与小学生一起玩“无用”研究

张惠瑶 陈耿炎

A-STEM是STEM教育的一种变式，课程中的“A”，外指艺术及人文科学，内指人文精神，是从人文精神的高度对STEM课程的发展。在此背景下，学生根据自己的兴趣，进行“凤仙花染毛线”A-STEM课程研究。

注重人文艺术  塑造学生健全人格

在生活中提问。学生在一次偶然机会中，发现凤仙花可以染指甲。用凤仙花进行染色，属于天然染色。它的特点在于自然资源的永续利用，同时可以避免化学染料的严重污染问题。它的染色不含化学物质，又不会引起痛楚或导致皮肤过敏，对人身体的伤害大大减小。那这种天然染剂能否运用到生活中呢？学生尝试对其他物品进行染色。于是，他们决定组成一个研究团队，对凤仙花染毛线进行研究。

在失败中思考。想要用凤仙花进行染色，学生既不打算采摘，也不打算购买，而是选择亲自种植。但在种植过程中，长出的小苗瘦弱、枯萎，排除水分、阳光等因素后，他们对比了不同地方的土壤，得到他们种植凤仙花的土壤较硬、结块、沙石较多，不利于凤仙花生长的结论。于是，他们再次尝试种植凤仙花，重新挖土壤，并向教师寻求帮助，购买了羊粪肥料，使土壤松软肥沃。最后，凤仙花也开得鲜艳。

后期学生进行实验时，发现凤仙花的颜色染不上毛线。他们百思不得其解，这到底是为什么呢？他们借助电脑，进一步查找传统染色工艺的相关资料了解到，虽然凤仙花的花瓣中含有有机染料，但它比较难直接附着在毛线上。所以，染色前需要多加一步工艺程序，进行煤染，将凤仙花染料牢固地染在纤维上。于是，他们购买了明矾（环保型媒染剂），迫不及待地继续染色，果然颜色越染越好。根据生活中的经验，他们还采用盐水浸泡，防止褪色。除了思考如何更好地染色，学生还开始思考如何防止褪色。他们在不断提升解决问题能力的同时，也领悟到人生本就没有一帆风顺，需要做的就是克服它。

“三驾马车”驱动A-STEM教学

A-STEM课程是“三驾马车”驱动的，即学科核心概念、跨学科概念和项目实践。其中，学科核心概念是基础，跨学科概念是核心，项目实践是方法。在开发A-STEM课程中，要注重三匹马一起协同拉动马车前进，缺一不可。

A-STEM课程是从各学科领域中提炼出来的具有共性的、相互联系的概念体系。它既连接学科的核心概念，也包括人文方面和STEM求真方面的内容。人文领域，主要包括生活意义、正义、仁爱、美等。学生发现天然染色的美，创造毛线染色后的美，甚至还想将这种自然的美运用到生活中，造福人类。在研究过程中，队员们相互帮助，培养仁爱之心。在种花和染色過程中，不懈努力去克服困难，明白可以做更好的自己，获得更多的生活意义。STEM求真领域，主要包括模式、因果机制、系统与模型、物质与能量、结构与功能、稳定与变化、规模及效应等。

A-STEM课程具有生长共创性，实践过程中有一个开放性的框架，它需要依据学生的兴趣和实践经历不断地动态生成。学生在确定研究问题后，将会面临如何解决研究问题的情境。在此情境中，学生需要实实在在地实践，将所获得的理论知识运用于实践中。不仅要知道凤仙花种植和染色的原理，还要像花匠一样种花，像手工艺人一样染色。他们经历购买种子、准备花盆、放置土壤、挖穴播种等过程。在实践中，逐渐添加施肥、除杂草等操作。后期还进行凤仙花榨汁、浸泡毛线、隔水加温、晒毛线的染色实践。由于颜色太淡，学生增加了煤染、加温染、盐水浸泡等工艺环节，使得实践变得更生动，有意义。教师在实践中的指导，需要明确学生是主体，教师要少干预，多激励，多给学生思考的机会、探究的时间。最终，教师要善于为学生提供合适的学习支架，与学生一起成为学习共同体，促进A-STEM课程的建设。

注重研究方法和技术手段  培养学生科学素养

在研究方法和技术手段方面，让学生初步学会调查法、观察法、实验法、模型法等常用研究方法，是课程的重要内容。此课程中，学生主要运用了采访调查法、查阅资料法、对比实验法等。教师教会学生正确严谨的研究方法，培育诚实的研究态度，求真的学习精神。接下来的课程建设，学生还会用数字化探究实验设备测量数据，能初步使用简单的软硬件学习算法和编程，并了解如何用计算思维去认识周围的世界。

历时一年的“凤仙花染毛线”的A-STEM课程暂告一段落。这种以学生兴趣为出发点的染毛线研究，看似“无用”，实则将人文艺术和理工科深度融合，最终通过理工科技能来发现和创造性地解决现实生活问题，让学生初步认识整体的世界。