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构建面向全体学生的STEAM课程体系

 江边微影 2022-03-12

浙江省绍兴市柯桥区实验中学坚持“优质轻负,精准灵动”的教学理念,以学校整体课程观为统领,在核心素养培养目标与系统架构的基础上,研制STEAM课程标准(含课程愿景、课程理念、课程目标),明确课程设置、课程形式与课程设计的思路等,为学生的素养发展与个性成长提供科学、系统、全面的应用平台。

学校在基础性课程、拓展性课程、创新实践活动中融入 STEAM教育理念,构建了面向全体学生的“三级”STEAM课程体系(见图 1,表 1),为学生核心素养的培养与教学理念的落实提供了一种理想构型和价值取向。

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一、STEAM 课程的开发步骤

学校成立了以校长为组长的 STEAM教育领导小组和课程建设工作组,由科学、数学、信息技术、语文、艺术等专业背景的骨干教师三十余名组成团队,按照以下 7 个步骤,协作开发和实施STEAM课程。

1.开展理论学习。

开展 STEAM通识、专题培训,进行理论学习,参观优秀 STEAM教育学校。

2.制定课程标准。

综合学习各学科课程标准,以提炼 STEAM课程标准,提出了学习目标高阶、情境真实、方式多样、结果可视、评价多元的 STEAM课程建设总体要求。

3.整合课程资源。

依据课程标准,收集学生感兴趣、日常教学无法达成、学科综合性较强的内容,作为 STEAM课程资源。学校挖掘并整合学习、课程、人力、空间等资源,为 STEAM课程体系建设提供全方位的资源支持(见图 2)。

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4.明确课程目标。

围绕核心素养的落地,提取现有各学科课程标准作为 STEAM课程目标,经过数轮讨论,按照最核心的科学、技术、工程、数学、人文五个维度制订教学目标。

5.开发和实施课程。

团队提炼出 STEAM 课程设计的六大模块,即项目介绍、学习目标、驱动性问题、项目安排、学习评价方法和典型的学习成果,围绕 STEAM课程标准,通过教材情境的项目化学习建设等 5 种方式(见图 3)开发适合学生知识及能力水平、符合区域及学校实际的STEAM项目。

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在日常 STEAM教育教学中,强调整合学科内容,注重教学过程的动态,同时梳理STEAM教育中特别适合素养落地的方法和策略。在拓展课程中以 STEAM 课程链的方式进行建设与实施,在基础性课程中以项目化学习方式设计与实施。

6.评价反思与迭代课程。

学校通过问卷调查、访谈等多种形式评价课程。团队成员在总结、反思的基础上迭代 STEAM课程。

7.迁移基础性课程。

学校召开课程改革专题研讨会议,将 STEAM课程实施中基于设计思维的教学设计、基于支架的教学策略、基于量表的过程性评价等有利于培养学生核心素养的措施与方法迁移到基础性课程。

二、STEAM 课程体系的构建策略

1.基于 STEAM 理念构建“基础性课程 STEAM 项目”学习。

STEAM团队对基础性课程教材中的一些问题情境进行了项目化开发,先进行项目测试和完善,然后通过公开课研讨,将其要义传达给全体教师,再在七八年级数学、科学、信息等学科中每学期开展 1 至 2 次全校性项目化学习。

此外,还要从操作化的角度理解 STEAM教育的要义,提取教学策略和评价方法等,迁移到基础课程的日常教学,促进教学方式转变。

一是教材情境的项目化学习开发。

对数学、科学、信息技术、美术等教材中的专题学习、阅读材料、探究活动进行梳理和重组,根据项目化学习原则开发基于教材情境的跨学科项目化学习课程,如“地球有多大” “火星探测器” “折射世界”“环保烟花”等项目,重点探索转变学习方式,落实核心素养。学生通过“跨学科阅读—背景知识学习—明确问题—头脑风暴与探索—设计与操作—制作与测试—评价与分享—反思与改进”等环节开展学习,使 STEAM学习方式和精神普惠到每一位学生。

例如,基于浙教版数学教材七年级下册第 20 页问题情境开发的“地球有多大”,其显著特征有:用跨学科知识解决真实问题;学生需要整合知识和课程,自由推理复杂问题,分析不同解决策略,与他人交流自己的观点和结果;兼顾数学学科自有的成长性,同时最大限度地开展系统工程理念指导下的 STEAM学习。

二是重大事件的项目化学习开发。

以日常生活或学习中遇到的问题、本地或国家重大事件等作为项目主题,与课程标准联系起来,设计以课标为核心的学习项目。例如疫情防控期间,学校开展了全校性的“我是防疫小能手”在线项目化学习,教师整合科学、数学、信息技术等课程标准,确定了“设计学校门口体温检测移动房”项目,学习目标为:了解新冠肺炎病毒的特点、传播途径和预防措施;收集上、下学人流量数据,并能对数据进行处理、制作图表、建立数学模型;能够根据病毒防控、数学模型等相关知识和学校实际情况,考虑安全、材料、性能、效率、美观、成本等因素,按工程设计流程提出设计方案;综合运用写作、绘画、表格、动画等多种方式,灵活表达设计方案。

2.重构拓展课程体系并提供 STEAM 拓展课程学习链。

一是 STEAM项目的本土化改编

学校在 2018 和 2019 年暑期参加了浙江省教研室组织的“浙江—印州 STEAM课程平移”活动,并根据实际进行了本土化改编,组织实施了“机械与Vex 机器人” “替代能源与风力涡轮发电机”两项跟进实验。学校还将其课程框架、学习方式迁移到其他 STEAM课程开发中,运用到基础课程的实施。

