STEM教育是解開傳統教育“學科孤島”“紙上談兵”“標準化輸出”三重枷鎖的密鑰。在一所普通學校開展STEM教育,難免面對資源困境,需要摸索構建“知識有溫度、實踐有深度、創造有高度”的育人新生態。用菜市場的算盤、社區的老茶攤、師生的奇思妙想,讓數學公式在買賣交易中變得鮮活,讓科學原理在護河行動中觸手可及,讓藝術創意在社區改造中綻放絢麗,形成一條低成本、重整合、全滲透、廣覆蓋的STEM教育路徑。
困境與初心:對STEM教育的最初思考
2014年,當“STEM教育”逐漸進入我國基礎教育視野時,我剛來到玉帶山小學做校長。作為典型的城市拆遷安置區學校,學校開展STEM教育面臨著多方面困難:家長群體中務工人員多,對STEM這類新興教育理念認知不足,參與支持力度有限;師資隊伍存在結構性短板,多數教師對STEM教育注重“跨學科融合、重實踐探究、解真實問題”的核心特質以及實施路徑比較陌生;學校辦學經費緊張,難以支撐當時傳統的STEM教育所需的高端實驗設備、專業實驗室建設等硬件投入。這種情況下,拆遷安置區學校能否開展STEM教育,是一個待解的疑問。
一次路過學校周邊的盤溪農貿市場,看著攤位上的算盤、秤砣、卷尺,聽到商販與顧客討價還價,我豁然開朗:普通學校的STEM教育,不該盯著“缺什么”,而該想著“有什么”。經過反復琢磨,我決定把學校周邊的農貿市場、茶葉市場、盤溪河等資源納入STEM教育場景的考慮范圍。同時,學生們的生活體驗、家中的舊衣服、閑置工具等都是潛在的教學素材;家長中的商販、裁縫、工匠等都是可挖掘的人力資源。更重要的是學校擁有一支愿意探索、樂于創新的教師隊伍,以及一群好奇心強、渴望參與實踐的學生群體。為此,學校開始了“以生活為課堂,用資源破困境”的長達12年的STEM教育探索。
實踐與突破:讓STEM教育從“零散活動”變為“生態體系”
學校開展STEM教育前期,側重于依托現有資源,探索操作性強的跨學科活動。隨著師生綜合能力和積極性的提升,學校開始進行STEM教育的體系化建設。
啟蒙期:用“社區資源”敲開STEM教育大門。2014年,因學校附近承載著周邊居民生活記憶的社區地標——盤溪農貿市場要搬遷,我們順勢啟動“留住盤溪記憶”綜合實踐活動,組織三、四年級學生走進農貿市場,開展研究性學習。學生在科學教師指導下制作算盤,在數學教師指導下計算貨運成本、設計水果盈利方式、測量攤位尺寸。學生們為了“算準賬、稱好秤”,主動請教商家,有了不同于傳統課堂的學習環境,連平時不愛學數學的學生都展現了高漲的積極性。有了這樣的實踐經驗,各學科教師意識到STEM教育并不一定依賴于復雜設備,于是開始探索STEM教學。科學教師把“實驗室”搬到盤溪河邊,讓學生觀察水質變化,用洋蔥表皮做切片;語文教師引導學生開展盤溪河保護調查報告,辯論生意人是否需要誠信。
這一階段,全校師生感受到STEM教育的魅力,學校摸索到了開展STEM教育的“門道”,家長也對STEM教育有了新的認知。
成型期:“師生眾籌”構建課程體系。隨著實踐的鋪開,STEM教育要深化發展,必須解決“課程誰來開發?主題哪里來?質量如何保障?成本怎么控制?”這四大核心問題。
首先,為了解決課程誰來開發的問題,我提出“智慧眾籌、組團發展”的項目制模式,將課程開發主動權交給全體師生,同時聯動家長和社區資源,構建了“三維項目組”架構。一是成立設計組,由公開招募的項目設計師牽頭,搭配相關學科教師,吸納學生代表、家長代表及社區領域專家參與,負責課程整體方案的設計與論證。二是組建實施組,由各年級教研組長牽頭,全年級教師共同參與授課,確保課程在各班級有效落地。三是形成展示組,由年級主任牽頭,組織全體師生、家長及課程設計師參與課程成果的展示與評價。課程運行過程中,教導處負責統籌協調與保障工作,形成了“人人參與、層層落實”的課程開發與實施機制。
其次,解決確定主題選擇的問題。在前期的實踐中,不難發現STEM教育主題的選擇和學校當時所處的時代背景、學校的校情、社區的資源、教師的喜好與能力傾向密切相關。于是,學校依據兒童認知發展規律,確立了“家庭、校園、社區、世界”四大主題課程領域,由各課程設計師結合自身興趣、專業特長及資源稟賦,自主設計課程。近年來,學校開發的家庭課程有“媽媽的高跟鞋”“舊衣服改造”“房屋結構探秘”等,校園課程有“校園紫荊花培育”“校園垃圾分類處理”等,社區課程有“快遞物流研究”“輕軌交通”等,世界課程有“從長城到埃菲爾鐵塔的世界文化”“網絡世界探索”等。課程的主題具有鮮明的時代性,如今教師更傾向于在課堂中融入人工智能等前沿技術或聚焦解決社會關注的現實問題,如“基于AI技術的學生心理輔導及預警裝置”“弱視兒童輔助學習用具制作”等課程。
