◎ 趙 閃

2001年全國基礎(chǔ)教育課程改革以來,“自主、合作、探究”成為我國中小學(xué)競相學(xué)習(xí)的要點，以此為要義展開的各項活動也如火如荼，不絕于耳。但在操作中我們發(fā)現(xiàn)“探究”二字在實施的過程中常拘于形式，由于教科書知識本身未成為教師和學(xué)生批判、質(zhì)疑、探究和應(yīng)用的對象，教學(xué)的知識創(chuàng)造性質(zhì)未得到充分體現(xiàn)，因此，當(dāng)前課堂教學(xué)的形式變化大多為虛假自主、虛假對話、虛假探究。［1］基于此，我國學(xué)科教學(xué)走出“應(yīng)試教育”和機械訓(xùn)練魔咒的基本出路是走向?qū)W科探究教學(xué)。［2］朱迪斯·瑞梅（Judith Ramaley）認為STEM是安排在情境之中的教育探究及學(xué)習(xí)，學(xué)生們解決真實世界的問題并且可以自己創(chuàng)造機會。［3］這與以“尋找問題的答案”為內(nèi)核的“探究”相契合，基于該融合課程的諸多優(yōu)點，如發(fā)展學(xué)生獨立的判斷和思考能力、應(yīng)用知識的能力等，STEM課程在中小學(xué)猶如雨后春筍般出現(xiàn)。而筆者所在的小學(xué)則在2016年9月開始在三年級展開試點教學(xué)。

一、STEM課堂教學(xué)過程

在STEM教學(xué)中，科學(xué)和技術(shù)知識用來幫助學(xué)習(xí)者了解世界并滿足自身需求，數(shù)學(xué)則幫助學(xué)習(xí)者更好地理解數(shù)據(jù),并最終通過工程這種解決問題的方法來構(gòu)建一個STEM課程?；诠こ處熃鉀Q一個問題所經(jīng)歷的步驟，筆者將“喂鳥器”這一主題內(nèi)容的教學(xué)分為確定需求并研究問題、設(shè)計方案、建造原型、測試并改進原型以及說明方案，而充滿生活性、對話性及問題性的探究教學(xué)則如影隨形、貫穿其中。

（一）設(shè)置真實問題情景，確定需求并研究問題

杜威認為，學(xué)科探究教學(xué)應(yīng)始終基于教師與學(xué)生的生活情境和真實需要，把學(xué)科知識向教師和學(xué)生經(jīng)驗的轉(zhuǎn)化視為課程與教學(xué)的核心。［4］在日常的教學(xué)活動之中不難發(fā)現(xiàn)，脫離孩子生活經(jīng)驗的教學(xué)對教師而言往往是畫地為牢，而真實的生活場景則能調(diào)動起他們敏感的神經(jīng)與共鳴。如筆者近期講授“微生物”這一主題內(nèi)容時，為了讓學(xué)生知道霉菌的生殖方式有別于一般植物，而引出了“孢子”的概念。這對于小學(xué)三年級的孩子而言太過抽象、陌生，唯一激發(fā)他們熱情討論的只是它的讀音。

“如果你們家的被子衣服發(fā)霉了，千萬不要在房間里抖哦！”筆者話音一落。

“為什么？”剛剛討論得最陶醉的人猛然中斷與他人的交談。

“霉菌的孢子有很強的擴散能力，而且生命力非常地旺盛，一旦找到合適的落腳點，便會以更迅猛的速度繁殖下去哦?！?/p>

在講完這句話后，所有的孩子的目光都被筆者吸引過來，并爭相分享類似的生活體驗，還有一些學(xué)生已經(jīng)躍躍欲試并準備拿自己家發(fā)霉的物體做實驗了。在其他主題的教學(xué)中不難發(fā)現(xiàn)，將教學(xué)內(nèi)容植根于生活實際往往能夠調(diào)動孩子的參與熱情，脫離孩子經(jīng)驗的課程往往會陷入窘境。