二是社团活动与创客活动的 STEAM 化改进

2017 年前,STEAM教育零散见于技术社团、创客活动中。团队基于 STEAM理念改进了“机器人” “3D 打印” “激光切割”等课程,创设真实问题情境,基于课程标准,进行了学习目标、评价、教学的一致性设计。

三是数字实验的生活化学习开发

团队基于生活中真实问题情境,结合数字实验室,开发了系列科学、数学、工程、技术高度融合的课程,如“水的密码” “奇妙的微观世界” “P.C.B 数字化交叉实验” “解读身边的密码” “解密校园植物的叶与花”等。

学校整体开发了六大类(数字实验室、应用数学、通用技术、编程与机器人、写作与表达、外观设计)15 门 STEAM课程,供学生选择学习。为克服拓展课程时间有限的问题,提供了 STEAM课程学习链,如学生可以通过 5 个学期,选择“通用技术—机器人—外观设计—写作、辩论—我爱异想天开”课程,成为STEAM学习达人。

3.整合实践活动课程并开展全校性 STEAM创新活动

一是整合资源,建设“我爱异想天开”创新平台

学校每学期组织全校学生开展长达4个月的“我爱异想天开”创新实践活动。学生在日常学习、生活、劳动中,对那些用起来不称心、不方便的事物或方法,运用跨学科知识,在设计思维的指导下,制造或设计出更称心、更方便的新事物或新方法,还可申请国家专利。

例如,有学生制作了会发光能装物的多功能发光帽、防近视校牌等。学校高度整合浙江工业大学、中科院老科学家进校园等各类科技指导活动,充分利用地区优势,挖掘绍兴市柯桥区科协、青少年创客中心、工业设计协会、高新企业、家长资源,为学生能够综合运用各学科知识解决真实问题搭建“我爱异想天开”创新平台。

二是有机结合地域文化,开发场景式项目学习

绍兴文化已有几千年的积淀,为激发学生爱劳动、爱家乡、传承地方文化的热情,团队整合了劳动教育、综合实践活动,学校则结合绍兴特产、支柱性产业、地域文化、传统节日,整合劳动教育、综合实践活动,开发场景式 STEAM项目化学习课程。如针对绍兴市科技馆的场馆资源与支柱产业开发“纺织与印染中的机械” “游乐场里的科学”等项目,供学生在每学期的综合实践活动中使用;针对绍兴文化和特产,开发“酒与酱—绍兴的微生物” “清明—漆器”等项目,引导学生在具体的项目学习框架指引下,将学科学习与劳动实践相结合,促进劳动素养与劳动观念形成。

三、对 STEAM 学习的评价

STEAM学习注重以形成性评价促进学生能力与素养的提升;与评价紧密结合,进一步指导后续教学;过程性评价与总结性评价相结合,从而形成对学习质量的全程监控。在实践中,丰富了教师的评价手段,提升了评价质量。

1.明确评价载体标准

以量规、档案袋为工具,重点评价学生的发展层次和发展水平,关注对问题解决能力和创新能力的评价。例如“机械及 Vex 机器人”项目评价量规的制订步骤依次为:归纳基于工程设计的项目化学习流程框架;从项目流程、团队合作、反思等维度,确定基于工程思维的项目化学习的过程性目标;编制基于工程思维的项目化学习评价量规,让教师通过量规衡量目标达成度,以便做出基于证据的教学决策;使学生能在整个学习过程中清楚自己学到了什么程度,对学习结果有清晰的了解。

2.注重全程评价引导

STEM评价不仅关注学生的知识、素养和技能,还关注学生的学习过程、思维动态、技能运用和学习成就。通过对任务成果及事后交流形式的预设和提示,引导学生将学习成果化;将过程性评价与终结性评价相结合并贯穿于整个STEAM学习过程,通过评价引导目标的落实、梳理实践收获及解决驱动性问题。

一是过程性评价与终结性评价并行

在简单任务中,根据项目标准对每个小组的进度、合作情况与成果进行评价。在复杂任务中,与项目同步的各阶段评价量规,也是对学生进步和解决问题所涉及步骤的存档,因此每个课程都会编制详细的学生手册。

二是教师评价与同伴评价并行

教师评价主要关注小组在课堂管理方面的表现,如小组的任务达成度;小组合作氛围方面的表现,比如组员参与度、讨论自由度和相关度等。教师利用问卷、电子表格完成评价数据的收集工作,或者进行拍照、录像,获得学生表现方面的信息,然后立刻反馈给学生。教师为每节课、每个分解任务制订简单的即时的评价量规并及时反馈结果。虽然课堂组织形式以小组合作为主,但同时也注重个人的责任感。

因此,在教师评价之外还采用同伴评价(见表 2)等策略,以便教师洞察小组智慧中的个人贡献。

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3.STEM 课程体系的评价

在课程体系的评价方面,通过访谈、问卷调查、学生素养调查等形式开展学生课程评价、教师课程评价、家长课程评价、专家课程评价,根据反馈数据,每年开展课程系统迭代研讨及工作部署会议。据此,让课程系统的设计者、课程设计者、资源整合者、课程实施者能够更加清晰地分析与思考,不断修改与完善,从而让课程更切合时代的发展、社会的需要及家长的期望,更好地促进学生成长。

来源丨《基础教育参考》

作者丨沈志勇,浙江省绍兴市柯桥区实验中学副校长、高级教师

*文中所涉及图表版权均属于柯桥区实验中学及《基础教育参考》杂志

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