改变 让你遇见不一样的教与学——STEAM项目的实践探索

戴 萍

(上海市奉贤区古华中学,上海 201499)

学校教育就是要培养学生获得快乐生活的能力,无论是美国教育家杜威提出的“教育即生活”理论,还是我国教育家陶行知提出的“生活即教育”思想,都给我们提出了一个深刻的教育命题:教育需要生活。生活是教育的源泉,应该成为教育的素材和手段。教学过程中注重教学与生活的深度融合,实施STEAM项目学习,让学生在鲜活的生活中求知,在大量的主体实践中提升核心素养。

1 基于实际，发现问题

图1

2016年笔者采用网上问卷调查、访谈等方式进行调查，调查显示：学生很有兴趣进行动手实践(如图1),同时有学生认为：因为课程教学时间比较紧张，导致动手实践的机会和时间并不多,同时也缺乏系统规范的指导,学习的时间和空间得不到保障,他们希望采用不同的学习方式,让他们的实践需求得到满足。对此，教师需要格外留心和用心为学生创造动手实践的机会,拓展学生学习的时间和空间,促进他们的全面发展,而不是简单地应付考试。

2 融会贯通，创新实践

STEAM是融合多学科的综合教育,以独立思考为起点、动手实践为核心,为的是培养孩子用严密的科学或工程思维方式去解决问题,激发学生的学习热情。要求学生带着解决问题的目标主动去学习,培养学生动手、动脑，将知识应用于实际情境的能力。

上海市普通中小学课程标准提出:“能用给定的或自己搜集的材料完成课外小制作”。所以开展设计合理的STEAM项目式学习是课程标准对初中物理教学的要求。STEAM项目式学习是指定时间、定地点、定内容,利用学生身边的器材，将生活中的待解决的实际问题转化为课堂上的STEAM项目,以实践性的项目完成为核心,以作品制作和交流为重点,最终让学生在制作作品过程中获得知识和技能,并获得创造性运用知识的能力。

2.1 无心插柳,播下一颗探索的种子——用意大利面搭建小建筑

美国心理学家霍华德·加德纳提出了“多元智能理论”,倡导“开放式”课堂模式,主张实施“体验教育”活动,真实、具体、丰富的实验教学活动使学生主动参与知识的构建过程,加强师生互动和生生合作学习,开发多元智能,促进学生全面发展。从趣味实验开始,有意而为之,播下一颗小组合作、动手实践培养创新意识和能力的种子，为后面物理教学做好铺垫。

当你做出尝试,惊喜往往就在不经意之间。当初将“意大利面建筑”项目引入课堂，是想让学生体会结构力学的魅力,感悟物理的有用和有趣,不要小看棉花糖和意大利面,经过小组的巧手能将他们加工成意想不到的小建筑,在机缘巧合下笔者带领学生参加了上海市首届青少年STEAM电视公开赛并荣获三等奖。这一切都在昭示着有想法就要去实践，学生的潜力是无限的,为学生、也为自己播下一颗探索的种子。

2.2 有意而为之,感受不一样的教与学——光学小制作

裴斯泰洛齐曾说:“不能滔滔不绝地对孩子讲话,而应采用与他们谈话的方式；不要详尽无遗地讲一个题目,而要向孩子提出有关的问题,让他们自己找到答案,再予以纠正。”只有给学生一定的时间与空间,具有一定的话语权,他们在学习中才能获得勇气、信心,自然地提高能力。

2.2.1 方向引导,换个角度看光学

引导学生回顾奇妙的光学现象(如图2),呈现其中物理原理,学生很自然地想到光的直线传播、光的反射(平面镜成像)、光的折射(凸透镜成像),再和实际生活相联系,联想到小孔成像、投影仪和照相机，此时为学生设定本节课的任务:制作简易的光学器件。

图2

2.2.2 小起点大舞台——抓住学习中的兴趣点,拓展学习的空间

(1)背景知识学习

通过图3的展示,让学生认识小孔成像、平面镜成像、凸透镜成像的光路图，为完成光学小制作提供背景知识。

图3

(2)利用身边的器材，开展光学小制作活动

学生先进行产品设计，找寻合适的、身边的器材，开展制作活动。小孔成像的制作材料为:薯片筒、半透明纸、纸箱。3D投影仪的制作材料为:贴膜,视频源。简易照相机的制作材料为:薯片筒、半透明纸、凸透镜。完成作品后，制作海报展示自己的制作过程和成果。

