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破壁、聚焦、守本:让跨学科、综合性教学在学校真正发生

2019-10-28余颖

人民教育 2019年14期
关键词:跨学科研讨学科

余颖

STEAM作为一种跨学科融合式教育,指向复合型人才创新能力的培养。它直击传统分科教学的弊端,对学科问缺乏横向联系、认知体系缺乏部分与整体的连接、情境中缺乏知识与真实世界的融合等问题提出了一种解决方案——让学生在基于项目、基于问题的实践探索中体验学习的乐趣并不断发展探究与创新的能力。随着第四次工业革命的到来,国民的创新整合能力已成为影响各国发展的重要因素,也成为教育的主要目标。以STEAM教育为重要标志的跨学科教育,作为一种教育理念和教育模式,应时代的呼唤而如火如荼地铺展开来。

作为一种新事物,STEAM必然面临诸多挑战:如何设计STEAM课程并在学校落地实施?如何把STEAM教育融入国家课程、地方课程以及校本课程体系?如何促进不同学科教师进行跨学科协作教学……

南京师范大学附属小学(以下简称“南师大附小”或“附小”)百余年来一直秉承“爱的教育”的办学理想,坚持“实验与爱同行”的行走方式。近十余年来,学校构建的“原色课程”体系经过三次迭代升级,以STEAM课程为代表的跨学科整合课程成为学校3.0版课程体系建构中的核心工程;同时,学校基于十多年来已有的机器人、做中学等特色项目,在整合与发展中探索出具有“普惠”“创生”“融合”等鲜明特质的STEAM教育的校本样态。

破壁:于融合团队中破学科壁垒

跨学科主题课程开发与实施最大的挑战来自于分科教学体系下形成的学科壁垒。这种学科壁垒不只是显性的学科课程边界,更包括长期浸染于分科教学体系中的人——教师学科视野以及认知方式上隐性的壁垒。因此,打破“人”的认知壁垒,成为学校撬动跨学科课程的“支点”。

南师大附小的破壁路径是将各具独特性的人汇聚到一起,形成一支融合的团队,在团队中帮助每个人突破自身的“壁垒”。

(一)不可替代的“每一个”

多维度考量下的人员差异化是团队活力的保障。这里的“差异”既有理论、实践经验与能力上的差异,也有研究视角和学科视角的差异,更有专家、骨干和各学科教师的身份差异。团队成员问具有了足够的差异性,就为团队研讨中“碰撞火花”的丰富性提供了可能。

南师大附小的STEAM核心团队成员中,既有来自高校、以工程与计算思维见长并兼具审美能力的团队灵魂级专家,也有充满活力、敢于尝试、思维极富跳跃性的年轻学科教师;科学教师中,有人积累了十多年机器人竞赛辅导经验、开朗活泼、善于沟通,有人擅长模型制造和操控、稳重中藏幽默,有人是生物学专业出身、思维严谨缜密;信息技术教师中,有人讷于言却擅长编程竞赛辅导和信息技术运用,有人擅长3D打印和编程、善于组织活动身兼大队辅导员;另外,团队中还有兼任行政管理工作的数学学科领军教师,兼教科学和信息课程的跨学科教师……在多维度、多层级上具有差异性的成员组成,使得团队中每一个个体都具有不可替代性,都可在团队中发挥其独特的价值。

(二)研讨中促彼此理解

要让差异成为彼此的资源而不是各自为政的壁垒,还需要着力研讨机制和团队文化的建设,促进融合团队的真正形成。

研讨机制要保障全员卷入、持续始终、决疑定策、过程扎实、循序渐进的推进工作。显然,研讨频次、主题、内容、方式等的确立必不可少。附小以“研讨月报制”的方式,即每月上报当月研讨的主题项目和每个成员的分工与贡献,确保团队成员一起研讨、一起实践,并在创想、行动、反思与更新中实现持续的迭代与创新。

外围机制保障了“大家在一起”,形成真正的团队还需要建立互信、互助的团队文化。彼此的理解与对话,既需要有诸如“人人都要发表想法”的研讨显规则,也需要“说真话、说实话”“勇于追问、质疑”的研讨氛围。来自不同学科和不同层面的教师共同聚焦STEAM跨学科主题课程项目时,听不懂其他学科的知识与内在逻辑是常态。只有不断进行追问、质疑、解释等平常心下坦诚相见的交流,教师才有可能真正突破学科认知壁垒,产生对话与思维碰撞,从而由形式的融合走向实质的融合,形成从理念到实践大融合的研究团队。