基于此，在喂鳥器教學(xué)的導(dǎo)入環(huán)節(jié)，筆者以南美洲常見的蜂鳥作為引入點，通過視頻資料讓孩子了解在天氣變冷的時候蜂鳥便會大規(guī)模地潛入南方覓食，當(dāng)?shù)鼐用褚矔米约旱纳婆e幫蜂鳥度過難關(guān)。筆者以此為背景告訴學(xué)生在上海地區(qū)也有幾百種常見的鳥兒，這些鳥不都是候鳥，在即將來臨的冬季，對于上海這樣的“鋼鐵叢林”而言，覓食的機會更少了。筆者呼吁學(xué)生用自己的實際行動去幫助學(xué)校周邊的鳥兒度過寒冷的冬季。課堂中的對話如下：

生1：到冬天了，我可以在學(xué)校里撒點它們愛吃的種子。

生2：這怎么行，阿姨打掃了怎么辦？還有冬天的風(fēng)那么大，吹走了怎么辦？

師：你們考慮得很周到！那我們該怎么有效地幫助它們呢？

生3：我們可不可以做一個容器，把食物放到里面呢？最好還有一個供它們遮風(fēng)擋雨的空間，這就更棒了！

生2：這種容器還應(yīng)該有其他功能，比如避雷。

師：我們給這種容器起個名字吧！

因為在前期的視頻中出現(xiàn)了“喂鳥器”這三個字。所以幾個有心的小朋友異口同聲地說出了這三個字。其他同學(xué)也都很興奮，對于三年級的學(xué)生來說，在課堂中與教師“默契合作”是一件很有成就感的事情。因此全班同學(xué)都摩拳擦掌,躍躍欲試,準備制作能夠發(fā)揮實際效應(yīng)的喂鳥器。

（二）創(chuàng)建對話性生態(tài)課堂，設(shè)計方案

在學(xué)生設(shè)計方案的過程中筆者最常用到的教學(xué)方法是研討法（colloquium）。在拉丁文中，“col”意思是共同，而“l(fā)oqui”則是說話的意思。因為孩子們的生活經(jīng)歷不同，對事物的反應(yīng)不同，因此研討的結(jié)果是無法規(guī)定的，不能夠期望所有的孩子都發(fā)現(xiàn)同一組事實，或看出同樣的相似之處。但大家在一起把各自的思想談出來，就會有豐富的內(nèi)容，而用語言表達各種觀察，又會引發(fā)進一步的思考。［5］

STEM課程強調(diào)為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一種真實的環(huán)境，從另外一種意義上來說，這也是為學(xué)生創(chuàng)造一種具有挑戰(zhàn)的學(xué)習(xí)環(huán)境，基于這樣的真實氛圍學(xué)生才能夠從各個具體的方面來思考問題。STEM教學(xué)的內(nèi)核是學(xué)生可以自主地開展論證，即獨立提出問題并進一步思考問題解決的方案，學(xué)生非常樂于天馬行空地想象，所以在課程的展開上筆者也設(shè)計了大量的留白。因此在課堂中研討現(xiàn)場異常火爆，學(xué)生們就是在進行一場異常興奮的“頭腦風(fēng)暴”，他們是作為一個小工程師或小科學(xué)家來思考問題和體驗的。以下為現(xiàn)場對話：

