STEAM校本课程资源开发的实践探索 | 8月聚焦

网友投稿 2018-08-05 10:44

STEAM教育是一种整合科学(Science)、技术(Technology)、工程(Engineering)、数学(Math)、艺术(Arts)五门学科为一个有机整体,培养学生以跨学科思维解决实际问题的新教育理念和教学方式。在我国,各地区、各学校多以校本课程的方式落实STEAM教育,而高质量的STEAM校本课程需要以内容丰富、类型多样、来源广泛的STEAM校本课程资源为依托。如何保证STEAM校本课程资源开发的科学性、规范性和实效性是当下亟须思考解决的问题。因而,明晰STEAM校本课程资源的价值,探讨开发流程、开发过程中应遵循的原则以及所需注意的问题具有重要的现实意义。

STEAM校本课程资源的价值

STEAM校本课程资源是指那些为了达成STEAM校本课程目标,在STEAM校本课程设计、实施和评价过程中进入STEAM校本课程并成为课程组成部分的素材。包括STEAM跨学科知识、研究方法和承载知识的教材、教辅等直接素材,以及生活经验、传统文化等需经过加工、提炼后才能进入STEAM校本课程的间接素材。此外还包括对课程的设计、实施与评价等环节的顺利进行具有促进作用的支撑条件等。

开发STEAM校本课程资源不仅要明确STEAM校本课程资源是什么,还要了解STEAM校本课程资源有什么用,方能在开发时识别出可开发为STEAM校本课程资源的资源并充分挖掘其价值所在。STEAM校本课程资源的价值主要体现在以下四方面。

首先,于学生而言,一方面学生可以参与开发的过程,以开拓视野、增长见识;另一方面,开发的STEAM校本课程资源也有助于培养学生的创新精神与创造能力。

其次,于教师而言,参与STEAM校本课程资源的开发,不仅可以提升教师识别STEAM校本课程资源的能力、跨学科整合能力、合作交流能力等多方面能力,还可以丰富教师的教学知识结构,深化对STEAM教育的认识,促进教师的专业发展。

再其次,于教学而言,开发STEAM校本课程资源能够为STEAM教学实践提供强有力依托,提高教学质量与教学效率。

最后,于学校而言,STEAM校本课程资源的开发不仅可以凸显学校办学特色,还可以丰富学校课程体系结构与内容,综合提高学校办学水平。

STEAM校本课程资源开发的原则

科学性原则。首先,开发目标要恰当。要依据STEAM教育理念、结合具体的教学需求与学生认知发展规律合理制定开发目标。其次,开发内容要合理。要与STEAM教学目标相适应,根据学生的发展需要,结合学校现有资源,开发丰富多样的STEAM校本课程资源。再其次,开发过程必须规范。在技术和原理方面坚持规范性和准确性,在知识和方法方面坚持科学性,在思维和态度方面坚持严谨性。最后,开发结果呈现要客观。准确、真实地描述事物的发展历程、概念规律、工作原理等,避免传递错误信息。

整合性原则。首先,开发内容方面,STEAM教育并不是科学、技术、工程、数学和艺术五门学科的简单叠加,而是整合五门学科内容为一个有机整体,以更好地培养学生的创新精神与实践能力。[1]故在选择开发内容时,要整合科学、技术、工程等多学科;教育学、心理学等多领域;小学、初中、高中等多层次内容。其次,在开发主体方面要整合教师、学生、家长等多角色人员。最后,在开发技术方面,注重整合信息技术与先进科学技术。

针对性原则。在开发时要充分考虑到STEAM教育的突出特点。首先,STEAM教育是以基于项目的学习方式培养学生解决实际问题的能力,故STEAM校本课程资源的开发应是针对一个或多个项目所开展的活动;其次,STEAM教育强调教育信息化,STEAM校本课程资源的开发要契合时代发展变化,关注信息技术时代的最新科研成果与前沿问题;最后,STEAM教育重视团队合作,故在开发过程中既要关注学生个性化的需求,又要考虑学生的共性需求。