聚焦:跨学科的STEAM课程样态

STEAM支持学生以学科整合的方式认识世界,以综合创新的形式改造世界,从而培养学生解决问题的创新能力。在学校实践中,STEAM课程的架构、开发路径、实施样态等都有必要予以厘清。

(一)STEAM课程的架构

南师大附小从STEAM项目本质出发,围绕“培养有爱心、会生活,有慧心、会学习,有童心、会创造的素质全面、个性鲜明、健康活泼的‘立体的人”,确定了STEAM课程目标:(1)关照每个学生的独特创意;(2)给予每个学生足够的试错机会;(3)创设每个学生感受创造思维与实践魅力的情境;(4)陪伴每个学生经历思考与设计、制作与创造、表达与展示的过程;(5)提升每个学生综合解决问题的能力;(6)助力每个学生完成从教育消费者向教育创造者的转变。

基于以上目标,学校规划了STEAM课程的顶层架构,完成了四个层面的课程研发与落实。其中,普及课程包括通用技术课程和普及的STEAM课程;创新课程包括进阶的通用技术课程和STEAM课程;创客计划则鼓励有想法的学生申请创客项目,建立专家导师指导制;最后是全校的工程挑战。每个层面都涉及课程、空间、教师、学生和资源五个维度,从而形成立体螺旋上升的格局。

(二)STEAM普及课程的实施样态

STEAM普及课程以解决问题的工程案例切入,以单元的形式展开,主要有嵌入式和整合式两种实施样态。两者之间并无明确的优劣之分,而是要兼顾各年段学生的認知水平和心理特征来考量,一般低年级段比较普遍采用嵌入式的课程实施,而高年级段则倾向于整合式的课程实施。

嵌入式课程如同由各种水果拼成的“魔方”,这类STEAM课程是通过各个学科相对独立的活动实现主题学习与学科问的连接。比如一年级的“泥土”主题课程,围绕泥土开展包括感受泥土、沙土等不同材质的地面以及和泥巴、捏泥巴、做泥土模型、制作印章、设计并烧制作品等一系列活动,相应任务在各个学科课堂中完成(见图表1)。

整合式课程是把STEAM作为一项综合技能,针对一个真实情境中的问题或项目,通过任务中的问题解决来调用或自主学习不同学科的知识。比如“小人国的微电影”项目,学生面对的任务是通过编写故事、布置拍摄场景、进行微镜头拍摄并借助软件编辑工具完成2~3分钟的微电影制作。在这一任务驱动下,学生必须合作、规划,完成包括工程、软件技术、摄影技术、场景技术、文学及视听艺术以及科学原理等多学科知识和技能的学习与综合应用。在持续六周、每周一个下午的小组分工合作中,学生学习、设计与制作,最终呈现一个小组作品——微电影视频,并进行成果发布与答辩。

(三)STEAM课程的实施管理

如何在整个年级乃至全校开展面向每一个学生的同一个主题的STEAM实践活动?如何通过调动、评价和协调实现全员参与?如何让持续几周的项目活动有条不紊地进行?附小创建了一套STEAM课程的六步管理模式:主题研讨——统筹协调——合作实施——整理提升——成果转化——推广辐射。

在主题研讨阶段,由核心团队所有成员共同商讨确定工程任务的主题,进而确定开课年级、时间、课程框架及人员分工等。关于主题,研讨的焦点在于确定“这个工程任务能否伸缩自如、是否接近真实生活、能否引发学生兴趣、是否符合学生的年龄特征、与学生当下的学习是否具有关联性”。如“降落伞”主题的确立,就是基于这一主题在小学四年级科学教材中出现过;而且我国是一个灾害频发的国家,降落伞在救灾过程中有着广泛的现实需要;同时考虑到降落伞专业点明确,便于研究,其研究空间可从易到难实现较大的跨度,符合“低入、大空间”、容易让学生喜爱、又可“让不同学力的学生获得不同的潜力发挥”的标准。