再次,解決保障STEM教育質量的問題。我要求所有的STEM課程設計必須有機融合“科學、技術、工程、數學”四大要素。這并非要求課程每個環節都同時包含四大要素,而是整個課程體系必須完整覆蓋,才能確保跨學科融合的深度與效度。作為校長,我重點發揮把關作用,組織設計師團隊反復論證,對不符合STEM核心屬性的設計要求進行調整完善,通過這一剛性標準,保障課程的專業性與規范性。
最后,還要實現“低成本”。為了不增加學校負擔,學校達成低成本開展STEM教育的共識,激發了設計師們的創新、創意和創造。例如“舊衣服改造”課程,邀請家長中的裁縫師傅當操作導師,有效利用學生家中的閑置衣物。整個過程中,學校基本沒有投入經費,卻讓學生學會了測量、設計、縫紉等技能,還樹立了環保意識。
這一階段,STEM課程每周安排2課時,實現全校各年級全覆蓋。每學期初由課程設計師對各年級教研組長進行專項培訓,教研組長負責本年級教師的日常教學指導,教導處定期開展教學檢查與質量評估。
拓展期:以“場景延伸”推動創新實踐。隨著課程的豐富,我發現部分課程仍存在“簡單學科疊加”的問題,進而提出對所有STEM課程實施迭代升級,鼓勵從學科之間的“拼盤式”硬綜合走向多場景的“奶昔式”軟融合。例如,鼓勵師生在校園中研究“智能燈控系統”,在廚房中研究“食物的沉浮”,在陽臺上研究“盆栽保濕器研發”,在小區里研究“小區地圖設計”,在中醫館構想“基于物聯網的人工智能中藥柜”,在智慧農場研究以物聯網為基礎的“現代化智能化管理”。多教學場景融合,需要教師認識到兒童世界包括生活世界和學科世界,STEM課程就是要充分發揮兒童所在的家庭生活、社區生活、校園生活的學習資源,要打破“教室邊界”,要讓“整個世界都變為兒童的教室”。
深化期:用“成果反哺”構建育人生態。在此階段,學校在普及STEM課程的基礎上,開始研發各類高階STEM課程,力求每一門課程都遵循“真實問題—方案設計—動手制作—測試改進—成果展示”的完整鏈條,讓學生體驗“工程師式的創造”。例如,在“多功能鞋”課程上,學生們體驗了“設計師”“工程師”“造價師”“推廣師”多重角色,制作出“防滑運動鞋”以解決雨天鞋濕、運動磨腳等真實煩惱。通過教學實踐的深化,讓STEM教育理念推動課程改革。
反思與總結:普通學校開展STEM教育“三字訣”
經過多年努力,STEM教育理念逐漸滲透到學校各學科教育之中,并在課程建設、教學方式改革、評價改革中反哺全學科,推動了學校全面發展。其中,我最深的體會是,普通學校開展STEM教育要抓住“實、融、暖”三個字,立足現有資源,豐富生活課堂。
“實”即從“生活實際”出發。堅持STEM教育“資源取于生活、成果用于生活”的理念,挖掘生活日常中的課程資源,才能讓STEM教育成為每類學生都能“跳一跳夠得著”的好課程。對STEM教育的評價應關注“四個元素是否有機具備”“學生是否參與其中并有所收獲”。對普通學校而言,STEM教育只有“接地氣”,才能“有生氣”。
“融”即讓“家校社”聚力。STEM教育不是學校的“獨角戲”,而是家校社的“大合唱”。學校要主動與農貿市場、交通站點、快遞驛站、醫院、高校等建立合作,讓從事各類職業的工作者都成為學生的“導師”。這種協同讓STEM教育增加了生活的真實感和創新的可能性。
“暖”即以“學生的成長”為核心。學校開展STEM教育的初衷是讓學生們多一種成長的可能,在長期實踐中,STEM教育不僅成了全體學生的普及教育,也實現了對學有所長學生的高階培養。因此,要在遵循學生普遍性認知發展規律的基礎上,尊重學生差異,構建“年級梯度+階段梯度”的STEM教育雙線課程體系,實現符合學生成長規律的分年級分階段的課程設計,提供兼顧全體學生共性和部分學生個性需求的全體必修、全體選修、部分選修課程選擇,讓每個學生都能成為“愛生活、會思考、能創造”的建設未來中國的學習者。
普通學校的教育創新,不一定依賴高水平的條件和資源,而要長期保持促進全體學生全面發展的初心,堅守STEM教育四大要素有機融合原則,堅持以生活為課堂、以資源破困境,才能走出適合學校發展的路。
作者鄒紅,正高級教師,重慶市兩江新區玉帶山小學校長,教育部新時代中小學名師名校長培養計劃(2022—2025)名校長培養對象。主持的教學成果“做生活和學習的主人:小學學科與生活雙向融合育人實踐”獲國家級教學成果獎二等獎,3項教學成果獲重慶市教學成果獎特等獎;個人獲重慶市一等獎15次,獲全國心理健康教育先進工作者等市級及以上榮譽10項。主編《走向世界的第一站——玉帶山小學綜合實踐活動課程實踐與探索》等著作8部,專著1部。擔任中國教育學會理事、重慶市中小學心理健康教育教學指導委員會成員、重慶市學校鑄牢中華民族共同體意識教育教學專家委員會成員、重慶市首屆教育綜合改革研究指導專家。
責任編輯:李景
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