(3)交流与展示,完成小组的自评和互评

通过制作到答辩,学生展现自己的思维过程,体会光学知识中的逻辑性、实用性,开展小组自评、互评,实现评价的多元化,通过小组合作探究、创新制作,呈现学生的设计思路和制作技能,学生的学科核心素养得到了培养。

学而不思则罔,思而不学则殆,用科学方法提高学习质量,释放学生的学习力,这次全新的尝试让我收获颇丰。把物理教学的内容和学生的生活实际联系起来,激发了学生的学习热情,强化了学生的实践意识,提高了学生分析问题和解决问题的能力。在制作过程中他们不断发现问题、解决问题,通过手和眼睛去感受不一样的光学。把物理知识与技术、人文科学相结合,使学生开阔了视野,增强了社会责任感。由于时间的限制,有的小组没有将作品做到完美,他们着急的神情让我感动,小组展示的时候,他们渴望的眼神让我着迷,展示结束的时候,同学们热烈的掌声,让我不由得为他们点赞,一次全新的尝试,有意而为之,让我们感受到了不一样的教与学。

2.3 积极探索,体验不一样的教与学——旧楼改造

创新是目的,实践是手段,提升学生素养是根本。STEAM项目学习的价值在于经过整合为学生提供逼近真实、富有现实意义的学习情境,以利于学生高阶思维的培养、积极情感的投入,解决复杂问题,从而全面提升学生的核心素养。要少一些“解答习题”的训练,多一些“解决真实问题”的锻炼,要尽可能多地给予学生自主学习的空间,将开放学习、主动学习成为常态。

2.3.1 观察、体验生活，发现问题——旧楼加装电梯

我们学校的学区是80年代建造的老式小区,居民也趋于老龄化,经常看到爬楼梯时举步维艰的老人,很多学生于是有了旧楼改造、安装电梯的想法。通过观察、走访相关部门,得知小区共用经费也比较紧张,预算在75000元范围内。并且建筑物的内部没有足够的空间安装电梯,轿厢只能安装在楼外。

据此提出与电梯相关的STEAM活动项目，先引导学生思考:电梯的类型有哪些？电梯移动物体的科学原理是什么？我们可以使用哪些材料？我们如何测试它的性能？针对以上问题，完成物理学习内容：简单机械、滑轮、轮轴。

2.3.2 寻找智慧钥匙，解决问题——团队合作制作电梯模型

(1)组建项目组,画设计图时确定好比例,以便精确地计算成本和制作模型。

(2)处理好曳引比、机械效率、成本、电梯空间等因素之间的关系,设计最佳方案。

(3)制作模型时要严格按照设计进行。

(4)学生对测试方法进行思考,教师给予指导,最后带着作品和海报进行小组展示(如图4),完成小组自评和互评。

图4

创新是目的,实践是手段,提升学生核心素养是根本。为了让创新实践贯穿于学习的始终,成为撬动核心素养培育的有效“支点”,教师在STEAM项目实施中引导学生利用身边生活用品,以问题为驱动，立足“做中学、学中做”,注重前后知识的联系,在思维中留“缺口”、应用中安“接口”、拓展中开“窗口”,逐步达成核心素养的培养目标。

3 收获与感悟

经过了两年的实践探索,我们使用国际公认的卡罗拉多科学(物理)学习态度的测试量表,对学生进行测试,测试题分为个人兴趣、与现实生活的联系、一般问题的解决、解决问题的自信心、复杂问题的解决、意义理解、概念理解、概念应用等8个维度。数据分析显示：参加STEAM项目式学习的学生在“解决问题的自信心”“复杂问题的解决”“个人兴趣”三个维度中分数明显高于未参与的同学,学生认为：在STEAM项目学习过程中，他们必须要理论联系生活实际,提高自己解决问题的能力,通过合作探究能体验到团队合作的成功感、满足感和责任感,同时面对困难和失败时有了更大的自信心,对科学的学习兴趣也得到很大提高。

图5

改变,让你遇见不一样的教与学！让创新实践贯穿学习的始终,成为撬动核心素养培育的有效“支点”,在变与不变中实践,在实践中感悟,在感悟中提高。

学生的改变,实现了我们实践的初心。在最开始的阶段,通过创设学习情境,开发实践环节和拓宽学习渠道,为学生提供多种学习经历,丰富其学习经验,让所学的知识有用武之地,激发了学生的学习兴趣。教师的改变,也让人欣喜,我们的专业素养和综合能力也得到了长足发展。