STEM-D課程的開發(fā)與設(shè)計(jì)

趙興悅 張桂源

〔摘? ? 要〕? 災(zāi)難在人類歷史中時(shí)有發(fā)生。新冠肺炎疫情之下，災(zāi)難教育再次引起人們的重視。然而，目前我國(guó)在中小學(xué)教育中，只注重單一學(xué)科的教學(xué)，災(zāi)難教育只是被穿插在這些學(xué)科教學(xué)當(dāng)中，缺乏系統(tǒng)性的災(zāi)難教育主題活動(dòng)課程，導(dǎo)致災(zāi)難教育的教學(xué)質(zhì)量不高。隨著信息技術(shù)的日益發(fā)展，我們應(yīng)該利用跨學(xué)科的STEM災(zāi)難教育內(nèi)容和形式，結(jié)合現(xiàn)代化的教學(xué)手段，提高災(zāi)難課程教學(xué)的質(zhì)量以及趣味性和體驗(yàn)感。STEM-D課程融合了STEM和災(zāi)難教育，本文對(duì)STEM-D課程的開發(fā)和設(shè)計(jì)進(jìn)行研討，旨在幫助學(xué)生提升災(zāi)難素養(yǎng)，感悟生命。

〔關(guān)鍵詞〕? STEM-D課程；設(shè)計(jì)開發(fā)；研討

〔中圖分類號(hào)〕? G424? ? ? ? ? ? ? ? 〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕? A? ? ? ? ?〔文章編號(hào)〕? 1674-6317? ? （2024）? 07? ? 061-063

教科文組織作為通過教育、科學(xué)和文化促進(jìn)國(guó)際合作促進(jìn)和平與安全的聯(lián)合國(guó)機(jī)構(gòu)，為初中和高中生編寫了兩份關(guān)于自然災(zāi)害防備的補(bǔ)充學(xué)習(xí)材料。2021年教育部印發(fā)了關(guān)于《生命安全與健康教育進(jìn)中小學(xué)課程教材指南》的通知，內(nèi)容包括：增強(qiáng)防災(zāi)減災(zāi)意識(shí)，提升危險(xiǎn)預(yù)判、緊急避險(xiǎn)、求生逃生等自救和他救技能，培養(yǎng)應(yīng)急救護(hù)能力，提高防范網(wǎng)絡(luò)電信詐騙的意識(shí)和能力。由此可見，災(zāi)難教育越來越引起世界各國(guó)的重視，在中小學(xué)開展災(zāi)難教育刻不容緩。

一、災(zāi)難教育的概念

國(guó)內(nèi)外的相關(guān)文獻(xiàn)，將教育分為正規(guī)教育（在機(jī)構(gòu)環(huán)境中進(jìn)行并由公共和私人組織有意規(guī)劃的教育）和非正規(guī)教育（由教育機(jī)構(gòu)有意規(guī)劃以確保平等接受教育的教育）。關(guān)于災(zāi)難教育的定義較為豐富，災(zāi)難教育已被概念化為災(zāi)難風(fēng)險(xiǎn)、災(zāi)難預(yù)防和減少災(zāi)難風(fēng)險(xiǎn)的教育。

此外，有研究認(rèn)為災(zāi)難教育是應(yīng)急教育。災(zāi)害教育的概念分為三類，據(jù)此可以制定災(zāi)難教育的定義：根據(jù)教育是定期進(jìn)行的還是不定期進(jìn)行的；基于教育模式是正規(guī)的、非正規(guī)的還是非正式的；在教育主學(xué)科領(lǐng)域下發(fā)展災(zāi)難教育子學(xué)科。進(jìn)一步討論，災(zāi)難教育被納入知識(shí)、行動(dòng)、參與、響應(yīng)和整合五個(gè)維度，結(jié)合不同學(xué)者的觀點(diǎn)，本文給出的定義為：“災(zāi)難教育是引領(lǐng)學(xué)習(xí)者認(rèn)識(shí)災(zāi)難、應(yīng)對(duì)災(zāi)難、體驗(yàn)災(zāi)難并反思災(zāi)難的過程，并幫助其在災(zāi)難教育中形成相關(guān)知識(shí)、技能、能力及態(tài)度等基本素養(yǎng)。災(zāi)難教育課程通常包括災(zāi)難知識(shí)、應(yīng)急預(yù)案、災(zāi)后恢復(fù)、災(zāi)難文化等方面。通過對(duì)災(zāi)難課程的學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)者可以提高自己的災(zāi)難意識(shí)和面對(duì)災(zāi)難時(shí)可以采取的解決方案，提高自我保護(hù)能力?！?/p>

