鄉(xiāng)村振興視角下項(xiàng)目式學(xué)習(xí)在科技教育中的運(yùn)用

顧冰

摘要：在我國(guó)全面推進(jìn)鄉(xiāng)村振興的背景下，培養(yǎng)新時(shí)代科技人才成為實(shí)施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的重要基礎(chǔ)，但鄉(xiāng)村青少年科技教育存在資源匱乏、教育模式陳舊、家庭教育缺位等問(wèn)題，本文從STEAM 項(xiàng)目式學(xué)習(xí)、科學(xué)體驗(yàn)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)及資源下沉項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的角度探索鄉(xiāng)村振興視角下項(xiàng)目式學(xué)習(xí)在科技教育中的運(yùn)用，助力鄉(xiāng)村青少年科技教育提質(zhì)增效，不斷激發(fā)鄉(xiāng)村青少年對(duì)科學(xué)的興趣，培養(yǎng)勇于創(chuàng)新、敢于探索的科學(xué)精神，提高跨學(xué)科核心素養(yǎng)和創(chuàng)新實(shí)踐能力。

關(guān)鍵詞：鄉(xiāng)村振興 項(xiàng)目式學(xué)習(xí) 鄉(xiāng)村青少年 科技教育

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)是培育青少年核心素養(yǎng)的重要方式，強(qiáng)調(diào)根據(jù)青少年的生理、心理年齡特點(diǎn)，創(chuàng)造真實(shí)有效的項(xiàng)目情境，進(jìn)行課程內(nèi)容重構(gòu)和資源開(kāi)發(fā)，鼓勵(lì)青少年以小組合作探究形式，在學(xué)習(xí)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題，通過(guò)拆解項(xiàng)目、任務(wù)突破，運(yùn)用已有的知識(shí)技能?chē)L試解決實(shí)際生活中的問(wèn)題。在鄉(xiāng)村振興視角下，項(xiàng)目類(lèi)型的設(shè)計(jì)需要站在更貼近鄉(xiāng)村青少年科技教育需求的層面上，本文在此基礎(chǔ)上淺析浙江省科技館STEAM 項(xiàng)目式學(xué)習(xí)、科學(xué)體驗(yàn)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)和資源下沉項(xiàng)目式學(xué)習(xí)對(duì)于促進(jìn)鄉(xiāng)村青少年科技教育高質(zhì)量發(fā)展的助力作用。

一、STEAM 項(xiàng)目式學(xué)習(xí)助力鄉(xiāng)村青少年跨學(xué)科核心素養(yǎng)提升

VUCA—— 易變（volatility）、不確定性（uncertainty）、復(fù)雜性（complexity）和模糊性（ambiguity）是描述未來(lái)的新創(chuàng)詞[1]，其中復(fù)雜性和模糊性要求面向未來(lái)的青少年需要具備所學(xué)知識(shí)在學(xué)科間有效遷移運(yùn)用的能力。多維度整合的跨學(xué)科素養(yǎng)是21 世紀(jì)青少年應(yīng)具備的一種高階素養(yǎng)，但現(xiàn)行的鄉(xiāng)村青少年科技教育模式較為單一，農(nóng)村科學(xué)教師隊(duì)伍整體存在專(zhuān)業(yè)度不高、知識(shí)結(jié)構(gòu)老化、教學(xué)理念落后等問(wèn)題，學(xué)科教育偏重應(yīng)試訓(xùn)練，學(xué)生淪為考試機(jī)器，缺乏處理復(fù)雜生活情境中實(shí)際問(wèn)題的綜合素養(yǎng)。