生1：要解決喂鳥器漏水的問題我建議做一個半自動的小口，但是怎么做到半自動呢？

生2：??！我知道了！礦泉水的瓶子口我觀察過，是開成了一個十字形的！我實驗過，倒下來不會漏水！

生3：我們的橡皮泥最多！我們可以把橡皮泥粘在上面，開個十字，顏色鮮艷，還可以吸引鳥兒！

生1：不行??！橡皮泥不防水，而且鳥也可能誤食！

生2：我們可以直接把礦泉水瓶子口截下來，移到喂鳥器上??！這樣就不用制作十字口啦。

這個對話過程中每一句話都是對前一個觀點的修正，而且最后達成了共識。這些工程設(shè)計思路都是源于學(xué)生平時對生活的觀察。盡管他們還不知道這些現(xiàn)象背后的科學(xué)道理，但是他們已經(jīng)具有了前科學(xué)概念，而他們所擁有的前科學(xué)概念最終會在以后的實踐之中引導(dǎo)他們進入到當(dāng)前的科學(xué)概念上來。整個研討過程中筆者不作示范且不提供建議，僅給每位學(xué)生提供情緒上的幫助，因此在每堂課結(jié)束之時并沒有傳統(tǒng)課堂中出現(xiàn)的最終的結(jié)論。但對于孩子們來說，這并不是終點，他們對沒有結(jié)果的事情往往放心不下，在課后的時間里常常有制作的模型、問題解決的方案設(shè)計圖出現(xiàn)，這種好奇的力量往往能給學(xué)生一種前進的動力。正如蘭本達所說的那樣，“我們說不上來他所做的事是怎么會對他具有重要性的，但從他的專心和熱情，我們可以看出這對他是有意義的，他在感情上、智力上都融進去了，好像一個藝術(shù)家融入了自己的創(chuàng)作一樣”。［5］

（三）解決生活性操作問題，建造原型

如果方案的設(shè)計對于孩子來說是思維的碰撞，那么制造環(huán)節(jié)對于孩子們來說無異于是碰撞后騰空而起的火焰。因為無論是在小學(xué)的自然或是勞技課堂中，學(xué)生從未如此完整、系統(tǒng)地展開一項探究，在經(jīng)歷了前期的頭腦風(fēng)暴后，孩子們急切地想將紙張上的圖轉(zhuǎn)化為實實在在的物。在實際的操作過程中，絕大多數(shù)三年級的學(xué)生能夠根據(jù)以往的經(jīng)驗積極發(fā)揮豐富的想象力構(gòu)建較為完整的喂鳥器原型。具體表現(xiàn)為：（1）材料選擇上的深思熟慮。學(xué)生根據(jù)不同區(qū)域的功能不同而選擇相適應(yīng)材質(zhì)的零件，如遮蓋區(qū)域選取橡膠、厚木板、塑料等防水材料。而喂食區(qū)則偏向于具有純天然、防水防潮特性的材料。（2）“客戶”定位精準。因為筆者從授課開始一直在向?qū)W生滲透一種“產(chǎn)品意識”，即產(chǎn)品所針對的對象，產(chǎn)品定位應(yīng)當(dāng)明確。因此從課程伊始學(xué)生就針對不同“客戶”的不同生理特征展開設(shè)計，這些特征包括身高、體長、喙寬、飲食習(xí)慣及環(huán)境偏好等。這些“門檻”往往能夠起到篩選的作用。（3）功能設(shè)施齊全。2/3左右的學(xué)生會根據(jù)對鳥的了解及鳥的實際需求，設(shè)計并構(gòu)建功能比較豐富的喂鳥器，功能區(qū)域可分為休息區(qū)、取食區(qū)、飲水區(qū)、活動區(qū)、站立區(qū)等。但因為生活經(jīng)驗的欠缺或常識的匱乏，一些問題也開始凸顯，如技術(shù)手段單一、想法脫離實際等。

（四）激發(fā)質(zhì)疑性思維，測試并改進原型

在喂鳥器制造完成之后，學(xué)生需要對喂鳥器進行實際測試并發(fā)現(xiàn)問題，測試的成敗取決于“消費者”的滿意度。如放置在室外吸引鳥的數(shù)量以及食物減少的量都可以作為衡量喂鳥器性能的重要量化指標。學(xué)生使用新的方法及材料嘗試的過程其實就是在探索，即尋找或發(fā)現(xiàn)問題的答案。每個學(xué)生都充盈著感情、思維進而融入、經(jīng)歷喂鳥器制作過程，筆者認為這就是發(fā)現(xiàn)意義的中心環(huán)節(jié)，在這樣的過程中，學(xué)生可以發(fā)現(xiàn)事物之間的各種關(guān)聯(lián)，并逐步建立解釋這些關(guān)聯(lián)的模型，進而逐步了解各種現(xiàn)象背后的根據(jù)。

（五）回歸設(shè)計初衷，設(shè)計售賣說明方案

筆者從授課開始到最后結(jié)束一直在向?qū)W生滲透一種“產(chǎn)品意識”，即最終的作品是需要作為一個真實的產(chǎn)品進行售賣的。因此每位“工程師”都需要向產(chǎn)品的消費者說明他們最終的設(shè)計方案以及使用的方法。學(xué)生需要準確、清楚地以各種形式展現(xiàn)產(chǎn)品的細節(jié)。在展示的同時，不僅能加強學(xué)生的“產(chǎn)品意識”，更能促進學(xué)生以中肯的眼光來回顧、反思整個工程創(chuàng)作歷程。

