基于A—STEM教育的學生小課題案例評析

黃志英

摘要：本文通過對廣東省深圳市龍崗區布吉高中2017年學生探究性小課題的三個優秀案例進行評析，總結了A-STEM課程項目實踐的三個特點：不拘教材內容，順應學生興趣，引發極有價值的研究問題；立足現實條件，引導學生權衡，選擇可以施行的研究方法；勇于反思評價，激勵學生思辨，提出促進優化的合理建議。

關鍵詞：A-STEM；學生小課題；實踐

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A 論文編號：1674-2117（2019）07-0014-03

為順應時代發展和世界教育發展對培養學生新時代創造能力、創新精神和正確價值觀為總目標的趨勢，深圳市龍崗區大力推進A-STEM教育，以人文性（A）為引導，促進科學（S）、技術（T）、工程（E）、數學（M）的有機融合，實現人才培養模式創新和教育教學方式轉變，為學生終身發展奠定堅實基礎。學生小課題的開展正是對A-STEM教育的很好體現。

筆者有幸在2018年參加了布吉高中的深圳市學生小課題答辯會，其中由劉群老師指導的“最美候鳥神話——深圳福田”，唐海樺、黃慶松、游敏老師指導的“不同水生植物對深圳污染水質凈化效果的研究——以研究甘坑水為例”，徐翠芳老師指導的“水果蔬菜中維生素C含量的測定——碘量法”，這三個優秀小課題突出地體現了A-STEM教育理念，生動地呈現了A-STEM教育在人文引領下的多學科相融合的實踐過程。

不拘教材內容，順應學生興趣，引發極有價值的研究問題

皮連生在《教育心理學》中指出，“凡是兒童感興趣的活動，兒童總是在這方面表現出某種潛在能力……如此良性循環：因能力而導致興趣，因興趣而導致滿足和能力提高。”

《深圳市龍崗區A-STEM課程建設的指導意見》（以下簡稱《意見》）也強調立足于開放性的課程框架，突出強調緊扣學生興趣和研究進展而不斷生長變化，由師生共同推動課程建設。基于以上認識，龍崗區A-STEM教育大力提倡“從學生中來，到學生中去”，這三個課題研究問題的緣起都是順應學生興趣，借助學生在生活中發現的真實問題而確立的。

看到深圳福田紅樹林中豐富的鳥類，孩子們興致盎然，想調查該地區4萬只候鳥的種類、數量、分布和活動規律；看到深圳甘坑水質污染嚴重，孩子們憂心忡忡，想研究水生植物對水質的凈化效果；看到維生素C對人體的重要影響，孩子們躍躍欲試，想測定日常食用蔬菜水果中維C的含量。

學生興趣所致，引發出的這三個研究問題極有價值，具有一定的學科跨度，涉及A-STEM的多維度教學：人文，有仁愛之心，為生態環境人類健康服務；化學，污染物成分、酸堿中和、活性碳、維生素相關性質；環境學，氣候條件、土壤、水質污染；生物，鳥類遷徙、植物代謝、酶的活性；工程，項目中涉及方案的優化、誤差的縮小；信息技術，運用相關軟件對實驗中搜集的數據進行處理，數字化實驗技術，常規實驗操作；數學，圖表分析與數值運算。指導教師并沒有因為研究的問題不是教材內容而回避，根據高中生已經具備一定的定位觀察、路線調查、數據處理、文獻調查、實驗操作、數據統計等能力的情況，確定了觀鳥、治污、測維C三個小課題研究的可行性。

這樣的課題設計正符合《意見》提倡的立足國家課程的重構，對現有的國家規劃的化學、生物學、數學等課程進行整合提升，把按順序線性學習的教程，改造為非線性學習的生長性課程；將單科知識教學變為長周期的人文引領的多學科融合的探究項目，幫助學生更深入全面地理解各學科核心概念，促進知識的遷移和應用；將體驗性的活動變為發現問題和解決問題的過程。

立足現實條件，引導學生權衡，選擇可以施行的研究方法

問題從學生中來，還要放手到學生中去解決。《意見》強調研究方法和技術手段的學習。

在研究過程中讓學生學會用調查法權衡有效資訊。運用信息網絡、圖書資料文獻查找到地方物種名錄、鳥類名錄，掌握目標生物的基本資料；常見的污染問題、治理方法、深圳市水源情況、水質污染的檢測指標；測維生素C含量的主要方法、常見水果蔬菜的維C含量。

在研究過程中讓學生學會用觀察法權衡可行方法。根據相關測量方法對儀器、試劑、樣品的要求，立足研究區域和學校實際現實條件，引導學生選擇適合的研究方法。觀鳥使用20～60倍的單筒和8～10倍的雙筒望遠鏡進行定點觀察；治污選取鳳眼蓮、空心菜、香蒲等常見的水生植物進行凈化；測維C采用成本較低的碘量法。