STEAM 項(xiàng)目式學(xué)習(xí)引入鄉(xiāng)村青少年科技教育，可以幫助鄉(xiāng)村青少年加強(qiáng)學(xué)科對(duì)話，提升跨學(xué)科核心素養(yǎng)，建立多學(xué)科、多層面、多視域聯(lián)結(jié)，豐富認(rèn)識(shí)事物現(xiàn)象的視角，強(qiáng)調(diào)科學(xué)的整體性與協(xié)作性，體現(xiàn)了未來(lái)公民和人才特質(zhì)對(duì)當(dāng)今科學(xué)教育的基本訴求[2]。但鄉(xiāng)村中小學(xué)開(kāi)展STEAM 項(xiàng)目式學(xué)習(xí)面臨教育資源短缺、教學(xué)設(shè)施落后等問(wèn)題，應(yīng)挖掘有效資源，助力開(kāi)展長(zhǎng)期且深入的STEAM 項(xiàng)目式學(xué)習(xí)。浙江省科技館的“紙藝與科學(xué)”項(xiàng)目即是為鄉(xiāng)村中小學(xué)量身定制的可持續(xù)發(fā)展的STEAM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)。該項(xiàng)目的資源要素——教具、學(xué)具等學(xué)習(xí)材料及師資需求門(mén)檻較低，全國(guó)普遍的鄉(xiāng)村中小學(xué)均可以持續(xù)滿足，項(xiàng)目學(xué)習(xí)材料主要是手工紙，可以用廢棄紙張、廢舊書(shū)報(bào)替代，遵循低碳環(huán)保理念；師資方面，由于許多中西部地區(qū)鄉(xiāng)村中小學(xué)科學(xué)、美術(shù)、音樂(lè)、綜合實(shí)踐等課程原本就沒(méi)有專(zhuān)職教師授課，而是由語(yǔ)文、數(shù)學(xué)等科目授課教師兼任，一些鄉(xiāng)村數(shù)學(xué)、科學(xué)教師美育藝術(shù)素養(yǎng)反較城區(qū)教師有所提升?！凹埶嚺c科學(xué)”項(xiàng)目主要是通過(guò)制作折紙、衍紙、紙雕、紙編作品的形式，讓鄉(xiāng)村青少年在紙藝美育實(shí)踐中建立幾何圖形和數(shù)理概念，發(fā)展邏輯思維，初步了解關(guān)于物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)等領(lǐng)域的科學(xué)知識(shí)，學(xué)習(xí)用科學(xué)的思維及語(yǔ)言與他人溝通交流，保持和發(fā)展對(duì)生活中科學(xué)現(xiàn)象的好奇心和熱情，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)、環(huán)保意識(shí)，形成尊重事實(shí)、樂(lè)于研究、與他人合作的科學(xué)態(tài)度。

“紙藝與科學(xué)”項(xiàng)目融合了科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)等學(xué)科的知識(shí)技能與思維方式（見(jiàn)圖1）。紙藝美育實(shí)踐首先能夠培養(yǎng)鄉(xiāng)村青少年的空間想象能力，提升其空間視覺(jué)化技能。從平面的紙變成立體的幾何形狀，從單一的三角形、正方形到三棱錐、正方體、圓柱體等復(fù)雜多面體，僅靠鄉(xiāng)村中小學(xué)課堂上教師的圖例講解，學(xué)生很難有具體的感知，而通過(guò)動(dòng)手制作、手腦并用則可以比較深入地鍛煉鄉(xiāng)村青少年立體思維，以及空間想象的能力。

“紙藝與科學(xué)”項(xiàng)目與科學(xué)深度融合，如用紙藝的形式模型化抽象的物質(zhì)結(jié)構(gòu)，在人教版初中《化學(xué)》九年級(jí)上冊(cè)第六單元“碳和碳的氧化物”課題1碳單質(zhì)C60 的結(jié)構(gòu)特征這個(gè)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)過(guò)程中，開(kāi)展“紙藝與科學(xué)之瘋狂足球賽”STEAM 項(xiàng)目式學(xué)習(xí)（見(jiàn)圖2），提出項(xiàng)目目標(biāo)，讓學(xué)生小組合作探究制作紙質(zhì)足球，開(kāi)展一場(chǎng)“瘋狂紙足球賽”，在制作紙質(zhì)足球的過(guò)程中，庖丁解牛剖析足球的結(jié)構(gòu)是由12 個(gè)正五邊形和20個(gè)正六邊形組成，而這個(gè)結(jié)構(gòu)也正是碳單質(zhì)C60 的結(jié)構(gòu)模型，因此C60 又被稱(chēng)為“足球烯”。學(xué)生在動(dòng)手實(shí)踐過(guò)程中加深了對(duì)于C60 穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)，在合作探究中還能培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題的能力、科學(xué)核心素養(yǎng)及創(chuàng)新創(chuàng)造精神。同類(lèi)的還有“紙藝與科學(xué)之元宵節(jié)”“紙藝與科學(xué)之端午節(jié)”等項(xiàng)目（見(jiàn)圖3），也貫徹STEAM 教育理念，從中華傳統(tǒng)節(jié)日文化引入，利用紙藝形式，積極開(kāi)展動(dòng)手實(shí)踐活動(dòng)制作元宵燈籠和粽子香囊，幫助學(xué)生在真實(shí)情境中感悟點(diǎn)、線、面、體的關(guān)系，逐步形成空間觀念，使學(xué)生從實(shí)際情境和跨學(xué)科問(wèn)題中增強(qiáng)空間量感和幾何直觀，深度契合課程標(biāo)準(zhǔn)中注重探究和實(shí)踐，通過(guò)多種教學(xué)活動(dòng)展現(xiàn)人們認(rèn)識(shí)自然現(xiàn)象和規(guī)律的思維方式，選用身邊熟悉素材鼓勵(lì)學(xué)生動(dòng)手操作感知立體圖形特點(diǎn)，以及課程方案中“加強(qiáng)課程綜合，注重關(guān)聯(lián)”“統(tǒng)籌設(shè)計(jì)綜合課程和跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)”的多元化要求[3]。