二、教學(xué)中遇到的問題

“綜合性”“探究性”課程在培養(yǎng)“核心素養(yǎng)”的過程中也凸現(xiàn)出重要的地位。受到我國青睞的STEM課程在倡導(dǎo)學(xué)科之間整合的同時也倡導(dǎo)學(xué)生個性化及創(chuàng)造能力的發(fā)展，然而在以考評體系為主的基礎(chǔ)教育大背景下，理想的STEM 教育所要求的知識和技能與現(xiàn)行實施的STEM 課程實際情況存在著明顯差距。［6］在教學(xué)的推進過程中，筆者作為STEM教學(xué)的親歷者，發(fā)現(xiàn)有些問題還需進一步厘清。

（一）技術(shù)手段墨守成規(guī)

技術(shù)是作為人類滿足自身需求而改變世界的方法,在構(gòu)建模型的時候起著重要的支持作用。在喂鳥器制作過程中，對于學(xué)生們來說剪切、固定、密封、塑形等操作所涉及的技術(shù)大都停留在比較“原始”的階段。如固定所使用到的工具（如膠帶、膠水），而在塑形方面（如建造房子模型）由于手段單一往往出現(xiàn)各種各樣的“四不像”。諸如此類的問題嚴重影響“產(chǎn)品化”進程。這一現(xiàn)象背后的原因不僅有學(xué)生寥寥無幾的技術(shù)儲備，更是由于學(xué)校配套技術(shù)手段的缺失。

（二）“高端”設(shè)計步履維艱

上文中提到，在設(shè)計環(huán)節(jié)學(xué)生利用前科學(xué)概念提出了許多優(yōu)秀的工程設(shè)計思路，如利用大氣壓原理制作液體供應(yīng)器，利用水壓泵水等，筆者也頗感欣慰。但是設(shè)計后的實施環(huán)節(jié)卻讓能夠付諸于實踐的設(shè)計寥寥無幾，大部分還是按部就班地打個洞、粘貼一下敷衍了事。筆者發(fā)現(xiàn)學(xué)生們善于融合現(xiàn)代科技產(chǎn)品的技術(shù)手段，但在產(chǎn)品“落地”環(huán)節(jié)卻步履艱難。這從側(cè)面反映出在當(dāng)今高科技時代學(xué)生在享用、汲取科技成果的同時呈現(xiàn)出的“知其然而不知其所以然”的學(xué)習(xí)狀態(tài)。筆者反思并隨后真實了解到這一個問題的成因：材料獲取途徑有限；設(shè)計工序復(fù)雜無法完成；課業(yè)負擔(dān)嚴重等。不管出自何種原因，都不失為憾事一樁。但同時也給學(xué)生上了隱性的一課——“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行”。

（三）合作互助差強人意

“共享”在傳統(tǒng)社會中是指朋友之間、鄰里之間互借東西，是一種形式的共享。而在STEM課堂中“共享”意味著學(xué)生相互分享信息、材料，在思維的激流碰撞中達到共識?！肮蚕斫?jīng)濟”在社會上進行得如火如荼，然而在課堂上卻效果略差。如在課堂中按照預(yù)設(shè)角色、任務(wù)展開活動的小組屈指可數(shù)，多數(shù)小組都非完全意義上的學(xué)習(xí)共同體，可用“游離”這個詞語來形容它們。下面筆者就三種典型的“不共享”人群類別作闡述。

1. “習(xí)得性無助”型個體

“習(xí)得性無助”是指個體因為重復(fù)的失敗或懲罰而造成的無作為的一種現(xiàn)象。這類學(xué)生群體對任何事情都無所謂、不在乎，無論是對集體或是個人的利益都漫不經(jīng)心、置之度外。在STEM課堂中，這種類型的學(xué)生數(shù)量較少，每班大概有三至五名。對于這類學(xué)生而言，以往的學(xué)習(xí)經(jīng)歷使他們不愿意再去面對或嘗試新的任務(wù)，因為他們害怕失敗，具有較低的自我效能感。這種失敗可以是同伴的拒絕、教師的批評，也可能是作品帶來的挫敗感。

