基于综合实践活动的STEM教育项目实施策略与评价

香碧颜

【摘要】  本文根据《中小学综合实践活动课程指导纲要》的指导精神，基于STEM教育理念，在“学生发展核心素养”框架中，以岭南建筑模型数字化设计制作项目为载体，探索出密切联系生活结合地域文化激发学习兴趣、鼓励合作学习发挥信息技术优势完善创新方案、善用课程评价激发学生创作热情等教学策略，以提高学生的学习兴趣，激发他们的创作热情，培养与提高学生的综合素质、综合能力。

【关键词】  STEM教育 建筑模型 项目实施 课程评价

【中图分类号】  G632.4                       【文献标识码】  A 【文章编号】  1992-7711（2019）01-197-02

《中小学综合实践活动课程指导纲要》指出综合实践活动课程目标要培养学生在价值体认、责任担当、问题解决、创意物化等方面的意识和能力。在“学生发展核心素养”框架中，也指出 “实践创新”素养包括三方面：一是劳动意识。尊重劳动，具有动手操作能力，掌握一定的劳动技能，具有改进和创新劳动方式、提高劳动效率的意识等。二是问题解决。善于发现和提出问题，有解决问题的兴趣和热情;能依据特定情境和具体条件，选择制订合理的解决方案;具有在复杂环境中行动的能力等。三是技术运用。理解技术与人类文明的有机联系，具有学习掌握技术的兴趣和意愿;具有工程思维，能将创意和方案转化为有形物品或对已有物品进行改进与优化等。

STEM教育是指在科学、技术、工程和数学领域的教和学，其教育过程不是将科学、技术、工程和数学知识进行简单叠加，而是强调将原本分散的四门学科内容有机融合形成整体，把学生学习的零碎知识变成互相联系的统一整体，有利于学生创新能力的培养。岭南建筑模型数字化设计制作项目，以项目式学习为主要方式将工程、数学、科学、技术等多学科知识进行有效整合，运用3D打印技术设计制作具有岭南特色的建筑模型实践活动，这是一个融合地方文化、积累科技知识、提高艺术鉴赏的综合实践活动，对发展学生“实践创新”素养起到一个正面的推动作用，对历史的认识，对生活环境的地域文化认同感会得到更进一步更深入地增强。

以下是笔者基于STEM教育理念在项目实施过程中探索运用的一些教学策略：

一、密切联系生活，结合地域文化激发学习兴趣

STEM教育以解决生活实际为出发点，强调以学生为中心，激发学生的兴趣，点燃学生的热情，激发学生的创作灵感。岭南建筑模型数字化设计制作活动项目在教学内容方面贴近学生的生活体验。我镇地处南粤古邑番禺的中心，其历史悠久，人文资源丰富，明清时期的祠堂、民居、书院、庙宇、古桥等古建筑林立，而且大部分保留完整，尤其古祠堂建筑布局对称严整均衡、建筑技术高超精湛、装饰华贵精美，极富岭南地方特色，是历史文化的高度浓缩。我校地理位置优越，文化底蕴深厚，学生均居住在本镇，他们熟悉本镇的历史发展源流和民俗风情文化，对家乡的发展具有着深厚的情感和浓厚的兴趣。因此，结合本土文化，激发学生的学习热情，通过对岭南建筑艺术中文化要素的研究以及运用3D打印技术等知识，动脑动手设计制作作品，学生将更深入了解家乡传统建筑艺术的特色，体验、感受岭南建筑的艺术美和历史文化底蕴，形成对岭南文化的反思和文化传承。

建筑是凝固的音乐，建筑艺术具有无穷的魅力，美好的建筑可以展示出时代的痕迹，给大家以美的享受。建筑模型是建筑师进行建筑创作过程中的重要手段，制作一个相同颜色、按比例缩小的模型，让人看得见、摸得着，把自己的创意最直接、形象地展示给他人。建筑模型是科技和艺术完美的结合体，建筑模型教育活动不仅能让青少年學习现代科技知识，还能培养创新思维和动手动脑的能力，为青少年未来的发展奠定良好的基础。通过学习3D打印技术、建筑模型设计制作方法等，找到不同学科之间的关联，提高学生的信息获取、分析、加工、创新、利用的能力，进而发展学生的综合实践能力，创造性地解决问题的能力。每一位同学都有自己的需要、兴趣和特长，都有自己的认知方式和学习方式，让每个学生可以在学习中体验动手实践、创作的乐趣。通过建筑模型的制作，培养学生独立动手、动脑能力，学会创意构思并了解岭南园林文化等方面的综合知识，提高学生对现代3D技术的学习运用能力，提升学科素养，激发学生的创造潜能。

教师通过营造能够促进学生自主学习的环境，选择与学生的生活密切相关的学习内容，引发了学生的探索兴趣与热情，激发了学生的创作热情，开阔了学生的创作空间。

二、鼓励合作学习，发挥信息技术优势完善创新方案

STEM的课程组织方式以项目学习、问题解决为导向。采用项目式学习即围绕一个项目主题，连续地通过一系列课时来组织教学。在课程的实施中，通过主题项目活动课程，以项目驱动让学生切身感受不同学科间的有机联系。以多种形式的活动吸引青少年热爱科学、参与 STEM 实践活动，提高科学素养。通过各种分享活动鼓励学生主动参与创新实践，研究跨学科的综合性项目，提升技术并交流创意，以适应数字化和智能制造新时代的要求。