二、災(zāi)難教育實(shí)施中存在的問題

現(xiàn)階段我國(guó)中小學(xué)的災(zāi)難教育課程并沒有形成一門獨(dú)立的學(xué)科，而是滲透在具體學(xué)科中，在教授其他學(xué)科的課程中進(jìn)行授課。在教學(xué)目標(biāo)上，災(zāi)難教育在學(xué)校教育的實(shí)施中偏重于認(rèn)知目標(biāo)，只關(guān)注于學(xué)科知識(shí)的掌握程度，而忽視了學(xué)生技能和情感的培養(yǎng)，這是應(yīng)試教育中普遍存在的問題；在教學(xué)內(nèi)容上，災(zāi)難教育在學(xué)校教育的實(shí)施中缺少學(xué)科之間的必要整合，分散在地理、生物、體育健康、物理、化學(xué)、信息科技等科目中進(jìn)行，且沒有注意對(duì)災(zāi)難教育課程資源的開發(fā)和挖掘，更談不上對(duì)災(zāi)難教育資源在教學(xué)中的設(shè)計(jì)和開發(fā)應(yīng)用；在教學(xué)手段上，災(zāi)難教育在學(xué)校教育的實(shí)施中，仍然以教師講解為主；在教學(xué)評(píng)價(jià)上，災(zāi)難教育在學(xué)校教育的實(shí)施中，以認(rèn)知評(píng)價(jià)為主，忽視對(duì)學(xué)生的形成性評(píng)價(jià)。

三、改進(jìn)災(zāi)難教育的策略

根據(jù)以上災(zāi)難教育課程提出的問題，本文采用STEM-D的災(zāi)難課程教學(xué)模式解決上述問題。Pandu?Joy在文章中提出整合STEM（科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)）和災(zāi)難（Disaster）教育培養(yǎng)學(xué)生災(zāi)難素養(yǎng)的創(chuàng)新策略即STEM-D的概念，其融合了STEM和災(zāi)難教育。首先，STEM是基于跨學(xué)科意識(shí)，運(yùn)用兩種或兩種以上的學(xué)科觀念以及跨學(xué)科觀念解決真實(shí)問題的課程，可以幫助學(xué)生理解科學(xué)知識(shí)本身及其與災(zāi)難的關(guān)系。在信息技術(shù)的支持下，實(shí)施STEM-D教育教學(xué)可以變得有趣且符合情境。

在教育目標(biāo)上，我們不應(yīng)只是偏重于目標(biāo)，而要把重點(diǎn)放在提升學(xué)生的災(zāi)難素養(yǎng)上。災(zāi)難素養(yǎng)包含知識(shí)、技能、情感三個(gè)維度，在這里被定義為個(gè)人在減輕、準(zhǔn)備、響應(yīng)和從災(zāi)難中恢復(fù)的背景下，閱讀、理解和使用信息做出好的決定并遵循指示的能力。不少研究者在之前已經(jīng)提出過災(zāi)難教育的相關(guān)目標(biāo)，整合其觀點(diǎn)，本研究從知識(shí)、情感、技能三個(gè)維度嘗試提出災(zāi)難教育的具體目標(biāo)如下。

在知識(shí)技能方面：讓學(xué)生掌握災(zāi)難的形成機(jī)制、主要類型、時(shí)空上的形成與分布規(guī)律以及災(zāi)難對(duì)人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)所造成的影響。在過程與方法方面：讓學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用各種手段收集和分析防災(zāi)減災(zāi)的教育內(nèi)容，能夠通過觀察整理和提出問題，并能開展調(diào)查研究，提出防災(zāi)減災(zāi)的相關(guān)策略。在情感態(tài)度與價(jià)值觀方面：加強(qiáng)學(xué)生的抗挫折能力，培養(yǎng)其堅(jiān)毅的優(yōu)秀品質(zhì)，增強(qiáng)學(xué)生愛護(hù)環(huán)境的社會(huì)責(zé)任感。