创新性原则。STEAM教育强调培养学生的创新精神与创造能力,在STEAM校本课程资源的开发上,也要遵循创新性原则。一方面,在开发主体的组成上,要改变以教师为唯一开发主体的现状,调动学生、家长、企业家等不同角色人员参与STEAM校本课程资源的开发;另一方面,在开发内容的选择上,要突出整合的思想,整合校内与校外资源、整合人文和自然资源、整合实物与数字化资源。

STEAM校本课程资源开发的环节

现以A学校STEAM校本课程资源开发团队开发“彩虹魔术师”为主题的STEAM项目为例,具体阐述如何开发STEAM校本课程资源。

一是明确需求。“彩虹魔术师”是在教师引导下,由学生亲自动手“制造彩虹”的一个整合物理、数学等学科的STEAM项目,故在开发该项目时需要开发出一个能够人为产生彩虹的装置,即“人造彩虹”装置,以便在项目开展时引导、指导学生亲自动手制造“人工彩虹”装置,让学生真正理解彩虹现象出现的原因,能够自己制造彩虹。

二是设定目标。STEAM教育强调培养学生的创造能力与实际动手操作能力,注重学生体验,因而“彩虹魔术师”项目要能够让学生亲自参与、体验、设计与制造。此外,该项目的关键装置“人工彩虹”要达到以下目标:第一,大小要适中,该项目是在室内进行的,大小要控制在5-8人学习小组的桌面范围内,又能够让组内学生都看清装置的构造;第二,该装置产生的“彩虹”现象要清晰、稳定,各种颜色要分明且清晰可见;第三,产生的彩虹现象要可持续且随时可以产生,不能出现过一会儿现象就消失,或有时出现有时不能出现。

三是设计方案。为达成上述目标,STEAM校本课程资源开发团队设计“彩虹魔术师”项目开发方案如下:首先,根据设计目标准备该项目所需材料,包括固定工具、测量工具、不同饱和度的蓝色纸张、不同功率的灯泡以及球形玻璃或其他材质的雨滴代替物等。其次,由教师根据所购买的器材制造“人工彩虹”装置并进行调试。最后进行集体备课,为投入教学实践做好准备。设计该STEAM项目教学流程如下:①引导学生查阅文献,了解雨后彩虹成因,让学生思考如何人工建造一个彩虹。②提出要解决的关键性问题,要找到水滴的代替物、蓝天的代替物以及阳光的代替物。③让学生大胆思考解决策略。④教师引导,大胆实践。将学生分为多个探究小组,并提供“STEAM学习资源包”。

四是实施开发。其一是预估所需材料规格。在实施开发时,首先要根据设计方案准备项目所需的材料,在购买材料时遇到了一大难题。我们可购买多张不同饱和度的蓝色纸张用以选择蓝天的代替物,可购买多个功率、颜色不同的灯泡用以选择阳光的代替物,可购买多种材质与大小规格不同的“小球”用以选择雨滴的代替物,但是市面上这种“小球”的材质、大小规格成千上万,不可能一一购买,那么可形成彩虹的这种雨滴代替物,其规格到底多大呢?经过商讨,团队一致同意先查阅有关计算的文献,估算出能形成彩虹的雨珠直径是多少,该建议得到一致通过。开发团队成员共同查阅相关资料与文献,发现某一波长的光线入射角在60°附近时,其出射光线最强,最容易被观察到。

其二是购买项目所需材料。确定所需材料数目、规格后,列出了标有各项目所需材料规格的“购买清单”。购买了装置所需的固定工具(不干胶等)、测量工具(量角器等)以及适量的不同饱和度的蓝色纸张、不同功率大小的电灯泡等。

