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互联共享 让STEAM教育之花在区域绽放

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教育信息化资讯

  “小学的STEAM课程开发与实施路径有哪些?”“你们学校STEAM课程是面向全体学生开展吗?”“如何建立课程资源支持体系?”“STEAM课程该如何开展教研活动?”“实施STEAM教学的步骤有哪些?”……在陕西省西安市西安高新国际学校每年迎接的参观交流活动中,这些问题常常被提及。

  STEAM教育是集科学、技术、工程、艺术和数学多学科融合的综合教育,旨在培养学生的创新精神和实践能力。作为“中国STEM教育2029行动计划学校”首批领航学校,西安高新国际学校自2015年起就开始规划STEAM教育整体架构、制定“课程-空间-教师-教研”同步推进的建设策略,并形成了包括正式出版发行的STEAM教育系列科创课程丛书在内的一系列研究成果。多年来,学校高度重视STEAM教育的发展,经过长期探索与实践,目前已建设了一支优秀的教师团队,构建了完整的STEAM课程体系。

  “一花独放不是春,百花齐放春满园。”为解决STEAM实践学校和研究者上述困惑,更好地发挥领航学校作用,探索区域内联动教育教学研究,由西安高新国际学校牵头,联合西安高新第九小学、沣西实验学校、西安航天城第一小学、西咸高新学校共同申请并实施了“西咸两市小学STEAM教育信息化教学应用实践共同体”项目(以下简称“共同体”)。

立足实际 构建STEAM课程体系

  立足区域实际,加强顶层设计和统筹协调,是共同体科学管理和运行的根本保障。因此,共同体统一思想,围绕目标成立了六个管理团队(如图1所示)。同时,在各成员校内部形成了以“合作、协商”为核心要求的制度模型,统合综效,实现共同体的各项目标。

图1 共同体组织机制框架.jpg


图1 共同体组织机制框架

  源于美国的STEAM教育在本土化实践的过程中,大家对此的理解都不相同。共同体各成员校也分别有各自的STEAM课程体系和项目,因此,什么样的STEAM课程体系具有普适性,达成STEAM教育共识,明确培养目标是共同体构建课程体系的基础。

  在研究初期,共同体采取关注各自原有优势、结合优化的方式,集中研讨分析,一致认为STEAM课程的学习内容应该以小学科学课程标准为依据设计展开,运用信息技术和数字化工具开展探究实践,点燃孩子们的学习内驱,激励学生“我想学、我要学”的欲望,成长为更好的自己,从“基础课程、选修课程、拓展课程、综合课程”四大方面加以概括,把与STEAM教育相关的课程元素、课堂生成,形成四级贯通的STEAM课程体系(如图2所示)。

图2 STEAM课程体系.jpg

图2 STEAM课程体系

  “中华传统文化博大精深,我们常说西安是十三朝古都,历史悠久,文化底蕴丰厚,能否基于传统文化传承,遵循共同体开发的项目研发框架,研讨设计一些STEAM项目。”共同体召开线上研讨会时,西安高新第九小学的崔丹老师提出这个建议,得到了大家的一致响应,经过讨论设计,共同体各校相继开发了《它们可再生吗》、《转动的走马灯》、《自制风筝》等项目。

图为《它们可再生吗》典型案例教学模式.jpg

图为《它们可再生吗》典型案例教学模式

  目前,各成员校不同年段教师在共同体顶层设计指导下,融合 STEAM教育理念、项目学习理念,结合各学科课程标准和各学科综合实践的教材内容,从身边真实问题出发,结合学生发展特点、认知规律和生活经验,确定适合本年段学生STEAM教育项目的主题并进行项目开发,团队成员经过多次的研讨,充分发挥集体的智慧,共同开发1-6年段相关主题的STEAM课程内容75个,并经过教学实践形成了配套的教学资源包,包括教案、课程资源、学习单等。

图为学生课堂实践.jpg

图为学生课堂实践

  此外,共同体成员还围绕项目开展多形式教研活动。每个项目都是多学科融合,而各成员校都在不同的区域,由谁先来实施、如何实施都是需要教研的问题。由于STEAM教育是以小组合作形式、持续探究,因此,共同体采用分配各校年段教师,每个项目按照年级组成一个施教团队,开展项目主题教研的方式。

  其中,骨干教师作为主讲教师进行实践教研,其他教师进行全程组织和指导。同时,针对共同体同年级的教师存在课表、课时不同等情况,采取网络手段进行微教研和分组教研。全景教研模式如图3所示。

图3 全景式教研模式.png

图3 全景式教研模式

优化资源 形成双动五步合作式教学模式

  共同体开发的基础课程STEAM项目涉及到不同学校的全体学生,并在国家规定的六节课内展开教学,如何实现常态化?如何有效应用于课堂?

