构建适合的学习样态

2020-04-10 14:23陈喜燕
教育·教学科研 2020年3期
关键词:自来水厂科学评价

陈喜燕

《义务教育小学科学课程标准》中关于“学科关联建议”指出“倡导跨学科学习方式。”同时也特别指出“STEM是一种以项目学习、问题解决为导向的课程组织方式,有利于学生创新能力的培养”。科学学科与STEM项目研究的紧密联系可见一斑。STEM项目研究,整合了科学(Science)、技术(Technology)、工程(Engineering)。数学(Mathematics)等学科,以其跨学科、情境性、实证性等特征,引导学生解决感兴趣的、身边的、真实的问题。

定制学习,在现有国家课程“共同基础”达成情况下,更适合儿童学习。因为STEM项目研究过程中,学生的学习不是整齐划一的,而是根据每个儿童的主体差异性,各有侧重,各展所长,各取所需的,这与“定制学习”的理念不谋而合。本文以学校开展的STEM项目研究《迷你自来水厂》为例,阐述如何依托STEM项目研究,定制学生科学学习。

确定项目主题,定制科学学习载体

“我们要活的书,不要死的书;要真的书,不要假的书;要动的书,不要静的书;要用的书,不要读的书。总起来说,我们要以生活为中心的教学做指导,不要以文字为中心的教科书。”陶行知先生的观点提醒我们,学生真实的生命首先应该活在真实的生活情境中,学生的定制科学学习也应该来源于真实的生活。

学校每一次STEM定制项目学习的主题确立,不是传统的教师确定,而是学生参与商讨的,学生科学学习的载体得到了很大程度地拓展,科学学习更体现了“学生为主体”的理念。一个个STEM定制项目学习主题都立足于学生的现实生活,以学生的现实生活为基础,努力引导学生解决真实存在的问题。学生在STEM定制项目学习的过程中,走出学校,走进生活,走进社会,在真实的生活情境中去学习知识、体验成长、创新探索,从而促进学生情感、态度、能力和价值观的形成,解决问题的能力得以提升。

就如《迷你自来水厂》这个项目主题的确立,源于学校新安装的直饮水系统。学生在学校一般都是自带水饮用的,有的学生会忘记带水壶,一天都喝不到水,为了改善学生的饮水问题,学校安装了直饮水系统,学生只要有杯子就可以直接接了直饮水来饮用。对此,学生会比较好奇“自来水和直饮水有什么区别”“这些水都是从哪里来的呢”,通过前期的调查、访谈、讨论,基于学生问题的需求,学校定制出属于学生自己的STEM 项目研究主题。除了《迷你自来水厂》,根据学生的兴趣点和学习能力,学校还开发《我是小小建筑师》《神奇的太阳》《奇妙的蜂巢结构》《制作超级跑鞋》《我们的城市》等STEM定制项目学习主题。

拓展项目领域,定制学习场所

“一事一物皆教育,时时处处有课程。”STEM定制项目学习的主题源于学生的生活,这也就意味着学生科学学习的场所不再仅仅局限于实验室、教室。学校可以利用自身多样化的资源,把校园变成学生社会生活的“实践场”,而校外各种各样丰富的场域和情境,能和学校资源有机结合起来,演变成学生学习的“特定学校”。在这个开放的、多元的、充满时代气息的社会,STEM定制项目学习可以突破围墙之限,与整个社会联系起来,以社会丰富生动的内容,弥补学校教育的狭隘性与片面性。

学校有三个校区,各具特色,“百草园”里可以让学生进行植物类的学习,“双桥印记”的小池塘里可以让学生对水质进行监测,“小气象站”可以让学生研究天气……除了美丽校园的各个角落可以成为学生STEM定制项目学习的场域外,学校还根据不同的定制学习主题,联系当地不同部门为学生定制科学学习的场所,带领学生走出校园,走进真实的生活场景。

在《迷你自来水厂》STEM定制项目学习过程中,带领学生研究着张家港的水系分布图,进而来到本市各个具有代表性的水系进行实地水域考察、采样、分析,去到自来水厂了解自来水的净化流程。实景式场域,让每个参与STEM定制学习的学生欢呼雀跃,学生们通过参观学习,不仅了解自来水生产过程,更是感受到了每一滴“放心水”的来之不易。与此同时,学生们更是把了解的自来水的生产原理运用后面的净水系统的设计、制作和测试的学习中去。

不同的项目研究,学生科学学习的场所各有不同。研究《神奇的太阳》,可以来到专门生产太阳能电池的光伏公司现场了解太阳能电池的原材料、生产工艺、流程等。研究《设计喂鸟器》,可以来到生态公园,观察不同的鸟类,摆放自制的喂鸟器和鸟食,等待、观察、记录、分析。拓展STEM项目研究领域,定制各具特色的科学学习场所,学生能够在更真实的生活情境中学会发现问题、解决问题。

基于项目内容,定制学习对象

定制学生的科学学习,不容忽视的就是学生这个学习的主体。科学学科作为一门基础学科,要面向所有学生,但是每一个学生都是一个独立、有个性的个体,要提升学生的科学素养,就要基于学生的兴趣爱好、知识水平、学习特点,定制学习的进度、深度与广度。为每一个学生定制,难度颇大,师资力量也跟不上,但是可以为每一类学生定制科学学习。根据儿童需求而定制学习,充分考虑儿童发展的主体性、差异性、学习需求的多样化,建构最适合的学习样态。STEM定制项目学习基于上述理念,不同的项目学习主题,会定制不同的学习对象群体。

