鄉(xiāng)土資源在STEM教育中的開發(fā)應(yīng)用

◇顧健彭（江蘇：興化市景范學(xué)校）

STEM 教育的起源地是美國(guó)。STEM 教育在美國(guó)，從1986年起，歷經(jīng)形成、發(fā)展、改革期，至今已有35年之久。越來越多的領(lǐng)域開始融合STEM 教育，發(fā)展呈現(xiàn)立體交互的網(wǎng)狀，其在美國(guó)國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力、未來人才培養(yǎng)上起到了舉足輕重的作用。STEM 教育在中國(guó)起步相對(duì)較晚，自2008年引入中國(guó)，至“十三五”時(shí)期，越來越多的中國(guó)一線教育工作者，投身STEM 教育實(shí)踐和研究當(dāng)中。特別是在我國(guó)大中城市，在一大批以“跨學(xué)科、高技術(shù)”為主要特征的創(chuàng)新型教師的努力探索下，以人工智能、創(chuàng)客教育、機(jī)器人教育等為突破口，積極開展STEM 教育實(shí)踐活動(dòng)，與新時(shí)代的發(fā)展相適應(yīng)。在這樣特殊的環(huán)境下，其發(fā)展勢(shì)頭喜人。

相對(duì)于城市，鄉(xiāng)鎮(zhèn)學(xué)校STEM 教育有其自身的特點(diǎn)，呈現(xiàn)出一定的艱難性和隱蔽性，在教育理念、活動(dòng)條件和教師隊(duì)伍建設(shè)上都面臨著一些問題。鄉(xiāng)鎮(zhèn)學(xué)校普遍缺乏專業(yè)的教師，更缺少可行性實(shí)踐項(xiàng)目和教育課程資源，再加上一些教育工作者對(duì)STEM 教育的認(rèn)知比較簡(jiǎn)單、片面。他們普遍認(rèn)為學(xué)生接觸機(jī)器人、3D 打印等信息化教學(xué)活動(dòng)就是STEM 教育。團(tuán)隊(duì)的建設(shè)發(fā)展難上加難。所以目前STEM 教育在我國(guó)鄉(xiāng)鎮(zhèn)學(xué)校，特別是小學(xué)還處于萌芽階段，普遍缺乏活動(dòng)設(shè)計(jì)開發(fā)的經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐機(jī)會(huì)。另一方面，聚焦其隱蔽性。通過研究不難發(fā)現(xiàn)，相比較于國(guó)內(nèi)大中城市，鄉(xiāng)鎮(zhèn)學(xué)校有其得天獨(dú)厚的條件——擁有極其豐富的鄉(xiāng)土資源。鄉(xiāng)鎮(zhèn)學(xué)校應(yīng)該可以立足本地，挖掘特色，用敏銳的眼光捕捉這些本地資源，并以此為基礎(chǔ)開展具有鄉(xiāng)土特色的系列青少年STEM 科技創(chuàng)新活動(dòng)。對(duì)鄉(xiāng)土資源科學(xué)充分地開發(fā)應(yīng)用，將為鄉(xiāng)鎮(zhèn)學(xué)校STEM 教育提供重要支撐。

一、鄉(xiāng)土資源的科學(xué)合理開發(fā)，便于學(xué)校開展體現(xiàn)STEM課程核心理念的教育活動(dòng)