2. 一人主導(dǎo)型個體

主導(dǎo)型個體往往統(tǒng)領(lǐng)全局，管轄面面俱到，且不允許有任何人撼動其統(tǒng)領(lǐng)地位。這種學(xué)生出現(xiàn)的概率也較小。這是由于一人獨裁型合作小組的形成需要多種事件、巧合共同出現(xiàn)，如組內(nèi)其他5位同學(xué)都小心翼翼、言聽計從，同時其中一位同學(xué)可以我行我素、一意孤行。

3. 自由意志缺乏型個體

自由意志在哲學(xué)上是指個體對自身有最高的管理權(quán)限，有權(quán)利去決定自身發(fā)展道路及方向。擁有自由意志的個體能夠基于自身的思想、條件去改變、創(chuàng)造或突破。然而自由意志缺乏的人往往對自身抱有太多的不確定性。聽之任之、任其所為是他們的“行為準則”，這樣的個體往往是計劃忠實的執(zhí)行者。

以上三種人群性格迥異，處事方式鮮明，他們之間的自由隨機組合往往會形成不同的小組合作方式，體驗過由充分合作帶來的高度自我效能感的成員往往具有高度的責(zé)任心與分享意識，他們也愿意且期待再次嘗試這樣的學(xué)習(xí)方式。而那些有過不良合作體驗的個體則大多數(shù)表示無趣、無所事事。因此如何基于學(xué)生的個性特點來構(gòu)建積極的合作共同體則是筆者下一步需要學(xué)習(xí)和研究的重要問題。

三、結(jié)語

一個學(xué)生曾天真地對筆者說：“為什么在上有些課時總是老師帶著我們學(xué)習(xí)，我們自己的好點子沒辦法用到？”這句話使筆者想到蒙田說的一番話：“展開學(xué)究式教育的學(xué)校就是一座真正的少年拘留所,在他們沒有墮落之前就懲罰他們墮落,才使他們真正地墮落了。不妨在他們上課時候去看看,您只聽到孩子的求饒聲和教師的怒吼聲。對著這些幼小害怕的心靈,面孔鐵青,手執(zhí)鞭子趕著他們,這算什么樣的啟智求知的好方法,這種方式極不公正且有害?！保?］學(xué)生的話無疑在向筆者透露一個信息：不想被主導(dǎo)。教師表面上是在苦口婆心、循循善誘，實則是為了完成一節(jié)課的教學(xué)任務(wù)而行色匆匆、草率收兵。學(xué)生成為了被愚弄的聽眾，而教師則是自導(dǎo)自演，自我蒙蔽。但幸運的是在STEM課堂中學(xué)生可以任意想象，自主實踐。STEM并非“讓”學(xué)生學(xué)到什么，而是讓學(xué)生在充足的時空中去親身探究事物的意義。這一教學(xué)方式有別于學(xué)究式教學(xué)方式，給予學(xué)生在混沌的環(huán)境中一抹亮色、一片綠肺。

［1］ 張華. 反思對話教學(xué)的技術(shù)主義傾向［J］. 教育發(fā)展研究，2011（20）.

［2］ 張華.論學(xué)科探究教學(xué)［J］. 教育發(fā)展研究，2014（12）.

［3］ Carnevale, Anthony P, Smith. STEM: Science Technology Engineering Mathematics. State-Level Analysis［J］. Georgetown University Center on Education and the Workforce, 2011（10）：68 .

［4］ Dewey John. The Child and the Curriculum［M］.Chicago: University of Chicago Press，1902.

［5］ 蘭本達. 小學(xué)科學(xué)教育中的“探究-研討教學(xué)法”［M］.陳德彰，譯. 北京：人民教育出版社，2005：127.

［6］ 董澤華.試論我國中小學(xué)實施STEM課程的困境及對策［J］. 全球教育展望，2016（12）.

［7］ 蒙田. 蒙田隨筆全集（第一卷）［M］. 馬振聘，譯.上海：上海書店出版社，2011：150.