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山东教育报教育科学 STEAM理念下学校跨学科课程体系的建构与有效实施 由“陌生”到“接纳” 人工智能在高中历史教学中的应用策略

第6版:教育科学
三十而立    守正创新
教育科学
06
【  课题研究】

STEAM理念下学校跨学科课程体系的建构与有效实施

□ 林秀芳

2014年4月,教育部印发的《关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见》中提出:“充分发挥学科间综合育人功能,开展跨学科主题教育教学活动。”这是“跨学科”概念在国家层面正式提出。2016年6月,教育部印发的《教育信息化“十三五”规划》中提出:“有条件的地区要积极探索信息技术在‘众创空间’、跨学科学习(STEAM教育)……”“跨学科”概念与STEAM紧密相连。《义务教育课程方案(2022年版)》提出“变革育人方式”,倡导“做中学”“用中学”“创中学”,“原则上,各门课程用不少于10%的课时设计跨学科主题学习”。跨学科学习成为教师教学研究的一项必做功课。2023年5月,教育部办公厅印发的《基础教育课程教学改革深化行动方案》在“加强科学类学科教学”部分谈到“强化跨学科综合教学”,再一次强调了跨学科教学的重要地位。

那么,怎样将这些要求有效落地?我们按三阶段,依托“STEAM理念下‘学科+’真实情境学习任务研发”课题研究,结合学校特色进行了点滴尝试。

一、以点撬面,打开跨学科学习任务研发良好态势

这是跨学科课程研发的破冰阶段。跨学科教学概念虽提出时间不短,但一线教师受理论水平、跨学科知识储备及传统“讲学”式课堂影响,理解内化不足,跨学科学习任务设计与落实不得法,存在一定畏难情绪。为此,我们以点撬面打开跨学科学习任务研发良好态势。

一是以学科科室为点,指导教师研读课程标准,以课程标准引领学期纲要及大单元备课,明确学科教学目标,为跨学科学习任务研发点亮航向灯。

二是以专家培训为点,成立由省、市、区教研专家组成的顾问团,定期邀请专家进行“跨学科学习任务研发之我思” “‘学科+’融创案例工作坊”“教师综合素养系列展示”等“学用一体化”培训,提升教师的整体跨学科教研能力。

三是以名师名课程团队为点,以学期“跨学科融合教学观摩周”为抓手,每学期开展一次“跨学科教学观摩+反思沙龙”等活动,探索STEAM理念下跨学科学习任务研发路径。

四是由核心团队向外延伸至年级学科组,以接力教研为策略,以年级“跨学科学习课堂团队赛”为方式,以赛促研,激发各年级、各学科教师跨学科学习任务研发热情,推动跨学科教学质量不断提升。

五是以课表调整为点,变一张课表为单周“基础课表”、双周“长短课表”,以“弹性课时制”和“弹性实践日”照应师生跨学科实际,逐步从单一的40分钟基础课表向长短课表过渡, 以课表改变促教师单学科教学思路向学科本位下的跨学科教学思路转变。

二、以特创特,构建STEAM跨学科课程体系

(一)根据STEAM特点,开发跨学科学习任务设计工具

STEAM即以科学(S)、技术(T)、工程(E)、艺术(A)、数学(M)为主要学科的项目式跨学科学习理念。STEAM各元素学科具有实践体验及生活性特点,因此,以STEAM为理念的跨学科学习任务天然有体验性、生活性,以及动手动脑解决真实问题,形成可物化成果的特点。这些特点不仅符合小学生的年龄特点,而且可以让学生真实清晰地借助物化成果直观地看到自己的成长,提升师生教与学的成就感,激发学生持续学习的热情。因此,我们将STEAM作为开发跨学科项目的重要设计依据,将STEAM理念与学校“葵文化”融合,形成向阳花式STEAM图谱。

对照图谱,教师可自行检验开发的跨学科学习项目或学习任务是否符合要求。比如,在科学教师设计的“做一辆水陆两栖的小车”项目式学习中,学生需要综合运用浮力、弹力、摩擦力等,这是科学(S)学科知识;小车的设计图及车轮认识等需要测量记录相关尺寸数据,这需要运用数学(M)学科知识;小车设计图的制作同步需要一定的审美艺术,这是艺术(A)学科范畴;提高小车行驶性能和稳定性需要技术(T),制作这辆小车本身就是一项系统工程(E)。教师对照图谱不仅可以梳理自己的跨学科学习任务设计思路,而且能发现原有设计的不足并进行改进。