STEM 教育是一種大綜合的教育理念，以工程設(shè)計(jì)為主導(dǎo)、科技理工為特征，依據(jù)真實(shí)情境和目標(biāo)，開展跨學(xué)科融合式項(xiàng)目學(xué)習(xí)。在課程內(nèi)容綜合化的背景下，它更多地讓學(xué)生在已有學(xué)科知識(shí)和生活經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過學(xué)科知識(shí)應(yīng)用的拓展與延伸，解決生活和學(xué)習(xí)中的真實(shí)問題，培養(yǎng)學(xué)生全面發(fā)展和自主創(chuàng)新的能力。它強(qiáng)調(diào)項(xiàng)目的產(chǎn)生一定要與社會(huì)生活的實(shí)際相結(jié)合，需要?jiǎng)?chuàng)設(shè)一個(gè)真實(shí)的學(xué)習(xí)任務(wù)，讓學(xué)生在親手實(shí)踐、動(dòng)腦體驗(yàn)中獲得豐富的知識(shí)，以提高其綜合科學(xué)素養(yǎng)。對(duì)于鄉(xiāng)鎮(zhèn)學(xué)校來說，可能辦學(xué)條件和專業(yè)師資力量相對(duì)于城區(qū)學(xué)校有很大差距，但通過實(shí)地查看、走訪鄉(xiāng)民、查閱檔案資料，不難發(fā)現(xiàn)：鄉(xiāng)鎮(zhèn)學(xué)校所在區(qū)域有著豐富的鄉(xiāng)土資源，而且這些鄉(xiāng)土資源中包含有大量的科學(xué)、工程類教育資源。這些豐富的鄉(xiāng)土資源，每天都伴隨著學(xué)生成長(zhǎng)，甚至就是他們生活的一部分。以蘇教版小學(xué)科學(xué)為例，六年級(jí)下冊(cè)設(shè)置了“共同家園”單元，教材內(nèi)容中涉及的沙漠、草原等元素，對(duì)于筆者所在的江蘇里下河地區(qū)的學(xué)生來說，有一定的距離感。但對(duì)于學(xué)生來說，他們的先民用勤勞智慧的雙手在河澤低洼水面，壘土成垛，以高處為良田，洼處為河道，有效改善了生活環(huán)境，贏來了生活的喜人碩果，這恰恰是非常典型的“人類與自然和諧共處”案例。在教學(xué)過程中，教師可以繼續(xù)運(yùn)用STEM 教育理念引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步思考、研究：在人們改造當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境時(shí)，會(huì)制作和使用哪些特殊的工具？環(huán)境的變化，對(duì)本地自然界的生物和植被會(huì)產(chǎn)生什么樣的影響？改造后的環(huán)境適合什么樣的植物生長(zhǎng)？如今我們?cè)诟脑飙h(huán)境、提高生活品質(zhì)的同時(shí)，如何處理好人與自然的關(guān)系？學(xué)生在掌握小學(xué)科學(xué)核心概念的同時(shí)，也促發(fā)他們的好奇心和探究熱情。要積極創(chuàng)設(shè)各種條件，讓學(xué)生通過觀察、實(shí)驗(yàn)、調(diào)查、討論等方式，進(jìn)行STEM 教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)。這些來源于鄉(xiāng)土資源的案例，會(huì)讓學(xué)生在真實(shí)情境下，發(fā)現(xiàn)和解決真實(shí)的問題，讓STEM 教育在學(xué)習(xí)中真實(shí)發(fā)生。

二、鄉(xiāng)土資源在STEM 教育中的開發(fā)應(yīng)用，需要從課程的角度出發(fā)，對(duì)鄉(xiāng)土資源進(jìn)行分類、甄別和整合

教育專家朱慕菊主編的《走進(jìn)新課程——與課程實(shí)施對(duì)話》提出，鄉(xiāng)土資源即指學(xué)校所在區(qū)域內(nèi)的文化生態(tài)和自然生態(tài)方面的資源，包括鄉(xiāng)土地理、風(fēng)情民俗、本土文化、生產(chǎn)及生活經(jīng)驗(yàn)等。這些都是實(shí)現(xiàn)STEM 課程目標(biāo)的有利因素，所以鄉(xiāng)土資源是天然的、活的課程資源。而將課程資源轉(zhuǎn)化為課程，一方面依賴課程資源的豐富程度，更有賴于課程設(shè)計(jì)者的開發(fā)與利用水平。STEM 學(xué)習(xí)和研究的問題，雖然要求來源于學(xué)生的真實(shí)生活，但問題提煉主要是教師的預(yù)設(shè)。教師除了設(shè)計(jì)研究問題，對(duì)后續(xù)的學(xué)習(xí)過程也要有初步的開發(fā)設(shè)計(jì)。特別是小學(xué)階段，因?yàn)閷W(xué)生的認(rèn)知水平還比較低，對(duì)課程開發(fā)人員提出了更高的要求。如何將資源提煉成問題，再將多個(gè)問題轉(zhuǎn)化為課程，這個(gè)過程需要課程開發(fā)者根據(jù)學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)、認(rèn)知特征和學(xué)科的特點(diǎn)，將零散的、多元的課程資源進(jìn)行篩選和整合。這個(gè)過程應(yīng)該是動(dòng)態(tài)、反復(fù)、不斷修正的過程。因?yàn)檎n程開發(fā)者需要根據(jù)活動(dòng)的進(jìn)展和學(xué)情的變化，將鄉(xiāng)土資源提煉為既能體現(xiàn)綜合學(xué)科知識(shí)應(yīng)用，又便于有計(jì)劃地實(shí)施教學(xué)，還要有利于進(jìn)行過程性評(píng)價(jià)的STEM 課程。對(duì)于鄉(xiāng)鎮(zhèn)學(xué)校來說，周邊有著豐富的農(nóng)業(yè)種植、水產(chǎn)養(yǎng)殖、農(nóng)業(yè)加工、勞動(dòng)號(hào)子、地方建筑等鄉(xiāng)土資源，小學(xué)科學(xué)教師可以STEM 教育為教學(xué)理念，以解決問題為核心，以學(xué)科融合為關(guān)鍵，以思維提升為基礎(chǔ)，以創(chuàng)新創(chuàng)造為目標(biāo)，按物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)、技術(shù)與工程等不同領(lǐng)域，將這些鄉(xiāng)土資源進(jìn)行分類、提煉、整合，或者融合到小學(xué)科學(xué)教學(xué)中去，或者根據(jù)學(xué)校特色形成校本化的地方課程。這將會(huì)為STEM 課程的發(fā)展注入強(qiáng)勁的動(dòng)力。

