基于STEM教育理念构建跨学科融合教育

曹伟

在要求核心素养的时代背景下，教师更加注重对学生解决问题能力的培养。STEM教育作为一种跨学科的融合创新教育方式受到了广泛关注，它是一种以项目学习、问题解决为导向的课程组织方式，通过将多个基础学科进行有效融合，实现跨学科学习。STEM教育既是一种教育理念，也是一种学习方式，突出强调了对学生跨学科学习能力的培养，促进学生核心素养的发展。本文，笔者将从STEM教育理念出发，通过项目式学习活动，将不同学科的知识与素养进行深度融合，打破传统的学科边界，积极构建跨学科融合教育新样态。

近年来，STEM教育因为各级教育部门的高度关注，广大一线教师积极开展了STEM教育的相关研究。通过实践研究，笔者认为，促进STEM教育发展的关键是实现有效的跨学科融合，跨学科作为STEM教育的本质特征，对STEM教育的发展起到了引领性的驱动作用。但必须强调的是，STEM教育并不是简单的基础学科的叠加和组合，而是要在融合与迭代中不断创新与发展。因此，除了跨学科以外，STEM教育还必须强调真实情境下的问题研究与实践体验，强调在问题解决的过程中帮助学生形成新的生成和发现。

一、以项目式学习为桥梁，在问题解决中寻求融合创新

STEM教育的发展深刻影响了当前课堂教育教学的变革。核心素养教育目标代替了传统的知识教育目标，课堂教学目标也已指向对学生核心素养发展的培养。项目式学习作为STEM教育典型的学习方式，受到了广大教师的热烈欢迎，很多教师也在积极尝试采用项目式学习开展教育教学活动。这样的课堂教学实践，可以让学生在真实的项目情境中发现和解决问题，发展学生的核心素养。

项目式学习最重要的特征是学科融合的教育方式，学科融合并不是简单的学科知识的叠加，而是要实现学科之间的一种深度融合，实现这种融合关键在于找到学科之间的整合点。因此，通过积极构建真实有效的项目案例，学生可以在完整的探究实践过程中，用自己所掌握的知识与技能寻求问题的解决方法。在这个过程中，针对一些难以直接解决的问题，学生可以利用教师提供的问题解决支架来帮助解决问题。同时，项目式学习需要以合作学习作为重要的学习策略，通过小组分工开展合作学习，促进项目学习的有效性和实践性。

例如，在Scratch程序设计中，笔者以花园里随处可见的各种花朵作为项目问题，构建了真实问题情境下的项目案例“花朵缤纷”，让学生经历“花瓣变花朵”的过程，再由“花朵”实现“满园花朵”，最后可以实现花朵大小、颜色、位置都不一样的展示效果。在这个项目实践中，学生经历了问题的联想、建模、表征等过程。学生通过联想将“花朵缤纷”与“花瓣”建立联系，形成“花瓣变花朵”的结构模型，最后利用随机数进行表征，实现“花朵缤纷”的绚丽效果。同时，在这个过程中学生需要用到问题分析、建立数学模型、色彩效果的选择等。这种以问题解决為目标，以真实情境问题为载体，通过将不同学科知识与素养进行深度融合的过程就是项目式学习实践的过程，也是学生核心素养形成的重要方式。

二、以真实问题为载体，在体验实践中实现意义建构

开展项目式学习活动，关键在于项目的选择和设计。教师要根据学生的真实生活经历，以课本知识为依据，从中挖掘相关具有研究价值的问题素材，通过不同学科知识的整合加工，形成一个综合性的项目问题，在此基础上构建科学有效的项目案例。

真实问题情境下的项目案例，能够有效激发学生的学习兴趣。此外，最为重要的是要让学生实现对知识的意义建构，通过对真实问题的分析和解决，引导学生学会综合利用各个学科的知识与技能来解决问题。例如，在“花朵缤纷”项目案例中，针对花瓣如何形成花朵，教师可以结合生活常识引导学生先观察和分析花朵的特征，即花瓣通过旋转形成花朵。在旋转的过程中，设置造型中心是花瓣变花朵的关键。由此，学生对旋转的概念有了更加清晰的认知，对问题分析的方法也有了更深的理解。同时，学生通过花瓣旋转变花朵以及利用随机数实现花朵颜色、大小、位置的转变，实现了对知识的意义建构，在实践过程中逐步发展了核心素养。

三、以项目的解决为目标，在任务驱动探究中迭代优化

通过构建具有真实问题情境的项目案例，让学生经历问题解决的整个过程，培养学生综合运用各个基础学科的知识和技能解决问题的能力。笔者认为，真实有效的项目是培养学生解决问题的载体，项目的解决则成为项目实践的目标。学生在解决问题的过程中可以将知识逐步内化为素养，这样，从项目的构建到问题的解决才算是一个完整的项目学习过程。教师要紧跟学生问题生成和解决的过程，还要给予学生及时的、有针对性的指导。

任务驱动教学可以有效促进课堂问题的解决。传统的任务驱动学习是一种被动的学习方式，学生的学习过程要跟着教师的教学任务逐步深入，这导致学生缺乏对问题的主动建构和深度研究。因此，项目式学习有效驱动了学生解决问题能力的培养和发展，帮助学生逐步提高核心素养。项目实践的过程是以问题解决为目标的，学生在项目任务的驱动下逐步解决问题，经历问题解决的整个过程，将知识与素养融合，更好地促进了核心素养的发展。因此，教师只有更加关注学生学以致用能力的培养，才能够在项目实践过程中更好地促进学生核心素养的落地与发展。