楊博衍 顧衛(wèi)

摘 要：作者以蘇州市第二十四中學校開展的STEM教育項目教學實踐為例，結(jié)合新時期教學改革工作內(nèi)容，聯(lián)系課堂教學實際，在學科滲透、課程融合、創(chuàng)意智造等方面開展了深入研究，摸索出了一套具有該校特色的STEM教育與教學實施路線圖，以期為同行提供借鑒。

關(guān)鍵詞：STEM教育；教學改革；課程融合；創(chuàng)意智造

中圖分類號：G434 文獻標志碼：B 文章編號：1673-8454（2018）18-0026-02

眾所周知，STEM強調(diào)學科之間的交叉融合，重視學生問題解決能力、團隊協(xié)作能力、實踐創(chuàng)新能力等的培養(yǎng)。但對于一個生源95%以上為外來務(wù)工子女的公辦初中來說，應如何聯(lián)系課堂教學實際開展STEM教育活動呢？

筆者所在的蘇州市第二十四中學校作為江蘇省STEM教育項目樣本示范校，自2014年開展這一教育活動以來，在學科滲透、課程融合、創(chuàng)意智造三個方面開展了深入研究，摸索出了一套具有該校特色的STEM教育與教學實施路線圖。

一、學科滲透，從課堂內(nèi)學習向課堂外探究延伸

學校STEM教育最先是從學科滲透開始的，其原因有二：一是STEM教育是個新事物，由學科滲透入手，起步低、適用面廣，而最重要的是隨著近年來新課標的落實，一些學科中包含多學科知識內(nèi)容越來越多，從而為在學科教學中開展STEM教育滲透創(chuàng)造了條件；二是隨著新時代教育形勢的發(fā)展，人們對學生培養(yǎng)目標提出了更高要求，借助STEM教育來快速提升學生分析問題、解決問題和創(chuàng)新思維能力不失為一個好辦法。

學校信息技術(shù)學科從數(shù)年前開始探索實踐以來，廣大學生的創(chuàng)新實踐能力普遍獲得到提高，作品連續(xù)三屆獲得市級以上組織的學生創(chuàng)客與創(chuàng)新活動獎杯。

1.教材重組，為STEM教育活動開展編制好教材

江蘇省中小學教學研究室編制的《初中信息技術(shù)》教材分為七、八、九年級三冊書，由于教材內(nèi)容相對獨立又分散于各冊書中，不便于學生連貫學習和開展實踐，更不便于教學活動的實施。

為此我們對教材作了重組，編制了校本STEM學習講義《Arduino創(chuàng)意智造入門》，并配置了相應的自學課件、微視頻和實驗器材，將內(nèi)容整合于一塊，配合學科教材開展STEM教學，從而大大方便了學生進行課內(nèi)外自學與探究，為STEM教育滲透打下了基礎(chǔ)。

2.鼓勵創(chuàng)新，在教學中注重創(chuàng)造性思維培育和引導

STEM教育中最重要的一項是拓展性、創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)，如何來做呢？

（1）從“發(fā)現(xiàn)”訓練開始，引導學生多觀察、勤實踐、想運用

創(chuàng)造性思維的形成最初與人的好奇心有關(guān)，與“發(fā)現(xiàn)”能力高低密切相聯(lián)。因此在教學中，我們常常有意識地組織一些與學習內(nèi)容相關(guān)的社會實踐活動，突破校園邊界的限制，指導學生結(jié)合所學知識來收集、觀察生活中所“發(fā)現(xiàn)”的應用實例，拍攝其影像、記錄其過程，在一定程度上還原知識發(fā)生、發(fā)展與應用的現(xiàn)場。如物聯(lián)網(wǎng)的智能應用，我們就讓學生到生活中去找實例，不但充實了教材中原有的內(nèi)容，而且還找到了許多教科書中沒有寫入的新應用，從而觸發(fā)了學生創(chuàng)新思維與靈感的啟動。在教師引導下，學生從初始時的被動學習，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃犹骄?，從書本到實踐，從課內(nèi)到課外，運用物聯(lián)網(wǎng)知識開展智能應用的創(chuàng)設(shè)樂此不疲。

根據(jù)我校位于蘇州市古城區(qū)中心，學校人員多、操場跑道少的現(xiàn)況，學生運用學習到的物聯(lián)網(wǎng)電子標簽技術(shù)，設(shè)計了一個學生校園分時健身跑步智能管理系統(tǒng)；根據(jù)校園中一些教室經(jīng)常出現(xiàn)的人走后電燈、電器忘關(guān)現(xiàn)象，運用所學的紅外線傳感器技術(shù)，構(gòu)建了一個與“校園鈴聲系統(tǒng)”組合的教室智能節(jié)電管理系統(tǒng)等等，使得發(fā)現(xiàn)與創(chuàng)造能力得到了鍛煉與培育。

（2）從“觀摩”作品開始，鼓勵找茬，助長“異想天開”

觀摩別人的優(yōu)秀作品是學習，友善地給作品“找點兒茬”、提點兒“意見”，這其實也是一種學習，是創(chuàng)新意識“萌芽”、生長的標志，值得鼓勵與呵護。

一次課上，信息技術(shù)教師組織學生參觀一臺新配置的交互式可編程桌面機器人，許多學生都對這臺可編程、操控方便、集成有多種傳感器的“小精靈”十分喜愛?？捎形粚W生卻說：“為什么它非要沿著商家提供的軌跡走，可否讓它照著我畫的路線跑呢？”這一問，當時真難住了不少人，因為那時候?qū)W生都還是第一次與真正意義上的“機器人”接觸，想得還沒那么深。