(二)依据学科特点,“三角度五问五步”形成跨学科课程设计系列

不同学科有不同的特点、性质,但大致可以分为两大类,一类以STEAM学科为主,一类是语文、道德与法治等人文社会科学学科。前者虽富有实践创新体验及生活性,但受小学生年龄特点及基础知识学习需要限制,教材主要以基础知识点的梯度设置为主。虽然教材中也设计了一些情境或实践环节,但往往局限于单一概念的情境化呈现或验证性操作。比如,青岛版小学科学三年级上册第五单元“常见的力”。这一单元安排了《浮和沉》《弹簧里的学问》和《鞋底花纹的启示》3课,分别从浮力、弹力、摩擦力角度,以点状的方式每节课讲一种力,汇成整个单元。其“拓展活动”也是以“制作一个浮沉子” “制作一个弹力玩具” “了解雪天路面结冰时人们是怎样防滑的”点状设计为主。后者的特点是工具性与人文性、政治性与思想性等,这些课程看似与STEAM分属不同领域,实则存在着深层次的互补与融合关系。比如,实验报告、AI写作、观察日记、朗读配音、社会调研、节日体验,等等。像五年级上册语文第七单元“四时景物皆成趣”主题阅读后,安排了“ 即景”主题作文,其人文思想的引领方向是对生活的细致观察与热爱,引领的载体是“ 即景”主题作文,有景、有文,且要求呈现一处景物的变化,要能体现四时景物的“趣”,这就与STEAM有了深层次的融合。

根据这些特点,对点状的知识,我们可以借助STEAM理念进行纵向或横向串连(如常见的力),结合生活中熟知的事物,贯通设计学习项目,促进知识的迁移运用;对学科学习重点,或者人文社会科学学科中与STEAM有深层次融合关系的学习重点,可以从这一学习重点向生活延展,关联生活中熟悉的STEAM学科内容或文创活动,以STEAM的实践体验创新及有物化成果的优势,提升学生学习的成就感及学科素养。

由此,STEAM理念下跨学科课程体系便可由学科课程的“三角度五问五步”跨学科学习任务设计思路而来。“三角度”即“学科知识重难点+生活熟知事物+STEAM相关学科或创意”。“五问”是从“三角度”开始进行的追问:本单元学科知识重难点是什么(或重要技能是什么)?生活中哪些熟知的事物用到这些知识(或这项技能)?哪种事物有可能在现有基础上实现单元知识的全包含(或更符合单元训练要求,且对学生的吸引力够大、操作性够强)?知识全包含后,事物功能的变化需要哪些学科知识补充(或需要哪些STEAM学科技能或技术)?真实生活情境如何营造?

以五年级上册语文第七单元“四时景物皆成趣”为例,“五问”为:本单元需要掌握的重要技能是什么?(写作或者表达)生活中哪些熟知的事物会用到这项技能?(剧本写作、景物视频制作、景区宣传海报、生态观察笔记等)哪种事物更符合单元要求,且对学生吸引更大、更易操作?(景物视频制作,它能激发学生的学习兴趣以及创意表达四时景物之趣)需要哪些STEAM学科技能或技术?[信息科技(T)的剪映技术、图片处理技术以及配音技术(A)等]需要营造怎样的情境?(校园迎元旦视频大赛)。

在“三角度五问”的指引下,教师可获得STEAM理念下“ 即景视频制作”跨学科项目构思,完成STEAM图谱,这是第一步。

第二步,勾画真实情境,设计学习目标。这一步,教师需要在头脑中把项目构思转化为学生学习的成就性动机问题,以此为驱动勾画项目式学习的情境过程,然后对应课程标准,进行目标定位,明确项目式学习的方向。

第三步,对照目标,制定评价量规。对STEAM理念下的跨学科学习项目来说,评价标准的制定有一个重要的参照,就是形成的作品。作品完成需要关注哪些方面?这些方面在课程标准中是如何要求的?这是教师引导学生思考方向的重要参照。回答好这两个问题,评价量规便形成了,这一步也就完成了。

