朱建人 陳豪

【摘要】在 STEM 教育中注入支架理論思想，為解決真實(shí)問題提供強(qiáng)有力的支撐，有助于學(xué)生高階思維能力發(fā)展。通過合理運(yùn)用設(shè)計思維的一些思維工具，梳理 STEAM、支架、PBL、高階思維的概念與它們之間的關(guān)聯(lián)。設(shè)計“支架+”STEAM 教學(xué)概念框架。在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了“支架+” STEAM 教學(xué)模式，包括發(fā)現(xiàn)問題、分析問題并制定解決方案、協(xié)作學(xué)習(xí)并完成原型制作、解決問題并展示作品、自我反思并發(fā)布作品五個階段。并以此拓展STEAM 教育校本化研究和實(shí)踐的新路徑。

【關(guān)鍵詞】設(shè)計思維 思維工具 學(xué)習(xí)支架 STEAM 教育 PBL

隨著 STEAM 教育的不斷深入，更多的學(xué)校就 STEAM 教育校本化展開研究， 而項目的設(shè)計和實(shí)施成為了困擾著各所學(xué)校和教師發(fā)展 STEAM 教育的枷鎖和桎梏?；趩栴}的學(xué)習(xí)（Problem-Based Learning， PBL）強(qiáng)調(diào)以真實(shí)情境中的問題為出發(fā)點(diǎn)， 鼓勵學(xué)生自主學(xué)習(xí)與協(xié)作探究， 在發(fā)現(xiàn)問題、分析問題與解決問題的過程中完成對新知識的建構(gòu)。

一、“支架+”STEM 教學(xué)概念框架

PBL 是以結(jié)構(gòu)不良的問題為核心，這類問題具有一定的挑戰(zhàn)性、開放性與創(chuàng)造性， 促使學(xué)生產(chǎn)生新想法的內(nèi)部動機(jī)， 貫穿于整個 STEM 教學(xué)脈絡(luò)中。借助支架可幫助學(xué)生將難度較大的問題細(xì)化為一系列可操作的任務(wù)， 最終完成對知識內(nèi)容的深層次吸收， 同時促進(jìn)其高階思維的養(yǎng)成。

學(xué)會用“同理心”思考問題，以“共情”的方式觸發(fā)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)生活中的問題。

2.縝密觀察——AEIOU 思維工具表

如何把習(xí)以為常的生活畫面當(dāng)新事物觀察，發(fā)現(xiàn)人們的真實(shí)需求呢？使用 AEIOU 思維工具表觀察，將場景中復(fù)雜信息分解，然后分類考察， 讓思考變得更加嚴(yán)謹(jǐn)、全面而有深度。

3.同理心思考——用戶移情

移情是一個以人為中心的設(shè)計流程的基礎(chǔ)，通過深入地去理解別人，我們才能夠為他們作出更好的設(shè)計。

假如自己是場景中的某個用戶，“我”在思考什么，有什么感受？“我”看見了什么？聽到了什么？周圍人是怎么說的？“我”說了什么，做了什么？“我”感到的痛苦是什么？“我”希望得到什么？使用合理的推理和聯(lián)想，可以更好地感受用戶的“痛點(diǎn)”，發(fā)現(xiàn)用戶的真實(shí)需求。

4.聚焦問題——POV

發(fā)散思維會得到很多的想法，同時也意味著學(xué)生需要面對更多的信息。如何引導(dǎo)學(xué)生從中篩選出有用的信息，整合出自己想要的內(nèi)容，是定義問題的關(guān)鍵。POV 本身是指：多線索、多維度、多時空圍繞一個焦點(diǎn)的一種寫作手法。而 STEAM 項目中的 POV 是對“AEIOU 表格”和“用戶移情圖”大量信息的聚焦，每一次定義核心問題，確定最優(yōu)解決方案也是對學(xué)生信息整合能力的鍛煉。

筆者認(rèn)為課程以思維工具 EAIOU 表格和用戶移情圖的使用是讓學(xué)生進(jìn)行了第一次發(fā)散思維，而 POV 的聚焦觀點(diǎn)則是一種收斂思維應(yīng)用。以維果茨基的理論來說，學(xué)生開始觸摸“最近發(fā)展區(qū)”了。