  为此,共同体随时搜集每个项目组在开发和实施过程中的问题和经验,不断调整每个年段的项目开发和实施的方案,同时组织相应的研训会,不断提高教师开发和实施的能力;教师也根据自己的经验,不断改进自己开发和施教的STEAM项目,逐步优化了STEAM课程资源,并总结形成了一个实操性强、开放的、可循环的教学模式(如图4所示)。

图4 双动五步合作式教学模式(学习策略).jpg

图4 双动五步合作式教学模式(学习策略)

  第一,基于现实问题激发学生兴趣。

  在STEAM课堂中,来自真实情境的问题更好地激发学生解决问题的兴趣和动力。

  以杜莹老师的《污水处理器》项目为例,从生活中“自然界被污染的水如何净化”的问题出发,不仅能够将学生迅速带入学习场景,同时又是开放的、不确定的,不会降低学生思考的质量,能引发学生的高阶思维。

  第二,善用学习支架助力学生探究。

  STEAM教育以项目学习方式展开,为了让学生达到项目目标,基于学生的能力,教师在学生创意设计环节可以从具体问题、学习单、视频、材料等方面为学生搭建必要的学习脚手架。

  赵晓慧老师在《智慧交通灯》项目中,通过学习单逐步引导学生将自然语言转化为编程语言,设计符合现实需要的交通灯程序。

  第三,围绕思维发展促进学生迭代。

  迭代是不断重复、螺旋上升的过程。在STEAM项目中,学生的想法变为成熟完善的作品,需要经历设计、制作、调试、改进、完善等多个环节,还涉及到多门学科的知识和能力协作。

  因此,在施教过程中,教师应注重对学生实践的迭代过程的指导,引导学生运用工程思维、以不同的方法尝试解决问题,并进行展示分享,接受其他同学和老师的提问与建议,在思维碰撞中进一步迭代优化。

积蓄精髓 绽放STEAM教育成果

  随着共同体项目深入研究与实践,各成员校跨学科合作交流,尝试钻研,在过程中汲取知识,碰撞思维,动手实践,统筹思考。不同的学习过程、思考和成果在这里交汇、融合、提升,项目的辐射深度和广度不断扩大,并且在以下三个层面取得丰硕成果。

  1.学生层面:积极实践,合作探索,助力学生成长

  经过一年多的项目学习实践,产生了《红外感应环保水族箱》、《基于Arduino设计的智能环保温棚》、《地震报警器》等一系列丰富的学生作品,并在各级各类科技竞赛中斩获佳绩。

  更为重要的是,STEAM教育激发了学生学习的兴趣,让学生学会了如何合作、如何探究,同时想象力、创造力等也得到了锻炼。

  “很多STEAM项目都是需要小组合作完成的,由于想法不同,我们经常会争论得面红耳赤时,但慢慢我们学会了求同存异,懂得需要充分考虑实际情况设计方案、从个人的特长出发分配任务并合作实施。”西安航天城第一小学的孩子们在课程总结时纷纷表示,项目结束时,他们最开心的时刻不仅在于完成作品,更在于通过学习丰富的各科知识,学会了主动利用各类工具,尝试着去解决问题。

  2.教师层面:深耕课堂,扎根实践,促进专业发展

  共同体为教师们搭建了一个“互动互联”教学的平台,在这个平台上,共同体各位老师采取线上线下合作交流,从学生学习素养的视角去开发和实施STEAM教学,施教的能力也不断提高,经过不断地教学调整和完善,一共撰写了27篇精品STEAM项目教学典型案例。并积极梳理丰富的一线教学经验和素材,在课程整合研发、信息技术赋能STEAM课堂等领域凝练问题、形成理论,累计发表论文53篇,获奖颇丰。

  西咸高新学校的徐航老师感触颇深:“虽然之前学校也有STEAM课程,但都很零散,缺乏体系。在共同体的研讨实践中,有两点让我印象深刻:一是STEAM项目的设计开发应该立足教育本真,以改变思维为核心,将课堂和生活紧密联系在一起,调动学生所有知识、能力、品质等,引发学生持续性探究和思考,解决问题,形成公开成果的教育过程,培养每位学生的综合素养。 二是STEAM课堂上,我感觉自己不再只是科学教师,我会调动自己所有的知识背景,去开发项目,去指导学生;会去关注学生是否会合作、是否在不断改进自己的作品等。”

  3.学校层面:借助平台,扩大影响,持续推广应用

  西安市STEAM骨干教师培训活动分别于2020年11月和2021年4月在西安高新国际学校分期顺利举办。共同体成员对包括课程体系、STEAM项目案例等系列成果进行培训分享,再次实践验证并成功推广应用,使西安市范围内300余所学校的1500余名教师受益。并借助国家教育资源平台建设专属社区,鼓励参训教师积极加入,互通有无,资源共享、共同进步。

  “虽然我们学校还没有系统开展STEAM教育,但是这次培训真是干货满满。我感受到了STEAM教育的魅力,从真实问题出发,引导学生结合多学科知识解决实际问题,学以致用,在今后我自己的课堂上也可以有所应用,我已加入共同体社区并且会持续关注的。”来自未央区百花小学的一位科学教师如是说。

  由此可见,项目结题并不是最终成果,它将成为西安市乃至陕西省开展STEAM项目学习重要的教学平台、交流平台、展示平台和评价平台。作为STEAM教育之路的先行者,共同体将放眼未来,迎难而上,砥砺前行!

  相关链接:

  为深化信息技术与教育教学深度融合,聚焦人才培养模式改革,积极推进“互联网+教育”发展,在教育部科学技术与信息化司领导下,中央电化教育馆组织实施了教育信息化教学应用实践共同体项目。

  2019年度项目聚焦网络学习空间、在线开放课程、跨学科学习(STEAM教育)和智能教育四类信息化教学应用模式的应用、总结和提炼,形成了一批成熟度高、可借鉴、可推广的,以实践共同体为组织形式的信息化教学应用新模式。

  由陕西省西安市西安高新国际学校牵头的“西咸两市小学STEAM教育信息化教学应用实践共同体”项目属于跨学科学习(STEAM教育)信息化教学模式的共同体项目。

  责编:项阳



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