岭南建筑模型数字化设计制作活动项目主要结合地方建筑文化特色，应用3D打印技术、激光雕刻等现代科技手段设计、制作具有岭南特色的建筑模型，如西关大屋运用3D打印软件进行设计制作成建筑模型。在活动过程中，鼓励学生手脑并用，灵活掌握、融会贯通各类知识和技巧，提高学生的技术操作水平、知识迁移水平。注重提高学生的技术意识、工程思维、动手操作等能力，让学生在“学中做，做中学”，能用3D打印技术自行设计创作出有创意的作品，如把融入特色岭南建筑元素的创意设计用于校园文化与班级文化的建设中。便捷的3D打印功能，利用3D打印机快速成型，更能轻松体验和分享成果。充分利用现代信息技术，应用时遵循辅助性和实效性原则，用有效、实用的信息技术辅助教学，提高效率和质量。

在本項目学习活动过程中，教师让学生根据自己的兴趣爱好、特长，自由组成学习小组，以小组为单位进行项目创作比赛。如在“特色建筑设计创作”教学中，除了引导学生依靠自己的能力进行创新方案设计外，还注重引导学生通过小组交流，发现创新方案中存在的问题，再通过小组协作提出改进建议，为本组的建筑模型设计出谋献策完善方案，让学生在合作交流讨论中共同成长。通过小组合作交流促进协作探究精神、学习交流能力、相互欣赏的意识的生成以及人际交往能力、口头表达能力、自我评价能力等的提高。同时，教师引导全班各组同学相互启发、互帮互助，发挥信息技术优势不断完善创新方案。

通过STEM项目的研究和实践，运用信息技术手段，引领教师教学方式和学生学习方式的变革。积极开展SETM教育的实践与探索，尝试跨学科融合，开发和实施具有地方特色的STEM课程内容，体现人文素养、艺术素养与科学素养的融合，培养学生发现问题、综合解决问题能力以及创新能力、实践动手能力。

三、善用课程评价，激发学生创作热情

本项目课程评价注重将过程性评价与总结性评价结合起来，除了对学生的作品进行评价外，更重视学生的学习成长过程。采用学生成长手册评价，建立成长记录袋，成长记录袋设计由四个板块组成：学前调查、活动记录、自我评价、综合评价等。

“学前调查”是了解学生社会实践动机的重要依据。在调查信息中，除了基本外，还会让学生填 “你了解得到的最新科技”、“你知道哪些具有岭南特色的建筑”、“你期待在哪个领域有所创新”等等，这些是了解学生在社会方面的能力起点、兴趣方向、视野的宽度和深度，需要和期待等重要信息、同时也是教师在个别教学时，采取不同策略的依据。

“活动记录”包括文献研究记录、项目（制作）记录、成果简介和活动感受等。文献研究记录分两种，一种是积累性阅读记录，二是专题研究记录。积累性阅读是在确定项目前组织学生在阅览室学习，教师没有规定具体的内容，任由学生自由阅读、思考，并摘抄下自己发现的，感兴趣的、自己认为有价值的科技信息。专题阅读是学生在确定研究项目后，为解决问题而进行的专项阅读，以浏览网站资料为主，包括同类研究、材料价格、设备原料等，是一个简要的查新报告。

活动感受也是评价学生社会实践能力的重要的文本依据。因为活动感受不属正式的写作。忠实地记录学生在活动中看到的和想到的内容，包括疑惑，不解，问题，开心，收获，建议等，自由而真实。

“自我评价”重点学习者对自己学习风格的自我诊断。根据依据Kolb学习风格量表，“成长记录袋”在“自我评价”中设计四种学习风格让学生选择，看自己最接近那种学习风格。发散型的学习表现为：喜欢收集信息，善于集思广益，对人际交往很感兴趣，能观察出不同的观点，喜欢团队工作，具有开放性思想。同化型的学习表现为：简洁的逻辑思维方法，善于利用简洁的思维整理不同的信息，认为理论比事物本身价值更重要，喜欢演讲、阅读以及长时间的思考。聚敛型的学习表现为：喜欢技术工作，喜欢解决实际问题，对人际问题不感兴趣;顺应型的学习表现为：喜欢动手操作，对新的挑战和经验感兴趣，喜欢从他人那里获取信息，而不是自己做分析，是以行动为导向的，喜欢在团队中实现任务目标。这种选择，实质上是对自己学习方式的反思。

“综合评价”以雷达图的形式将体现出学生实践能力的主要特征。分出不同的级别。分级的目的是，通过分层设定目标，进一步强化学生在后一阶段的学习动机。洛克和莱瑟姆提出，目标的动机作用主要表现在，影响个体在活动过程中的注意力分配情况、努力程度、坚持性水平和任务策略的运用。同时还注意进行鼓励性评价，以提高学生的学习兴趣，激发他们的创作热情。

本项目课程基于STEM教育理念引入设计型学习理念，根据现实情境设置学习探究任务，通过问题研究、任务分解、项目设计、原型搭建、数据实证、评价分享等环节，有效提升学生的科学素养，极大地锻炼了学生的动手实践能力，培养学生的科学素养、创造性思维、解决问题能力和团队合作能力。

[ 参  考  文  献 ]

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