在研究過程中，珍視每一次困難和失敗帶來的教育契機并相機完善可行的研究方法。在觀鳥的研究中，當教師用開展鳥類知識課堂組織實地走訪紅樹林的方法，來化解對鳥類及保護區生態環境了解度不夠的困難時；在治污的研究中，當學生在正式實驗后把實驗室內培養的植物搬到走廊，來化解實驗室內聲控燈光無法正常補光造成水體發臭的困難時……在每一次完善研究方法的背后是每一個研究者最可貴的切身體驗：為了尋找真理而付出的一切都是值得的。

在測維C的研究中，當教師在演示配制碘液實驗沒有加入碘化鉀致使固體碘無法融入水中而失敗時，也正是在培養學生誠實求真的學習態度；當學生按照確立的方案實驗計算出獼猴桃維生素C的含量與文獻資料的數值相去甚遠時，也正是在培養學生正確嚴謹的研究態度。學生深刻認識到：諸如樣本研磨不充分，有色濾液脫色不徹底，滴定時速度不夠慢等微不足道的閃失也會造成巨大偏差。當學生們改進措施得到與文獻接近的結果時，獲得的是直接從文獻COPY到一個沒有生命的數據時所無法比擬的成就感。

這些親自實踐的試錯過程極其可貴，它教會學生對元認知反思，教會學生學習用批判性思維的技巧，基于可靠的證據，對項目的全過程和涉及的所有方面做合乎邏輯的考察，促進自學自研，學會學習。學生懂得了自己發現問題、設計實驗、創造性地解決問題；對跨學科概念也有了有明晰的理解，這些寶貴的受挫和失誤甚至能成為影響他們價值體系、思維方式和行為習慣的關鍵；同時也為孩子們中學后的教育做準備，搭建大學教育和職業教育的橋梁。

勇于反思評價，激勵學生思辨，提出促進優化的合理建議

針對研究結果，勇于反思評價，激勵學生思辨，提出促進優化的合理建議，為人類福祉服務正是A-STEM人文引領的宗旨。

通過觀鳥，發現福田紅樹林鳥類的種類有減少趨勢，學生提出了舉辦“讓候鳥飛”紅樹林系列觀鳥展，成立觀鳥社團，展示紅樹林鳥兒的攝影圖片等優化建議，讓更多的人都投入到愛鳥和護鳥的活動中來，讓人類和這些可愛的朋友共享美麗的世界。

通過治污，深切感受到生物防治在環境治理中的重要作用，發現多植物物種形成的垂直群落結構，為城市建立凈化水源的立體修復體系起到一定的借鑒作用。學生懷著深切的社會責任感將本研究內容以學術論文形式在校刊上發表，向校內所有同學分享研究成果，呼吁大家更加重視身邊水體質量問題。

通過測維生素C，學生們在掌握了碘量法后，積極調查生活中自己和身邊的人日常吃的蔬菜和水果中維生素C的含量是否能滿足人體需要，再根據人體需要量做出調整，樹立科學健康的飲食觀。

這些過程注重引導學生用人文學科相關跨學科概念對項目的意義和價值進行自我反思和評價，通過自我評價，促進學生人文精神的培育，健全完善人格。在這些課題的探究中學生學會了認識社會、認識自己，懂得了用批判性思維去反省生活意義，對消極而荒謬的生活有了辨識和抵抗能力，讓生活朝著一種積極的指向而努力。

結論與啟示

布吉高中的三個小課題，以關懷人類健康的人文理念為引領，基于鳥類遷徙，酸堿中和、維生素相關性質，綜合跨學科知識，涵蓋了定量計算思想、數字化實驗技術、操作Excel軟件、建立數值模型等，具有高度的融合性，落實了現實生活情境下中學生創新實踐能力的培養。同時，融合真實的現實生活情境與跨學科內容，突出把知識獲取和應用統一到項目實踐中，使知識活化為能力。

愛因斯坦曾在《培養獨立思考的教育》中寫道：“用專業知識教育人是不夠的。通過專業教育，他可以成為一種有用的機器，但是不能成為一個和諧發展的人。要使學生對價值有所理解并且產生熱烈的感情，那是最基本的。他必須獲得對美和道德上的鮮明的辨別力。”從這三個優秀的A-STEM學生小課題設計中，我們可以看到問題的設計和解決順應學生的興趣，就能很好地促進學生的探究熱情，激發學生自發主動地參與進來；再立足現實條件，引導學生權衡，選擇可以施行的研究方法；最后勇于反思評價，激勵學生思辨，提出促進優化的合理建議。這些課例也呈現了龍崗A-STEM課程的建設，在以人文為引領融合跨學科課程中，打通人與人、人與自然、人與社會的聯系通道，在詩意的人生疆域中，共同譜寫知識的價值與意義，砥礪人的品行與智慧上的踐行。

參考文獻：

[1]皮連生.教育心理學（第三版）[M].上海：上海教育出版社，2004：156.

[2]深圳市龍崗區教育局.深圳市龍崗區A-STEM課程建設的指導意見（深龍教通〔2018〕93號）[Z].2018-08-27.

[3]愛因斯坦·愛因斯坦文集（第三卷）[M].許良英，趙中立，張宣三，編譯.北京：商務印書館，1979：310.