其三是制作“人工彩虹”装置。材料准备完毕后,开发团队教师开始根据所购买的材料着手制作。经开发团队教师讨论后,选用蓝色的不干胶贴纸,将贴纸固定,先撒上500目的玻璃微珠,轻晃不干胶纸,使玻璃微珠粘满整张不干胶纸,将不干胶纸竖直立起。然后打开白炽灯,将灯光正对着不干胶纸。通过计算求得最小偏向角为157°,则最佳观察视角为23°,在这个角度观察可以清晰地看到彩虹。

其四是调试“人工彩虹”装置。为了得到最清晰的彩虹,团队教师运用控制变量法,在确保其他条件不变的情况下,尝试了不同功率的白炽灯和日光灯,发现高瓦数的白炽灯效果最好;尝试了不同饱和度的不干胶纸,发现饱和度越高的效果越好。

其五是集体备课准备进行教学实践。至此,基本完成了对“人工彩虹”装置的开发,开始为该STEAM项目的教学实践做准备,依据所设计的教学流程进行集体备课。

五是检查评价。进入实践检查与评价阶段,G教师选择在八年级(9)班进行试课,并安排其他学科教师、校长、有关专家和部分学生家长听课。在授课后,对听课成员进行了访谈,收集反馈意见如下:课堂形式创新,充分调动了学生的学习兴趣,课堂氛围热烈,学生学习热情高涨。由于学生能力水平存在差异,部分学生参与度低,部分学生多次尝试后都无法调试出清晰的彩虹,产生烦躁心理,扰乱课堂秩序。由于玻璃微珠非常小,学生使用时很容易丢失,造成资源浪费。

六是完善改进。完善与改进是在检查与评价的基础上进行的,其依据为在检查与评价环节所收集到的各种反馈信息。就以上反馈信息,作出完善与改进如下:①根据学生数量增添一位或多位课堂辅助教师,帮助能力较差的学生完成“彩虹制造”,综合提高课堂教学效果。②增设“彩虹创作盘”装置,让学生在该“盘”上进行操作,散落的玻璃微珠可通过课后整理“彩虹创作盘”一并回收,以便循环利用。

STEAM校本课程资源开发的经验总结

依据资源,合理规划。为能够科学有效、高质量地开发STEAM校本课程资源,在开发时就要依据学校现有资源对开发条件、环境、背景、材料、人员等方面考虑周全。要做到这一点,就要对课程资源的开发进行合理、系统的规划。学校要根据各校的实际情况做好STEAM校本课程资源开发的规划方案,明确其开发的背景、指导思想、基本依据、开发的目标、结构与实施安排以及其评价与管理保障计划等,使得在开发过程中,能够循序前进,开发充分,少走弯路。

重视合作,配合得力。从已有的经验来看,校本课程资源开发过程就是一种合作的过程。在STEAM校本课程资源实际开发过程中,必然会经历一些曲折与困境,会出现各种各样的问题。因而,要增强各开发主体的合作意识。

结合实践,凸显特色。校本课程资源开发要突出“校本”二字,即在开发时要基于学校办学实践,凸显本校的特色,包括理念特色、教学特色和地域特色等。结合学校实践情况、凸显学校教学特色开发出的STEAM校本课程不仅可以满足学生的需求和教学的需求,还能够强化学校特色与优势课程[2],促进学校发展。

多元评价,逐步完善。STEAM校本课程资源的开发不是一蹴而就的,检查、评价与改进贯穿开发过程始终,需要经历资源评估、开发方案可行性评估、开发结果检验等多个环节,且每个环节都是在评价—反馈—改进—再评价的过程中不断循环、不断完善。同时,还要注意评价主体要多元,学生是校本课程实施的主要主体[3],在评价时要重点关注学生的反馈意见,以学生的实际需要和问题作为改进的主要依据,在此基础上整合各学科教师、校长、专家以及学生家长等多方评价意见,逐步完善开发的STEAM校本课程资源。

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