“好主意！去試試吧！”在教師的鼓勵下，幾位學生找來了馬克筆與大白紙，鋪在桌上畫了好幾張地圖請機器人走，可機器人就是不動，是什么原因呢？經(jīng)過與商家地圖對比發(fā)現(xiàn)是學生畫的線太細、色彩涂得太不均勻所致，造成機器人底座下的灰度傳感器識別不了。為此，學生重畫了地圖再次試驗，機器人乖乖地沿著他們繪制的線路圖跑了起來，學生的“異想天開”終于得到了驗證。

二、課程融合，從單學科知識學向多學科知識用擴展

1.抓好“頂層設(shè)計”，運用信息技術(shù)實現(xiàn)多學科知識有機融合

地理學科教師，根據(jù)課標首先從“頂層設(shè)計”抓起，仔細比對地理學科與其他學科間的契合處，深挖學科間融合點，運用信息技術(shù)充實融合課的課程資源，借助StarC云端一體化學習平臺和未來教室網(wǎng)絡(luò)與多屏環(huán)境，實現(xiàn)地理學科與各學科間的有機融合，從而突破教學活動中的時空限制，幫助學生更好地了解與把握所學知識內(nèi)容。

在上《印度》這一節(jié)課時，地理教師先是以印度的人口介紹作為切入點，從地理角度分析印度的人口現(xiàn)狀作為引線，隨后導入有關(guān)印度人口的歷史背景和成因微視頻，巧妙地實現(xiàn)了與歷史知識的融合。

2.從單學科知識教，向多學科知識用方向發(fā)散

學校生物學科教師在教授有關(guān)鳥類知識時，設(shè)計的教案采用了翻轉(zhuǎn)課堂模式，在課前將編制好的學習任務(wù)單與自學課件（含微視頻），通過校園網(wǎng)絡(luò)平臺發(fā)放給每一位學生，指導學生開展課前自學。而當上課時，教師除了強調(diào)適合鳥類空中飛行的各個關(guān)鍵特征之外，留出更多時間供學生互動，如結(jié)合生物學知識回答樹林里隨處可見的小鳥、高空中翱翔的大雁為什么能夠飛行，從而幫助學生加深對鳥類的基本結(jié)構(gòu)和各部分機能的了解。

人類若裝上鳥類的翅膀能不能飛行？為什么飛機不煽動翅膀也能起飛？手折的紙飛機該如何做、怎樣飛才能飛的更遠、更高、更持久呢？隨著教師一系列問題的拋出，學生被引入到了問題探究的深水區(qū)，而物理課中的浮力、空氣動力學知識一下子成了大家手中問題解答的“利器”。一堂單學科知識教的生物課，通過生生、師生互動，演變成一節(jié)多學科知識用的研究課、實踐課。

學生在這一過程中，對知識的了解更具體、更全面，體驗到的是從學到用需知道的知識更多、內(nèi)容更細、技能更豐富，從而教育了學生在學習一門知識的同時，要時時關(guān)注與其它學科間的聯(lián)系，達到學以致用，并能對問題的分析考慮更周全，對問題的解決更有效。

三、創(chuàng)意智造，讓設(shè)想變藍圖、使藍圖變實物

蘇州市出臺了在市區(qū)禁止燃放煙花爆竹的規(guī)定后，怎樣幫助人們尋找既環(huán)保又具有時代氣息的喜慶活動方式，一時成為學生關(guān)注的焦點。有學生說：可否在大疆無人機“肚”下懸掛個空投箱，在一些適宜飛行的喜慶場合，當飛機飛行到一定高度時，通過遙控在指定區(qū)域投放禮花、彩紙，這豈不是一個既有趣又環(huán)保的方法嗎？

為此，在教師幫助下，學生與校無人機社團合作成立了“無人機空投箱”STEM項目組，結(jié)合所學知識一步步將創(chuàng)意轉(zhuǎn)化為可實施的具體方案，如設(shè)立箱體制作、倉門控制、放飛投放、后勤支援等四個工作小組，大家依據(jù)各自喜好與特長認領(lǐng)任務(wù)，充分調(diào)動了每一位參與者的積極性和智慧，使大家都能學得、習得、有所得。

倉門控制是STEM項目中的關(guān)鍵，在實踐課教師的輔導下，大家對該部分作了圖解化分析，依照其任務(wù)與功能，再細分為主控、驅(qū)動、通信、供電等四個小項目進行攻關(guān)，這里不僅復習了所學過的物理、物聯(lián)網(wǎng)和《Arduino創(chuàng)意智造入門》校本教材中的知識，還加學了電路焊接、無人機飛行等技能，學會了將一個復雜問題逐一化解為簡單問題去認識它、分析它、解決它，使得每一位參與者都在這一科學活動中得到了很好的體驗與錘煉。

兩個星期過去了，在大家的協(xié)同努力下，經(jīng)過反反復復數(shù)十次試驗，一個懸掛于無人機肚子下可遙控的空投箱終于被“造”了出來。當裝滿禮花、空降兵的空投箱隨著無人機升空在校園里投下首批空降物時，圍觀的師生和家長們都高興地鼓起了掌。

通過一個個與課堂學習內(nèi)容緊密相關(guān)的STEM項目實施，學生自然而然地把所讀的書變活了，將所學的知識變實了，動腦動手造物的能力提高了，“好學、實踐、融合、創(chuàng)新”的校園新風悄然興起，STEM為新時代學校教育工作跨上新臺階注入了新活力。

實踐證明，貼近師生的“學科滲透、課程融合、創(chuàng)意智造”STEM教育教學策略適合于學校實際，有效地促進了學生創(chuàng)造性思維能力的提升與核心素養(yǎng)培育在課堂落地。

（編輯：李曉萍）