三、在STEM 教育中融入鄉(xiāng)土資源，有利于學(xué)生了解鄉(xiāng)土文化

每個(gè)學(xué)校所在的城鎮(zhèn)都應(yīng)當(dāng)有相應(yīng)的地方傳統(tǒng)文化和習(xí)俗，存在豐富的、具有本土特色的鄉(xiāng)土資源。但是，一方面受城市化進(jìn)程的發(fā)展和學(xué)生生活閱歷、思維能力的限制，目前小學(xué)生對(duì)本地域鄉(xiāng)土文化的深度體驗(yàn)機(jī)會(huì)較少，理解也很片面；另一方面很多優(yōu)秀的傳統(tǒng)地方文化受到西方文化和網(wǎng)絡(luò)文化的沖擊，在社會(huì)生活中的影響力日益衰弱，傳承困難，面臨遺失的危險(xiǎn)。因此一些鄉(xiāng)土資源豐富的學(xué)校，可以通過校本化的STEM 教學(xué)實(shí)踐，以課程化的方式，有組織、有計(jì)劃地開展教學(xué)活動(dòng)，為學(xué)生了解、繼承鄉(xiāng)土文化搭建良好的平臺(tái)。如，江蘇省興化市戴窯鎮(zhèn)磚瓦雕刻工藝有著悠久的歷史，戴窯鎮(zhèn)的由來和發(fā)展與磚瓦雕刻產(chǎn)業(yè)一直密切相關(guān)。戴窯鎮(zhèn)中心校將極具地方特色的“戴窯窯工磚瓦及雕刻技藝”與基礎(chǔ)課程相融合，建立了一套基于STEM 理念的學(xué)校課程體系。在小學(xué)科學(xué)“物質(zhì)科學(xué)”課堂中呈現(xiàn)如下。小學(xué)低年級(jí)：1.磚瓦的用途和外形；2.展示交流家庭建筑中的磚瓦。小學(xué)中年級(jí)：1.磚瓦雕刻花紋和寓意；2.各類磚瓦其原料、形制與建筑的關(guān)系。小學(xué)高年級(jí)：1.磚瓦雕刻工藝的發(fā)展與創(chuàng)新；2.調(diào)整配方，制作不同種類的磚瓦。這種面向全體學(xué)生、培養(yǎng)其綜合素養(yǎng)的STEM 課程體系，讓學(xué)科知識(shí)與生活情境實(shí)現(xiàn)“無縫對(duì)接”，不僅夯實(shí)了學(xué)校學(xué)科教育的知識(shí)基礎(chǔ)，提升了學(xué)生圍繞具體項(xiàng)目分析與解決問題的能力，也給學(xué)生提供了一個(gè)與社會(huì)生活相聯(lián)系的真實(shí)情境，激發(fā)了學(xué)生參與社會(huì)生活的熱情，提高了學(xué)生的社會(huì)參與度，有利于培育學(xué)生的鄉(xiāng)土文化之根，對(duì)培養(yǎng)小學(xué)生的國(guó)民素質(zhì)和家國(guó)情懷具有現(xiàn)實(shí)意義。

