情期間，很多中小學(xué)校都會開展新冠病毒模型制作，一般都沒有設(shè)計(jì)圖紙方案，追求的是外形的相似度，具有較大的隨意性，缺乏科學(xué)性。如何讓模型更具科學(xué)性和體現(xiàn)生物結(jié)構(gòu)之美？筆者基于STEM的導(dǎo)向，讓學(xué)生分小組，用工程的方法進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)，用數(shù)學(xué)的思維計(jì)算模型的大小、比例，用工程的思維去討論材料、用具、數(shù)量及預(yù)算，從藝術(shù)的角度思考配色方案，學(xué)會多種思維參與建構(gòu)過程，通過模型建構(gòu)來獲得對生命現(xiàn)象和規(guī)律的理解，同時(shí)獲得實(shí)驗(yàn)、觀察、推理、想象能力的提升。

（四）以活動為載體，模型建構(gòu)，探究實(shí)踐

新冠病毒結(jié)構(gòu)物理模型制作，不光需要生物學(xué)科專業(yè)知識的支撐，還需要學(xué)生具有一定的美學(xué)、工程學(xué)和數(shù)學(xué)等方面的知識與技能，是一種跨學(xué)科、綜合性的活動。通過模型的制作，認(rèn)識新冠病毒，學(xué)生通過親自參與到病毒模型的設(shè)計(jì)和制作，不僅能深化學(xué)生對新冠病毒的認(rèn)識理解，還能有效提高學(xué)生的動手能力及創(chuàng)造力，發(fā)展科學(xué)思維、工程思維與藝術(shù)思維。

（五）以評價(jià)促發(fā)展，交流展示，反思成長

課堂上學(xué)生展示本組模型，介紹制作要點(diǎn)（方法過程），說明病毒各部分結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系，建立結(jié)構(gòu)功能觀，分析創(chuàng)新點(diǎn)及待改進(jìn)的地方，分享建模過程中的收獲和體會，同時(shí)接受同學(xué)與教師的提問和建議，在思維的碰撞中對項(xiàng)目作出進(jìn)一步優(yōu)化迭代的計(jì)劃。

四、物化活動成果，提升多元評價(jià)

綜合實(shí)踐課程的評價(jià)遵循過程性評價(jià)原則，多元化評價(jià)原則和發(fā)展性評價(jià)原則。過程性評價(jià)重點(diǎn)評價(jià)學(xué)生在課程學(xué)習(xí)過程中的對問題的理解、方案設(shè)計(jì)、工程實(shí)踐、創(chuàng)意制作、交流匯報(bào)等方面的表現(xiàn)，特別關(guān)注對學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作能力、跨學(xué)科解決問題的能力評價(jià)，可制定量化的指標(biāo)。對學(xué)生的評價(jià)中，還要以未來為取向，以發(fā)展為目標(biāo)，且應(yīng)注重過程性評價(jià)與成果評價(jià)相結(jié)合，自評與他評相結(jié)合，因此在評價(jià)時(shí)要注重評價(jià)方式的多元化，多元的評價(jià)方式更具信服力，更能保護(hù)和培育學(xué)生的自信心與積極性。如模型的制作，可以采用活動觀察、行為記錄、作品點(diǎn)評等形式進(jìn)行評價(jià)，并以圖片、視頻、美篇等方式通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分享，教師、家長、同學(xué)進(jìn)行互動點(diǎn)評。

五、自我反思

在本主題的教學(xué)實(shí)施中，以生物學(xué)為基礎(chǔ)，基于STEM教育理念的綜合實(shí)踐活動課程能夠比較好地設(shè)計(jì)基于問題的學(xué)習(xí)、基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)、基于設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)，學(xué)生參與熱情高，綜合實(shí)踐活動課程的四維目標(biāo)得到較好的落實(shí)，提高了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、解決實(shí)際問題的能力和與人合作的能力，將學(xué)科知識與關(guān)聯(lián)的數(shù)學(xué)思維、工程思維、技術(shù)設(shè)計(jì)、人文情懷等相結(jié)合，發(fā)展了學(xué)生的綜合素養(yǎng)和創(chuàng)新精神。當(dāng)然在實(shí)際操作中也遇到很多困難，比如學(xué)生對口罩的探究需要延續(xù)到課后的實(shí)驗(yàn)觀察記錄，要經(jīng)歷一段較長的時(shí)間，在學(xué)生的學(xué)習(xí)時(shí)間安排上會有較大的沖突;大班上課小組較多，對場地、器材的需要量大，給教師準(zhǔn)備及管理造成一定的困難，個別小組學(xué)習(xí)效率低，個別學(xué)生參與度低;本主題開發(fā)主要是以生物學(xué)知識為基礎(chǔ)，還可以更寬拓展，如從數(shù)學(xué)角度、從人文角度開發(fā)將會有不同的視野，因此，對教師的素養(yǎng)也提出更高的要求。

課題項(xiàng)目：本文為“中國STEM教育2029創(chuàng)新行動計(jì)劃”STEM課題立項(xiàng)課題，“基于STEM教育的綜合實(shí)踐活動校本課程開發(fā)的研究”成果（課題編號：2018STEM106）

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