在统筹协调阶段,主要依据研讨形成的课程框架及具体实施方案,通过部门的协调管理和学科教师的协同实施(见图表2),落实课程相关任务的分配以及人员、教务、时间安排等,一般可分为教学内容和教学管理两个方面的准备。教学内容方面的准备主要包括教案、课件、任务单、记录单、器材的采购与分发、实验的测试等。教学管理方面的准备主要包括家长和学生的通知书,选课通知、操作及跟进,学生分班分组名单的统计、核对、打印与张贴以及任务单发放等。此阶段重在让每一个参与的人既知道自己的任务和职责,又对整体和流程了然于胸。

在合作实施阶段,教师的主要工作是引导、支持与分析,包括:项目任务的布置、分析与研讨,对学生所需知识技能学习的支持,对学生的设计、制作、测试、迭代以及报告撰写等提供全过程的支持和评价。选课系统、过程性评价系统是这个阶段必不可少的技术支持。需要重视的是,迭代是整个项目学习中最为重要的部分。学生在设计、制作与测试中会遇到各种各样的困难,他们需要针对这些问题甚至“失败”,在教师的专业支持下去寻找解决方案,进行新一轮的设计、制作与测试,从而在反复迭代中逐步提升解决问题的综合能力。

在整理提升阶段,于学生而言,是研究报告的撰写、完善、展示、分享与反思;于教师而言,是资料的整理、收集、上传、评价与反思。各组研究报告的展示和分享及教师的评价都可以成为学生再学习、再思考、再优化的学习资源。同时,分析学生的研究资料也有助于教师重新审视教学、审视项目设计,为下一次课程实施做好迭代与优化。

在成果转化阶段,教师需要对过程性的资料进行梳理和成果转化,这一“去其糟粕、取其精华”的过程,可使具体的主题课程更具理论研究与实践指导价值,也可促进教师的专业提升。

在推广辐射阶段,重在将实践转化为经验,将个案总结为普适性方案,从而让教师团队的成果逐步向兄弟学校辐射推广惠及更多学生。

守本:于项目任务中守学科价值

STEAM课程中除却具体的学科知识、技能与方法,更值得我们关注的是不同学科价值的充分体现。比如数学学科的终极目标——理性精神如何在数学思想方法的感悟与应用中得以积淀?信息技术学科中的计算思维如何在任务完成过程中得以体悟?从学科价值的视角审视sTEAM课程,方能让各个学科获得深刻的“安放”与价值皈依。

以“博物馆之夜”为例,学生需要围绕“做一个模拟的博物馆安全防御系统”的任务,开展任务驱动的项目学习。其课程图谱如图表所示(见图表3):

其中,“探究活動三”为数学与信息技术融合的活动。数学认知目标为:能绘制激光网路图,并根据设计测算所需材料的数量和费用投入。在不断迭代、优化设计的过程中,成功设计出预警无死角的网路图,借助已有的数学知识、经验和思想方法去解释网路图的设计思路并探究蕴藏其中的数学原理。

探究活动中,学生首先要明确“以攻击者哪个角度看到的样子作为我们防御的对象”。学生在观察不同视角下的“人的过程中,逐步把立体的人看成一个俯视角度下的“椭圆”,将设计激光防御系统的任务逐步数学化地理解为“让椭圆无法在不触碰分割线的前提下从被直线分割后的任何一个区域中通过”,学生经历的问题化繁为简、抽象化的过程,正是数学建模的基本思维过程。

每个小组在首轮设计图及设计思路交流后,通过观察、讨论、猜想、验证,逐步厘清了关键——“能否防住取决于图形宽度与椭圆短轴的长短”。带着这样或清晰或模糊的发现,各组进一步优化原有设计,逐渐生成“一条线管住最大的区域”的新认识。再与初始时“交点尽量多”“面积比椭圆小”等设想相比较,这背后是数学极限思想的体悟。

STEAM教育的核心价值在于既保留了每一门学科的特点,又可以使这些学科进行灵活的交叉融合,促进各个学科的发展。需要我们深思的是“各学科在跨学科的STEAM中展现什么”“实现什么”以及“如何实现”等问题。

比如:各学科的知识背景需要作为教学目标吗?答案显然是“需要”,但与分科教学又有所不同。STEAM项目中的学科知识是基于任务需要的,学生在需要时会主动寻找与获得。因此,除基本知识点和技能之外,不同学生需要的知识内容并不一致,要掌握的知识技能体量也会因需而不同。对教师而言,最大的挑战是在面对学生各不相同的认知需求时,能否及时给予适切的支持。

(作者单位系南京师范大学附属小学)

责任编辑 邢星

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