《基于项目的STEM学习》初读体验

2020-06-08 09:56阅读：

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早就知道这本关于STEM的项目学习的书籍，终于有机会拜读，在激动与豁然开朗、继续思考中初步读了一大部分，在阅读的过程中不禁一直在思考如何在通用技术教育中开展基于项目的STEM学习，不仅要把握已有的实践操作任务，更要体现以学生为中心的教育理念和科学、技术、工程、数学的相互碰撞，若重培养学生综合解决问题的能力和创新能力。
1．情境引入——创设基于真实的问题情境
学习任务是整个STEM项目学习设计模式的核心和立足点。，STEM项目学习是基于现实情境的，需要学习者置身于真实的学习任务中，需要将设计的问题或项目在特定情境中具体化。
如在《塑料沙漏的设计与制作》中，教师创设了这样一个生活情境：“小明的妈妈遇到了一件烦心事：小明在刷牙的时候总是草草了事，往往几秒钟就刷好了。怎么办呢？你能帮忙想想办法吗？”这下学生来劲了，纷纷献计献策。有学生想到用计时的方法，于是，教师出示塑料瓶和沙子，顺势引导，“你能否使它们组合在一起成为一个计时工具？”“你能帮助小明设置刷牙的时间吗？”……
通过情境设置，一方面让学生理解作品的实际应用价值，激发学习者的参与热情；另一方面则是通过情境的介绍让学生更好地领悟物品的应用价值，激发学习者的创作热情。在教学过程中，以任务为线索设计STEM活动，让学生围绕要完成的任务提出问题，使得学习问题能够与真实学习情境相融合，并经过思考和教师的点拨，循序渐进地完成任务。学生学习的过程成为解决实际问题和完成实际项目的过程，问题或项目构成了驱动学习的核心

。
2．资源设计——立足于学生的选择需要
开展STEM项目学习离不开设备与材料的支持，教师应备好STEM学习所涉及的科学、数学、技术和工等范畴的资源。同时，为了使学生更好地并且更安全使用工具，需要将本次活动用到的功能做简单的介绍，重点强调工具使用的安全规则。
如在《红绿灯模型的设计与制作》中，教师需要先准备塑料吸管、透明胶带、发光二极管、电池、回针、导线、泡沫塑料等技术材料、解释电流科学原理动画或PPT、部件制作中的直尺、圆规、钢丝钳、剪等工具。在工具介绍环节，教师提出“如何去除导线皮？”“弯折回形针？”等问题，让学生在实践中亲身验工具的选择及用法，掌握剥皮、连接、弯折等要要领，为作品制作奠定扎实的基础。
在基于项目的STEM学习中，教师除了要有过硬通用技术指导能力，还需完备的科学和数学知识，了解有关学习问题的信息和预备知识；解决学习问题过程可能需要的信息；拓展延伸的材料等。
3．实践操作——实现STEM教育的跨界融合
根据问题和任务的不同出发点，在技术制作中融入STEM项目学习，在解决项目问题时必然涉及数学知识和科学原理，因此，从STEM项目角度出发设计的活动更容易达成数学、科掌、工程与技术的共同发展。
如在教授《投石机的设计与制作》时，将组员分设计、技术、测试和美化四个岗位开展制作讨论，不要求学生掌握设计与制作技能，还要理解杠杆原理。制作完成后，引导学生从施力大小、投射杆长度、炮弹重量三方面进行远距离发射试验。在测试中，学生过改变阻力臂长度、橡皮筋数量、炮弹数量等因素，解并运用杠杆原理调整投石机，用数学知识进行计算分析。最后得出投射杆的力臂长度愈长，炮弹投射出去飞行距离愈远；橡皮筋数量愈多，拉力愈大，投射距愈远；炮弹的重量愈重，投射距离愈近等结果。
4．协同改进——激发学生的创新动力
STEM教育强调学生要具备一定技术素养，强调，生要了解技术应用、技术发展过程，善于运用技术解决问题的能力，要求利用技术手段激发和简化学生的创新过程，并通过技术表现多样化成果，让创意得到分享和传播，从而激发学生的创新动力。基于项目的STEM学习理念下的课程应立足科学价值、数学价值、技术价值和工程价值，不仅仅局限于作品模仿，应注重创新、改造和提高。
完成《风筝的设计与制作》这一主题活动后，教师带领学生结合教材试验表，从“风筝表现”“原因分析”“解决办法”等几方面开展试飞。在试验中，有风筝飞不上，有的刚飞上就掉下来了，有的飞上去了但很不稳定……于是，教师请大家即时开展讨论并修改。
学生通过重新削刮竹条，减轻重量；对提线位置进行修正，保证风筝平衡；给风筝加上拖尾等措施，努力寻求最佳解决方案。在探究中，学生了解了风筝飞行的基本科学原理，掌握了科学实验的方法，学会了理论联系实际的最本质的技术素养。
5．反思评价——提升学生STEM素养
基于项目的STEM学习整合了不同方面学习体验的评价方法，评价重点由终结性评价转变为形成性评价，财人际互动给予了更多的关注。其真实的评价帮助学生从权威强制的调控转向自我学习的调控，培养学生成为完整的人，激发其创造性，在个性化团队中承担责任。除了采用常规的小组、学生、教师开展自评、互评外，评价量规是为学生的学习过程提供形成性和终结性反馈的另一种方法，在整个评价的过程中始终给予学生引导。
设计良好的评价量规，包括反映各项标准的内容和活动的概念生成的成分，并且细化学习目标的各个达成程度，可以提供足够的信息帮助学生理解自己已懂得的内容和不懂的内容，并对学生需要学习的内容加以及时强化。

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