浙江省嘉兴市实验小学:为不同层次学生设计阶梯式科学课程

义务教育科学课程标准(2022年版)最突出的变化之一就是更强调知行合一、学思结合,旨在让学生们既要像“科学家一样探究”,还要像“工程师一样实践”,这无疑对小学科学教学提出了更高的要求。而目前受到各国普遍重视的STEM(科学Science、技术Technology、工程Engineering、数学Mathematics)教育,它的核心就是需要学生将科学探究、工程设计、数学方法和信息技术有机统一,运用跨学科的知识和方法解决实际问题,从而提升自身的创新意识和实践能力。这与新一轮科学课程标准倡导的价值导向是一致的。

浙江省嘉兴市实验小学近些年来一直致力于开展STEM教育与科学课程深度融合的本土化实践,形成了以“普及 进阶 拓展”为路径的课程融合实践样态,促进不同层次的学生发展科学思维、培养科学实践能力。

普适型课程注重开放式和应用性

基于学科融合的普适型STEM课程面向全体学生,在各年级的科学课堂上由科学老师引领实施,一般需要两至三课时。学校对小学科学课程一至六年级教材中“技术与工程领域”的学习内容进行了系统规划设计,形成了如“我们的风力小车”“让玩具屋亮起来”“疯狂过山车”等20多个与STEM教育相融合的科学学习项目。

这些学习项目与科学学科核心概念相勾连,使之具有内在逻辑性和外在关联性,避免了课程实施的随意性和碎片化。与以往科学课围绕本节课核心科学概念,学习制作完成一个单项科学小制作所不同的是,这些STEM学习项目更强调学生在任务情境中运用已学知识,通过开发解决方案、检验设计合理性、权衡方案、讨论修正等过程发展工程设计能力。

这样的开放式、应用性的学习任务让学生在限定条件下从初始尝试,到通过编程应用建立科学理解,到优化设计,再到进一步检验,都充分渗透了工程设计的“迭代”过程,比较好地体现了科学与工程的双向联系。

进阶型课程注重真实情境下的问题解决

学校通过基于项目驱动的进阶型STEM课程的开发与实施,让学校学有余力的学生能够在面向真实世界的情境中,通过一个较为长期的具有创造性的工程设计与开发的STEM项目学习,提升科学探究能力和实际解决问题的能力。

这样的项目学习主要凸显以下特征:一是真实性,项目聚焦于与生活实践紧密联系的真实的科学问题;二是进阶性,更关注学生在项目学习中的实践操作能力、沟通能力、创新能力和协作能力等高阶能力培养;三是开放性,学习过程开放,需要在不断迭代中找寻最佳可能的解决方案;四是协作性,以项目驱动学生在学习过程中的协作与对话。

学校利用周五走班选修课程时间,成立STEM科创营,招募四至六年级的学生和科学、信息技术、数学、美术、语文等学科的教师,以学科教师协同指导学生们完成STEM项目。学校成立了校级STEM项目学习社团,如“世界机关王”STEM社团。团队围绕主题情境进行工程搭建,设计打造创意连环机关,并进行作品的现场展示与阐述。

学校建构了基于项目驱动的进阶型STEM课程学习流程,包括三个迭代循环:外部循环用于整个工程项目的学习过程,探究循环为方案的设计提供科学依据,测试循环用于优化产品和方案。三个循环之间相互促进,相辅相成,共同帮助学生完成项目学习。

延展型课程满足学生个性化需求

学校根据节假日实践性作业、春秋季研学、寒暑假研学等不同时段,设计与科学课程相融合的延展型STEM课程。这些学习项目具有以下特征:一是多空间广时段,空间更多维,时段上更延展,闲暇时间都可以开展;二是具有动态性灵活性,在实施对象、课程内容、实施形式、课时上都更加动态开放、灵活多样。

延展型STEM课程学习中,学生可根据自己的兴趣特长、能力水平和资源情况,在主题菜单中选择特定的STEM挑战任务,然后根据任务要求选择合适的学习伙伴组成项目小组。小组在回顾以往STEM学习项目所获得的经验的基础上,合作商讨、完成方案的制定,再进行设计、制作、测试、修改完善,并进行展示、质疑。这个过程中,学生为了寻找问题的解决方法,往往需要体验真实的工作节奏,借助开放的时间、空间来进行自主探究,从而不断培养解决问题的能力。

实践表明,通过STEM教育与科学课程的融合实践,聚焦真实问题,让学生在不同层次的STEM项目学习过程中习得“像科学家一样探究,像工程师一样实践”的思维路径与方法,也有效培养了学生自主学习探究、勇于创新思辨、敢于质疑反思、善于解决问题、乐于合作沟通、交流展示等方面的能力。

(作者系浙江省嘉兴市实验小学党委书记、校长)

《中国教育报》2022年11月23日第5版

作者:张晓萍

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