我们在实际操作中发现,基于STEM项目内容,定制科学学习的对象比较合适。我校主要以社团的方式来定制科学学习对象。首先,对学生发放问卷,初步了解不同年级学生对研究主题和领域的不同兴趣,然后根据问卷,把学生分为若干类,同时根据学生的兴趣、需求定制STEM项目学习主题。其次,采取双向选择的形式招募学生,学生根据自己的兴趣、需求,向各个STEM社团辅导教师报名,教师再根据学生的知识能力水平、社团规模等因素确定正式成员,根据学生的性格、能力分成若干研究小组,继而开展项目研究學习。

以STEM定制项目学习《迷你自来水厂》为例,学习对象统一为五年级学生,因为这个项目学习需要学生具备一定的校外考察能力、实验操作能力、设计与制作能力,四年级及以下的学生校外实践经验缺乏,科学知识及实验操作能力相对弱一些,而对于六年级的学生而言,这个项目学习的后期是设计简易净水装置,这样的学习任务略显简单。我校五年级的学生经历多年的校外研学,独立性强、科学相关知识储备恰当。另外,STEM定制项目学习的学生都是对自然环境比较感兴趣、对生活中的现象比较关注的学生,他们对这个主题具有一定的兴趣,也有一定的研究能力,学习动力更强,学习效果更好。

设计项目流程,定制学习方式

常规科学课堂,基本是一节课一个内容,虽然一个单元从知识体系来说内在联系很强,但是从学生的学习方式来讲,基本上是以科学实验为主的方式,很多調查、考察、设计、制作等学习方式经常会用课外的时间来完成,这就导致学生的学习方式相对单一,学生的科学素养得不到整体提升。基于STEM项目学习主题,设计不同的STEM项目流程,定制多种科学学习方式,学生就能够得到全面发展。

以《迷你自来水厂》STEM定制项目学习为例,首先基于STEM理念,项目学习流程体现着跨学科整合的思想,大体分为9个模块,18课时,为期约10周。第一个阶段,通过查阅书籍、网络资料,了解全世界和中国水资源的现实状况、制作水资源思维导图。第二个阶段,通过研究张家港水系分布图,了解家乡水资源的分布调查,设计问卷、现场采访,通过图表、文字、视频等各种形式来呈现张家港水资源的现状。在考察水域情况的同时,在家长的帮助下,学生采集水样,通过各种检测工具和方法,对采集到的水样进行深入分析,从而形成初步的水质检测报告。第三个阶段,参观污水处理厂,听取相关工作人员的专业介绍,根据参观前的前期准备,学生向工作人员现场提问、互动,亲身观察污水处理的过程。第四个阶段,学生根据已有的知识基础,分组合作讨论、交流、设计、制作自己的简易净水系统,各组测试、展示自己的简易净水系统,相互评价、相互提出改进意见,根据自己组和其他组的改进意见进行后期修改。创意设计、寻找材料、成本估算、协同制作、测试效果、后期改进、产品发布,学生因此学到了专业知识。

关注项目过程,定制学习评价

《义务教育小学科学课程标准》指出:学习评价必须做到主体多元、方式多样。为学生定制科学学习评价,能够了解学生在学习过程中的具体表现以及存在的问题,从而鉴定学生科学学习的质量并促进学生科学素养更好的发展。关注STEM定制项目学习的过程,从评价主体和评价方式入手,定制评价的雏形初步形成。

从评价主体出发,定制科学学习评价从自我评价、伙伴评价、教师评价、家长评价等方面入手。自我评价和伙伴评价能让学生清楚自己是否知道学习的目标与任务,自己该向哪个方向努力,自己的科学学习存在什么问题,该如何修正等等。教师评价能够以更加客观、科学的态度诊断学生在科学学习中存在的问题并及时反馈给学生,对学生的学习进行必要的调节以达成学习的目标。家长评价主要关注学生在校园外的拓展学习的情况。《迷你自来水厂》整个流程中,学生的自我评价、伙伴评价、教师评价始终贯穿其中,在“水资源考察活动”“制作净水系统”等环节家长评价可以融入其中。

评价方式基于STEM项目学习,定制科学学习评价以成果展示和平时表现为主。成果展示包括学生的观察笔记、调查报告、实验记录、思维导图、设计图、产品以及产品报告书等实物类的展示。平时表现主要包括参加STEM项目学习过程中的积极性、合作性、创新性等表现出来的综合性的发现问题、解决问题的能力,主要可以通过问卷、访谈的方式进行评价。以《迷你自来水厂》为例,学生的成果展示包括家乡水资源的考察报告、水资源的检测记录、简易净水系统的设计图、简易净水系统成品、产品报告书等。

“儿童定制学习”,是根据儿童情感需要、发展需求而定制的学习,努力建构适合的学习样态,以适应每一个儿童的发展需求。依托STEM项目研究,定制学生科学学习,创设了一个个真实生动的问题情境,把科学探究与生活紧密联系,为学生定制学习伙伴、学习内容、学习导师、学习场域、学习方式等,引导学生在动脑动手的过程中,解决问题、建构知识,并让学生在其中获得全面、自由、健康的发展。

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