四、搭建資源豐富的互動(dòng)平臺(tái)，將STEM 教育延伸到家庭、社區(qū)等更多社會(huì)層面

學(xué)校教師的知識(shí)儲(chǔ)備，特別是對(duì)于鄉(xiāng)土文化的認(rèn)識(shí)，是有一定局限性的。但是很多學(xué)生的祖輩長(zhǎng)期居住于此，經(jīng)歷著種種往事，與土地同呼吸共命運(yùn)。他們深受鄉(xiāng)土文化的影響，是鄉(xiāng)土文化最好的繼承者和傳播者。所以我們需要根據(jù)校情和學(xué)情，拓展教育主體和教學(xué)陣地，請(qǐng)家長(zhǎng)和地方文化傳承人擔(dān)任學(xué)生的第二任教師，讓家庭、社區(qū)成為STEM 教育的“第二課堂”。由此，我們可以對(duì)鄉(xiāng)土資源的開發(fā)和應(yīng)用，探索出一種發(fā)展性的開發(fā)和應(yīng)用運(yùn)作機(jī)制，即學(xué)校、家庭、社區(qū)圍繞鄉(xiāng)土資源進(jìn)行“多極”互動(dòng)。學(xué)校從開放式辦學(xué)的角度出發(fā)，進(jìn)行具有實(shí)踐性的頂層設(shè)計(jì)，積極運(yùn)用校外的教育教學(xué)資源，通過探究式、體驗(yàn)式以及問題導(dǎo)向式等學(xué)習(xí)途徑，幫助學(xué)生解決STEM 教學(xué)中的學(xué)科問題和現(xiàn)實(shí)問題，最終實(shí)現(xiàn)學(xué)生STEM 綜合素養(yǎng)的提升。這也便于鄉(xiāng)鎮(zhèn)學(xué)校建立STEM 教育鄉(xiāng)土課程資源庫。例如，興化市戴窯中心小學(xué)基于本地特色的“瓦窯文化”，開展“戴窯窯工磚瓦及雕刻技藝”STEM教學(xué)活動(dòng)，將部分授課內(nèi)容開設(shè)在當(dāng)?shù)氐摹按鞲G窯工磚瓦文化展覽館”。不僅邀請(qǐng)了地方文化專家向?qū)W生講解和交流“瓦窯文化”的歷史和現(xiàn)狀，還邀請(qǐng)當(dāng)?shù)氐牡窨堂覟閷W(xué)生展示和傳授磚雕工藝。通過這種現(xiàn)場(chǎng)化教學(xué)，營(yíng)造了真實(shí)的學(xué)習(xí)情境，不僅讓學(xué)生實(shí)地體驗(yàn)和親手實(shí)踐了磚雕藝術(shù)，深刻感受到當(dāng)?shù)赜凭玫拇u雕文化，而且讓STEM 活動(dòng)課程與真實(shí)的社會(huì)生活聯(lián)系起來，用社會(huì)資源和力量，建立學(xué)校STEM 教育和社會(huì)各方面的聯(lián)系，圍繞本地文化和需求，培養(yǎng)出STEM 教育復(fù)合型人才，使鄉(xiāng)鎮(zhèn)學(xué)校STEM 教育與社會(huì)息息相關(guān)。

綜上所述，通過鄉(xiāng)土資源開發(fā)應(yīng)用和對(duì)構(gòu)建STEM 課程的前景分析，可以看出，在實(shí)踐中要努力打破思想局限，充分認(rèn)識(shí)鄉(xiāng)土資源的重要性，積極探索其內(nèi)涵，努力搭建豐富的互動(dòng)平臺(tái)，極力尋求多元融合發(fā)展之路徑，突破課程生長(zhǎng)的局限，建立未來學(xué)校STEM 課程框架。在資源建設(shè)上深挖，做好發(fā)展文章，竭力尋找鄉(xiāng)土資源圈，“編織”鄉(xiāng)土資源網(wǎng)，構(gòu)建鄉(xiāng)土資源庫。只有這樣才能保證STEM 課程的建設(shè)養(yǎng)分，澆灌出STEM 課程未來的參天之樹。