PBL模式下跨学科STEM学习探究

陈泽强

【摘 要】近年来，PBL教学模式是广泛应用的新兴教学模式之一，在STEM学习中尤其适合使用PBL。因为在项目教学过程中，科学、技术、工程和数学之间本来就是交替。解决教师教学模式和学生学习方式也不是在孤立的领域内开展，而是在STEM领域的交界处进行。教师们认为PBL模式下能提升个人的专业化水平，学生们则认为参与基于PBL教学模式的STEM学习，能让他们了解自己身边的世界。

【关键词】PBL；STEM；教学模式

【中图分类号】G434 【文献标识码】B

【论文编号】1671-7384（2017）10-0059-02

我们长久以来实行的教学模式，都是以教师为主导以教参为指引完成教学目标的模式，基础理论和基础教育通常是使用这种教学模式。但是随着社会的发展，传统的教学方法已经无法满足当今社会对人才培养的需要。PBL（Project-Based Learning）教学模式是与我们传统的教学模式完全不同的教学方法，基于项目的学习（PBL）是被定义为“一种课堂活动的模式，它脱离了短暂且孤立的以教师为中心的课堂教学，取而代之的是强调长期的、跨学科的、以学生为中心的，且与现实世界之问题和实践相融合”的学习活动。而STEM是科学、技术、工程、数学的英文单词的首字母的缩写，它不局限于四个各自獨立的学科，而是更关注于“整合”的意义和价值，是关注学生参与的学习，是基于项目的学习，它运用的科学探究过程和工程设计过程，是跨学科的，是主动学习的，是合作学习，它是连接抽象知识与学生的生活整合过程。因此，STEM尤其适合使用PBL，PBL模式下跨学科的STEM学习，从模式引入的根本上改变了传统的教学方式和方法，大大推进了教师的教学模式的变革，促进了教师专业化发展，提高了学生的思维水平及解决问题的能力，改变了学生主体学习地位。

STEM学习优势

在PBL模式下，解决教师教学模式和学生学习方式也不是在孤立的领域内开展，而是在STEM领域的交界处进行。因为在项目教学过程中，科学、技术、工程和数学之间本来就是交替。PBL模式下的STEM学习有四个优势。

一是整合了支离破碎的课程。跨学科的PBL为传统的课程提供了代替品。在传统课程中学习被学科领域高度的分隔了，然而在PBL模式下，跨学科的STEM学习更为自然，更适合于建立更深层次学习的理解。

二是课程发展更为恰当。PBL模式更适合跨学科发展，因为课程依据学生的个体需要而变化，这种变化会使学生了解到他对课程的要求。

三是课程更加灵活。跨学科的PBL是一种灵活的课程，教师在引领学生进行探索问题的同时依然可以达到课程的要求。

四是课程满足不同的需要。通过授权使学生对自己的学习负责来满足学生的要求。

变革教师教学模式

为了将PBL融合到跨学科STEM教学过程中，教师的教学方式都要改变，教师就好像电影中的项目总导演，下面会由摄影指导、灯光指导、武术指导、美术指导等多人组成，配合各演员（学生）把电影拍好。这就要求老师要有意识地去参与并整合多个学科领域和多种方法来研究某个项目。PBL切合跨学科教学，因为它很自然地涉及不同的技能，PBL也切合通过不同学科领域之间的同化来建立概念的理解。为了教师更好地发挥其作用，PBL模式对教师的知识储备提出严格的要求，教师不仅需要对本专业教学内容有深厚而精确的掌握，还需要对其他学科的知识有一定深度的认识，才能确保解决教学过程出现的各种问题。

教师在开展PBL模式下的STEM教学过程中，发现本身的跨学科知识储备没有达到教学内容与目标的要求，那意味着教师必须与同事合作。因此，准备开展PBL模式的学校应该集中注意力为教师和其他工作人员创造机会，以使学生受益。给教师安排课表，并让他们有共同时间来集体备课，这是要求整个项目教学的各个方面都要通力合作。这样的备课时间可以是在校时间，也可以在其他时间，让教师能够在小组备课、年级组内备课或者跨年级备课、学科内备课或者跨学科备课。在小组备课时间内，教师之间必须体现出知识的相互关联性。

为了实现跨学科的合作，学校应该给教师提供跨学科团队工作方面的培训，如果不同团队在一开始就有明确的分工，其工作就会做到最好。要想成功实施STEM项目学习，教师应该有机会参与到专业学习共同体中，专业学习共同体是教师培养发展的方法，在这个过程中，各个领域的教师专业都能得到提升和发展。

确立学生主体学习地位

在PBL模式下的STEM学习中，学生更会聚焦于现实世界中真实的问题、跨学科的探究活动，因此，STEM项目学习与STEM领域里的实际合作具有非常大的相关性。在建立批判思维、问题解决技能以及将课堂学习和现实世界相结合方面，跨学科的STEM项目学习有帮助学生提高学习效果的巨大潜力。跨学科的STEM项目学习有利于学生的学习，在寻找给学生更深层次概念理解并增强学生投入度的教学方式时，管理人员和教师应该考虑跨学科的项目学习。研究表明，将数学和科学融合为一体进行教学也可能带来学习成绩的提高，使学生对所有学科更加感兴趣，并激发学生的学习动力。

PBL鼓励学生成为独立的问题解决者，促进学生跨学科领域的理解。在STEM项目学习中，很典型的情况是，学生处理一些与现实世界相关的问题时以小组的形式展开合作学习，这些活动的设计通过学习内容和吸引学生的个人兴趣给予学生学习的动力。当然认真安排项目时，势必考虑到项目内部的关联性，从而更加综合地介绍课程。这种综合性和关联性促进了学生的理解和强化学习动机。如果把学习割裂开来，学生经常不理解各个学科领域是如何相联系的。虽然具体学科学习很重要，尤其是对学科领域内容的基本理解，但是跨学科学习可以帮助学生建立高阶思维技能，也可以帮助学生在不同学科领域之间形成有意义的联系。当不同学科领域之间相互整合学习时，概念性的知识就会得以形成。就培养学生掌握概念性知识而言，STEM项目学习是完美的对口方案，因为良好设计的PBL就是跨学科的，而且其本质就是合作性。

基于项目的学习为学生提供了融入真实情境的体验，这些体验能够辅助学生学习，帮助学生对各个领域的概念形成有力、逼真的理解，整个过程都有艺术、语言和社会研究的支持。STEM的学习既富有挑战性，又催人奋进。这种学习方式要求学生有批判性思维并且要善于分析，强化了更高水平的思维技能。这种学习方式要求学生团队协作、与同伴沟通、解决问题、自主学习，同时对所有学生都是严格的。STEM项目学习以工程设计为基石，在这个基础上，学生用他们在科学、技术、工程、数学各领域的知识来解决真实世界中有意义的问题。项目的方法意味着要为学生提供学习机会，让学生专注于生活，投入到让人感觉满足而值得从事的活动中。值得，在这里指的是对学生来说值得从事，开展这类活动，意味着教师要引导并协助学生参加这些活动，目的是让学生能够充分收获到一切可能的益处，这样说来，项目方法是一个教学观点，而不是一个教学过程。

在PBL跨学科的STEM学习模式中，重构教师的知识与技能，改变了教师授课方式，更注重对学生的引导和学生的能力培养。同时，通过这种方式学生对项目学习中的知识点会更好的吸收与理解，既能达到教学目标，又能培养学生的主体学习意识、竞争和合作意识，使学生的综合素质得到提升和改善。endprint