第四步,围绕核心,形成问题链,推进项目实施。以核心问题为统领,根据STEAM作品完成的需要,将学习任务细化为若干个子任务,根据子任务要求层层递进,设计问题链,以问题激发学生好奇心,引领学生自主探究,提升其学科素养及综合素养。

第五步,反思与反馈,提升学习深度。反思主要指向学生的学科素养、团队合作、自我成长。以自我反思评价表为引领,是项目式学习闭环设计的重要环节,也是增强学生的元认知、进行自我调节、提升学习深度的重要抓手。反馈主要指教师可根据需要设计相关问卷,以期不断改进,提升整体实效。

(三)依托时代特征,形成STEAM“微”跨学科学习任务系列

在两大学科系列外,当下AI技术的飞速发展也为STEAM理念下的“微”跨学科学习任务系列提供了条件。我们以“AI+学科”的方式,在常态学科课堂中,设计“微”STEAM学习项目。比如,让AI根据学生随笔原稿及改稿分别生成动态图画,以画面情景的精彩程度变化让学生感知语言生动的重要性,提升其语文学习情感与自信;与AI一起设计学科知识思维导图,培养学生的反思意识,帮助其突破思维定式;借助AI超能力模拟科学实验,等等。

(四)依托学校特色,形成诗意跨学科课程系列

学校特色是STEAM理念下跨学科课程资源开发的优质土壤。我校自建校以来,一直以文化立校为思路,以“葵”喻人喻校,形成“扎根沃土、心向阳光、簇锦成团”三大“葵文化”核心价值观,并依托“葵”与诗词、中医药、非遗文化等的亲缘关系,形成四大特色校本课程:楹联、中医药、非遗、向阳葵。取楹联的诗意表达优势及其与书法艺术的依存关系,将其与后三者及学科课程融合,形成STEAM理念下以“楹联+”为思路的跨学科项目系列。比如“联绘葫芦”(联墨+彩绘葫芦+葫芦种植等)、“联语香囊”(楹联+书法+香囊制作+中草药科普)、“联话春节”(楹联+语文+书法+电子贺卡+元宵灯制作)、“联解弹力”(楹联+科学)等,师生生活充满诗意与情趣。此外,将葵的种植、养护与葵花籽炒制、中医药炮制等整合,将“葵文化”、中医把脉、中医吐纳、中国传统武术与大课间活动链接,将中医药、非遗与学科整合等,也形成了跨学科特色课程资源。学校文化深度融入国家课程,深化课程育人实效。

三、参照PDCA模式,提升跨学科课程实施质量

这是在前两个阶段工作基础上进行的指向质量提升的深度推进工作。我们按照PDCA模式,逐项梳理已有工作,将做得好的纳入标准,做得不到位、不细致、不扎实的进一步思考改进。比如,对照计划(Plan)及执行(Do)情况,进一步从开发、过程、落实3个方面细化、规范工作,强调开发主体(名团队)以接力教研研发STEAM跨学科学习任务量与质的要求;强化过程中的课时概念,要求每学期跨学科占时不少于24%—28%,即每周6—7节跨学科课时;推行“项目里程碑评估”,及学期学科组跨学科工作评审等输出工作规范。又如,改进检查(Check)中比较弱势的“分析”工作,建立数字化跟踪评价机制,设计前中后测问卷、“基于证据的观评课量表”等,以真实数据为基础,分析STEAM理念下课程整体推进的实效与问题。同时,利用元旦、六一等契机,以作品展示、学生综合素养展示等多元评价方式,全面衡量学生在跨学科学习中的表现。通过阶段工作报告,引领反思,寻找不足,不断改善,做好Act(行动)工作。另外,将大循环与单个STEAM跨学科项目小循环融为一体,要求项目学习的每一步都设置小组互评或教师点评环节,及时调整学习路径,明确学习方向及作品评价标准。当然,这一阶段的工作刚刚开始,学习与尝试都很稚嫩,我们将继续在研究中思考、前进。

【本文为山东省教育教学研究一般课题(课题批准号:2023JXY411)“STEAM理念下‘学科+’课堂真实情境学习任务研发”阶段性研究成果】

(作者单位系威海火炬高技术产业开发区实验小学)

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