四、STEM-D課程內(nèi)容的構(gòu)建

（一）災(zāi)難主題課程設(shè)計(jì)

在STEM-D課程中，災(zāi)難教育的內(nèi)容是STEM-D課程的載體，STEM的跨學(xué)科學(xué)習(xí)是方式。STEM教育可以定義為一種在兩個(gè)或多個(gè)（科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)）學(xué)科進(jìn)行整合的教學(xué)和學(xué)習(xí)方法。

利用與STEM相關(guān)的探究方法，提出構(gòu)思、改善方案與解決辦法，在每一節(jié)課都創(chuàng)設(shè)相應(yīng)的情境。在這個(gè)過程中借助信息技術(shù)的手段，運(yùn)用STEM的相關(guān)方法，提出改善方案，最終有成品產(chǎn)出。根據(jù)模塊項(xiàng)目和課程，以下為具體的主題課程設(shè)計(jì)。

（二）對(duì)災(zāi)難教育課程資源的整合

通過開發(fā)新的課程以及學(xué)習(xí)資源，幫助學(xué)生在較短時(shí)間內(nèi)輕松愉快地掌握應(yīng)對(duì)災(zāi)難的基本知識(shí)和基本技能。充分利用教學(xué)條件：首先，可以編寫相應(yīng)的校本教材，充分挖掘豐富的災(zāi)難教育資源。其次，應(yīng)利用多媒體技術(shù)，開發(fā)出具有趣味性和游戲性的災(zāi)難教育相關(guān)軟件，此外，還可以充分利用互聯(lián)網(wǎng)資源，用信息技術(shù)手段開發(fā)與災(zāi)難教育相關(guān)的主題網(wǎng)站，充分拓展網(wǎng)絡(luò)空間，提供基于災(zāi)難教育的網(wǎng)站服務(wù)，搭建信息傳播平臺(tái)。

五、信息化的教學(xué)手段

教師作為將STEM融入課堂的重要角色，可以將STEM作為學(xué)習(xí)策略或者學(xué)習(xí)方法與教科書和學(xué)習(xí)媒體進(jìn)行整合。筆者基于信息技術(shù)的STEM-D課程相關(guān)內(nèi)容，提出以下教學(xué)模式。

吸引：通過采用VR等信息技術(shù)支持下的現(xiàn)代教學(xué)手段營(yíng)造災(zāi)難發(fā)生的情境，讓學(xué)生感受體驗(yàn)。學(xué)生在這一步驟中所要做的是將災(zāi)難中與STEM相關(guān)的概念結(jié)合起來，以及如何解釋科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)，在活動(dòng)的過程中調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

探索：在這一步中，學(xué)生從他們觀察到的現(xiàn)象中識(shí)別問題，做出假設(shè)并制定解決問題的策略。學(xué)生在這一步驟中必須制定和準(zhǔn)備規(guī)劃研究工作。

討論：學(xué)生就他們?cè)谝?guī)劃的災(zāi)難教育研究中所做的工作進(jìn)行討論。每個(gè)小組都展示自己的工作，希望討論能順利進(jìn)行。

問答：在進(jìn)行討論后，另一組應(yīng)向已經(jīng)進(jìn)行演示的組提問。問題或建議應(yīng)該是建設(shè)性的，以提高學(xué)生的批判性思維能力。

結(jié)論：學(xué)生以不同的方式展示他們的結(jié)果，各個(gè)小組相互協(xié)作。對(duì)基于STEM概念的災(zāi)難解決方案可以共享，學(xué)生可以深入討論材料，進(jìn)行合作與協(xié)作，并在教師確認(rèn)之前，共同根據(jù)自己的意見做出結(jié)論。

評(píng)價(jià)：在此步驟中，學(xué)生已經(jīng)厘清了與災(zāi)難現(xiàn)象相關(guān)的STEM概念，學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)得到確認(rèn)，因此不會(huì)產(chǎn)生誤解。