二、支架的第一步方案構(gòu)思

1.延遲性批判——“核心問題權(quán)衡表”

課堂收集組內(nèi)每個成員的觀點(diǎn)，根據(jù)產(chǎn)品機(jī)會、用戶價值、團(tuán)隊支持幾個緯度為每個觀點(diǎn)評分，有效篩選出最核心最有價值的問題。這個過程起到支架中一個承上啟下的作用。以各小組相互間的辯論隱性納入了評價體系，因為這不是當(dāng)場批判某個觀點(diǎn)的對與錯，而是讓學(xué)生以同理心代入，權(quán)衡利弊選擇他們覺得最合理的一個觀點(diǎn)。同時也為接下來課程中各小組明確了各自的驅(qū)動性問題。且這個驅(qū)動性問題是自發(fā)性形成的問題式驅(qū)動而非告知式驅(qū)動，這樣學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和內(nèi)在動力會大大增強(qiáng)。

2.創(chuàng)意無限發(fā)散——“635”法

635 法，幫助我們產(chǎn)生高密度的設(shè)想。每組 6 人，坐成一圈， 每人 5 分鐘內(nèi)在各自的卡片上寫出 3 個設(shè)想（故名“635”法），然后由左向右傳遞給相鄰的人。每個人接到卡片后，在第二個 5 分鐘再寫 3 個設(shè)想，然后再傳遞出去，如此傳遞 6 次，半小時即可產(chǎn)生 108 個設(shè)想。各類天馬行空、腦洞大開的創(chuàng)意令人瞠目結(jié)舌。而此時學(xué)生的創(chuàng)意自信獲得無限衍生，當(dāng)然此時創(chuàng)意的數(shù)量是遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于質(zhì)量的。

3.創(chuàng)意極限壓縮——獲取決策點(diǎn)

量變會產(chǎn)生質(zhì)變，親親課堂將設(shè)想分分類，進(jìn)一步篩選高質(zhì)量的設(shè)想， 保留 5 個解決問題的方案。這 5 個方案哪一個更好呢？我們從有效性、可行性、安全性、應(yīng)用性、創(chuàng)新性等方面，進(jìn)行權(quán)衡比較：各指標(biāo)設(shè)定相同的權(quán)重，滿分 5 分，最后合計分?jǐn)?shù)，選出一個相對好的方法。

三、支架的第二步模型制作

學(xué)生將自己的設(shè)計方案要轉(zhuǎn)化為實(shí)際模型，遇到困難怎么辦？除了小組合作和任課老師幫助之外，還可以向更專業(yè)的老師尋求幫助。在日常教學(xué)中，學(xué)生的困難就是：創(chuàng)意大于能力，現(xiàn)有的技術(shù)不足以支撐起整個項目;上課老師也不可能做到樣樣精通，而約課制度就很好地解決了這個問題。

在協(xié)作學(xué)習(xí)階段， 根據(jù)學(xué)習(xí)者擅長的 STEM 學(xué)科知識的差異性將其進(jìn)行分工， 每組協(xié)作完成任務(wù)， 可協(xié)助學(xué)生搭建同伴支架， 成員間相互提供支架的時效性往往優(yōu)于教師支架， 同時培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作能力與自我導(dǎo)向?qū)W習(xí)能力。教師可為其提供適時的程序、范例等策略型支架， 利于學(xué)生破解問題的重點(diǎn)與難點(diǎn)。

四、支架的第三步測試優(yōu)化

在解決問題階段， 每組學(xué)習(xí)者將自己的 STEM 作品加以展示， 教師和各組成員需給出詳細(xì)的評語和修改建議， 學(xué)習(xí)者也可通過觀賞他人作品獲得啟示與靈感， 進(jìn)而更好地完善本組作品。

綜上所述，設(shè)計“支架+”STEAM 教學(xué)概念框架。在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了“支架+” STEAM 教學(xué)模式，幫助 學(xué)生參與假設(shè)、收集信息和尋找論據(jù)等活動， 提升其高階思維能力。

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