“ 紙藝與科學(xué)之斐波那契與樹(shù)”STEAM 項(xiàng)目式學(xué)習(xí)（見(jiàn)圖4）主要面向7 年級(jí)學(xué)生及學(xué)有余力的小學(xué)高段學(xué)生，項(xiàng)目融合7 年級(jí)生物和數(shù)學(xué)的相關(guān)知識(shí)，利用紙藝的形式，幫助學(xué)生在真實(shí)情境中理解數(shù)的意義，加深學(xué)生對(duì)于斐波那契數(shù)列抽象數(shù)量關(guān)系和運(yùn)算結(jié)果，以及生物學(xué)魯?shù)戮S格定律的理解，加強(qiáng)學(xué)生從實(shí)際情境和跨學(xué)科問(wèn)題中抽象出核心變量及變量規(guī)律的能力。

一些紙藝作品所蘊(yùn)含的數(shù)學(xué)知識(shí)和創(chuàng)作靈感甚至啟迪了國(guó)內(nèi)外頂尖數(shù)學(xué)、科學(xué)方面的人才，美國(guó)航空航天局噴射推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的工程師受到折紙啟發(fā)制造出了折疊的太陽(yáng)能太空板，解決了太陽(yáng)能板巨大的面積給運(yùn)輸帶來(lái)極大阻礙的問(wèn)題。通過(guò)三浦折疊得到的負(fù)泊松比材料受到外界巨大的拉力時(shí)，會(huì)反向膨脹起來(lái)，這一獨(dú)特的物理特性被廣泛應(yīng)用于心臟冠狀動(dòng)脈支架的設(shè)計(jì)制造當(dāng)中，使得心臟支架在置入目的位置前可以保持盡可能小的體積，保證其不傷及人體其他組織就可順利通過(guò)動(dòng)脈血管并在目的位置有效反向膨脹解決血栓隱患，減少術(shù)中出血。“紙藝科學(xué)之負(fù)泊松比材料”STEAM 項(xiàng)目式學(xué)習(xí)（見(jiàn)圖5）模擬三浦折疊，在紙藝基礎(chǔ)的山折、谷折動(dòng)手實(shí)踐中讓青少年感受科技給社會(huì)、人類(lèi)帶來(lái)的巨大影響。

二、科學(xué)體驗(yàn)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)助力鄉(xiāng)村青少年創(chuàng)新實(shí)踐能力提升

建構(gòu)主義理論認(rèn)為學(xué)習(xí)是學(xué)生主動(dòng)建構(gòu)知識(shí)的過(guò)程，學(xué)習(xí)的發(fā)生來(lái)源于學(xué)生對(duì)環(huán)境的積極適應(yīng)，教師更多地是在這一過(guò)程中提供指引，當(dāng)所發(fā)生的刺激被同化到學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中時(shí)，學(xué)生才能做出正確反應(yīng)[4]?！皩W(xué)習(xí)的發(fā)生來(lái)源于學(xué)生對(duì)環(huán)境的積極適應(yīng)”，要求鄉(xiāng)村青少年科技教育工作者必須重視真實(shí)情境的創(chuàng)設(shè)，選擇與學(xué)生實(shí)際生活密切相關(guān)的項(xiàng)目開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生積極開(kāi)展科學(xué)實(shí)踐探究活動(dòng)。青少年科學(xué)調(diào)查體驗(yàn)活動(dòng)就是非常好的載體，引導(dǎo)青少年在合作過(guò)程中主動(dòng)參加探究學(xué)習(xí)，相互協(xié)作，根據(jù)已有經(jīng)驗(yàn)探索新知，建構(gòu)新的知識(shí)層次，根據(jù)實(shí)際情境逐步解決實(shí)際問(wèn)題。

2022 年浙江省青少年科學(xué)調(diào)查體驗(yàn)活動(dòng)圍繞能源資源、生態(tài)環(huán)境、安全健康等主題，重點(diǎn)面向浙江省山區(qū)26縣鄉(xiāng)村中小學(xué)開(kāi)展了一系列線上線下相結(jié)合的科技實(shí)踐活動(dòng)，重點(diǎn)推出“節(jié)約糧食”“低碳生活”主題，進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)，組織青少年以科學(xué)小組的形式開(kāi)展知識(shí)學(xué)習(xí)、科學(xué)調(diào)查與實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)收集與分析，以及交流拓展等活動(dòng)，并進(jìn)行優(yōu)秀學(xué)生調(diào)查報(bào)告、優(yōu)秀教師科技教育實(shí)踐活動(dòng)報(bào)告等征集評(píng)比。通過(guò)豐富活動(dòng)手段，結(jié)合科學(xué)課、中小學(xué)綜合實(shí)踐活動(dòng)課程、校本課程、地方課程，拓展活動(dòng)的外延和內(nèi)涵，促進(jìn)學(xué)?？萍冀逃托Ｍ饪破栈顒?dòng)有效銜接。