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，教師可以借助AＲ/VＲ等技術(shù)手段為學(xué)生創(chuàng)設(shè)接近真實(shí)化的仿真環(huán)境，幫助學(xué)生在視覺、聽覺等方面零距離感受災(zāi)難來臨時(shí)的場(chǎng)景，以此激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)防災(zāi)減災(zāi)的興趣。同時(shí)，通過探究學(xué)習(xí)、創(chuàng)新創(chuàng)作以及對(duì)應(yīng)的探索等教學(xué)模式相關(guān)步驟進(jìn)行真實(shí)任務(wù)的設(shè)計(jì)，并且在設(shè)計(jì)的過程中滲透培養(yǎng)學(xué)生對(duì)災(zāi)難的認(rèn)知、情感、習(xí)慣、能力與精神，最后分析完成項(xiàng)目或問題解決所需的知識(shí)體系，從而形成知識(shí)模塊。

六、搭建體系化的災(zāi)難教育評(píng)價(jià)機(jī)制

在評(píng)價(jià)災(zāi)難教育的實(shí)施效果時(shí)，評(píng)價(jià)主體應(yīng)多元化，可將學(xué)生自評(píng)、互評(píng)以及教師評(píng)價(jià)相結(jié)合。學(xué)生自評(píng)應(yīng)包括災(zāi)難教育的知識(shí)與技能、情感態(tài)度與價(jià)值觀等方面的掌握情況；互評(píng)以學(xué)習(xí)小組的形式進(jìn)行，小組成員之間對(duì)彼此平時(shí)的學(xué)習(xí)情況、完成作業(yè)的質(zhì)量等方面加以評(píng)價(jià)；教師評(píng)價(jià)將形成性評(píng)價(jià)與總結(jié)性評(píng)價(jià)相結(jié)合，形成性評(píng)價(jià)為學(xué)生在課堂上的表現(xiàn)情況，總結(jié)性評(píng)價(jià)則以期末考試的形式進(jìn)行。

評(píng)價(jià)方式應(yīng)保證多樣化、靈活性與合理性，可以采用學(xué)習(xí)檔案袋評(píng)價(jià)、持續(xù)激勵(lì)式評(píng)價(jià)等等?？蔀槊總€(gè)學(xué)生準(zhǔn)備一個(gè)檔案袋，放入學(xué)生平時(shí)的學(xué)習(xí)作品、避難演練的照片、成績(jī)單等，記錄每個(gè)階段學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。

七、實(shí)現(xiàn)步驟案例與分析

本次主題集中于災(zāi)難課程中的疫情教育。圍繞疫情防護(hù)開始整個(gè)課程的設(shè)計(jì)，借助希沃白板等技術(shù)工具創(chuàng)設(shè)問題情境。在教學(xué)環(huán)節(jié)中，以小組討論為主創(chuàng)立情境，在z-space虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的支持下，學(xué)生可以利用z-space觀測(cè)到病毒的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，便于學(xué)生更加直觀地認(rèn)識(shí)新冠病毒。采用項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的方式在數(shù)字化技術(shù)支持的環(huán)境中，讓學(xué)生自己利用技術(shù)制作出項(xiàng)目產(chǎn)品。

STEM-D模式的教學(xué)，避免了以學(xué)科教學(xué)方式進(jìn)行知識(shí)傳授，將其納入精心設(shè)計(jì)的主題活動(dòng)過程中。其不僅形式多樣且過程完整，用VR技術(shù)提高了學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣，既有趣味性，又有體驗(yàn)感。建立了完善的一體化知識(shí)學(xué)習(xí)體系，并采用分組教學(xué)的模式，讓學(xué)生參與自主設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐之間的協(xié)作創(chuàng)新結(jié)合。

八、結(jié)果與展望

STEM-D課程可以顯著提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。首先，STEM作為學(xué)習(xí)過程中的一種方法，是提高學(xué)生認(rèn)識(shí)災(zāi)難、進(jìn)行防災(zāi)減災(zāi)知識(shí)準(zhǔn)備的有效途徑，它以有趣的方式改變了學(xué)習(xí)氛圍。同時(shí)，在VR等信息技術(shù)支持下將STEM整合到災(zāi)難教育中，提高了災(zāi)難教育的吸引力和學(xué)生接受災(zāi)難教育的興趣，學(xué)生的批判性思維能力也在其中得到發(fā)展，從而更好地幫助學(xué)生準(zhǔn)備好解決與STEM相關(guān)的其他日常生活問題。

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