圍繞“節(jié)約糧食”主題，寧波的學(xué)校帶領(lǐng)學(xué)生參觀水稻種植數(shù)字化技術(shù)集成示范基地，了解集農(nóng)機(jī)、灌溉等設(shè)備與物聯(lián)網(wǎng)、無(wú)人機(jī)遙感、無(wú)人駕駛應(yīng)用、水稻大田數(shù)字化為一體的種植體系，使之成為學(xué)生的課后研究學(xué)習(xí)、調(diào)查探究的新資源，感受數(shù)字現(xiàn)代化對(duì)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)效率的積極提振作用。圍繞“低碳生活”主題，紹興的學(xué)校引導(dǎo)學(xué)生對(duì)水生植物的固碳能力進(jìn)行調(diào)查研究，加深對(duì)河、湖生態(tài)系統(tǒng)的了解，助力減排“碳中和”，學(xué)生在體驗(yàn)中觀察、思考、發(fā)現(xiàn)、想象，創(chuàng)新素養(yǎng)和綜合能力得到進(jìn)一步提升。

三、資源下沉項(xiàng)目式學(xué)習(xí)助力鄉(xiāng)村中小學(xué)“雙減”課后服務(wù)質(zhì)量提升

鄉(xiāng)村教育現(xiàn)代化的一個(gè)重要受制因素是鄉(xiāng)村家庭教育的缺失，留守兒童、空巢老人、流動(dòng)人口等問(wèn)題制約鄉(xiāng)村青少年的發(fā)展。2021 年7 月，中共中央辦公廳、國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)了《關(guān)于減輕義務(wù)教育階段學(xué)生作業(yè)負(fù)擔(dān)和校外培訓(xùn)負(fù)擔(dān)的意見(jiàn)》，學(xué)生的課后活動(dòng)時(shí)間顯著增加，但對(duì)于家庭教育隱性缺失、父母缺位的鄉(xiāng)村留守兒童來(lái)說(shuō)，如何有效支持學(xué)校開(kāi)展課后托管服務(wù)尤為重要。

2022 年，浙江省科技館開(kāi)展的“山海連心，科學(xué)牽手——科學(xué)精神進(jìn)校園”項(xiàng)目通過(guò)整合各類(lèi)資源下沉的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng)，有效助力鄉(xiāng)村中小學(xué)“雙減”課后服務(wù)質(zhì)量提升。項(xiàng)目統(tǒng)籌省市縣各級(jí)科普資源及各類(lèi)社會(huì)資源逐級(jí)下沉，向山區(qū)26 縣及海島地區(qū)鄉(xiāng)村學(xué)校發(fā)放青少年科學(xué)調(diào)查體驗(yàn)活動(dòng)資源包近300 套、青年科普創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)暨作品大賽科普實(shí)驗(yàn)資源包120 套、《科學(xué)24 小時(shí)》雜志及合刊60 冊(cè)，組織多場(chǎng)院士專(zhuān)家科普?qǐng)?bào)告、科普大篷車(chē)及流動(dòng)科技館巡展、科學(xué)實(shí)驗(yàn)秀、科普劇表演、科學(xué)院公益課堂及家庭科學(xué)教育項(xiàng)目展示，并與多所學(xué)校簽訂館校合作共建協(xié)議，在學(xué)生活動(dòng)、教師培訓(xùn)、課程建設(shè)、科技輔導(dǎo)員素養(yǎng)提升等方面開(kāi)展廣泛合作，豐富學(xué)校拓展課程的教育資源，提高教師綜合利用校外資源開(kāi)展體驗(yàn)型、探究型、項(xiàng)目式學(xué)習(xí)教學(xué)指導(dǎo)的能力，通過(guò)將科普教育資源及科普服務(wù)送到山區(qū)26縣及海島縣所屬鄉(xiāng)村中小學(xué)，幫助其開(kāi)展各類(lèi)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng)，進(jìn)一步縮小了浙江省城鄉(xiāng)科普服務(wù)供給差距。

通過(guò)STEAM 項(xiàng)目式學(xué)習(xí)、科學(xué)體驗(yàn)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)與資源下沉項(xiàng)目式學(xué)習(xí)三管齊下，浙江省科技館積極探索鄉(xiāng)村振興視角下項(xiàng)目式學(xué)習(xí)在科技教育中的運(yùn)用及青少年科技教育新模式，著力提高鄉(xiāng)村青少年科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新實(shí)踐能力，助力實(shí)現(xiàn)城鄉(xiāng)一體化教育高速發(fā)展。

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