例談基于STEM教育的跨學科學習

柳東宏

摘 要： 基于STEM教育的跨學科學習，引導學生利用科學、技術、工程或數學等學科相互關聯的知識，從多學科知識綜合應用的角度提高解決實際問題的能力。跨學科學習讓學生的學習綜合化，讓學生的學習自主化，讓學生的學習情趣化。

關鍵詞：STEM教育；跨學科學習；實踐

我們身處“互聯網+”時代，這個時代的特征表現為“跨界融合、創新驅動、重塑結構、尊重人性、開放生態、連接一切”，科技發展從高度分化走向高度融合，交叉學科不斷涌現，各學科之間在理論層次和方法層次上互相滲透與融合。跨學科課程整合就是打破學科界限，把不同學科不同領域的理論和方法有機地融合，有目的、有計劃地設計組織課程內容和教學活動，提高學生的綜合素養、促進學生的全面發展，STEM教育則是典型的跨學科課程整合方式。跨學科學習作為一種學習方式，具有目的與手段的雙重特性。基于STEM教育的跨學科學習，通過引導學生利用科學、技術、工程或數學等學科相互關聯的知識，從多學科知識綜合應用的角度提高解決實際問題的能力。基于以上思考并結合本校資源優勢，筆者選擇了以設計智能垃圾桶為項目主題的課堂教學，和電教老師一起協同教學，從多維度實現跨學科學習的教學目標。讓學生知道智能垃圾桶與環境保護的關系，利用計算機編程等技術，指導組裝應用模塊；在搜集廢棄物及運用和田十二法進行設計與制作中，了解智能垃圾桶的造型特點，發展形象思維，培養創新能力，進一步體會跨學科學習的快樂。

一、跨學科學習讓學生的學習綜合化

傳統的課程，給學生的是一口又一口的學科深井，每個學科都教得很深、很透，但是學科間往往壁壘深嚴，缺少關聯，難以培養學生綜合解決問題的能力，而開展跨學科的項目學習能把一口口的學科深井打通。在教學中，以某一學科的知識與技能為載體，將多種學科的相關知識與技能綜合起來學與教，在一定程度上打破了學科間的界限，這是在高層上對學科分化的超越。當然，跨學科不是課程教學內容的簡單綜合，更不是課程教學內容的簡單刪繁就簡，而是在一定的學科教學載體上，注重學生思維整體性的構建和學生知識綜合運用能力的培養。本項目以“設計智能垃圾桶”為活動載體，讓學生經歷了知識的發生、發展過程。在欣賞八個小組作品的同時發現自身廢棄物的選擇、垃圾桶外形的設計、功能的改進上存在的不足，進而展開研究，通過探討對比，發現彼此之間的差異，進一步培養學生的審美觀念和精益求精的求學態度。在美化環節，感受不同顏色的包裝紙的搭配技巧，并能及時調整并進行作品美化，進而延伸出一系列新的項目，如怎樣利用智能垃圾桶的外殼顯示“中國風”、成為宣傳學校特色的名片等。

二、跨學科學習讓學生的學習自主化

新課程倡導知識的獲得是一個主動的過程，學習者不應該是信息的被動接受者，而應該是獲取過程的主動參與者，應最大限度地參與學習的全過程。項目學習正好與新課程理念不謀而合。項目學習活動中，學生是學習的主人，是學習的積極參與者，是學習的主體，誰都無法取代他們的地位，教師只是學生學習的促進者、指導者、協助者。在這節項目課中，筆者課前組織學生做了認真的調查和走訪，努力發掘生活中的真問題，給學生一個感興趣的任務：通過制作智能垃圾桶，幫助人們解決垃圾分類的問題，為人類造福。在這個項目的驅動下，學生開始了探索之路，雖然整個學習的過程充滿了挑戰，但是學生都能積極主動地參與進來。組裝感應器和桶蓋時，學生利用已有的經驗進行高度、位置及粘貼的方式，當出現不同的作品時，學生主動分析安裝效果的不同，對材料的選擇、電池效能的大小等有了進一步的認識，動手實踐的欲望更強了。在美化中，學生能夠利用小組組員優勢，分工有別，美術好的同學負責繪畫；電腦技術強的同學負責編程及反復檢測；動手能力強的同學組裝廢棄物。盡管在活動中，學生走動頻繁，坐姿隨意，但是個個主動思考，積極活躍，此時的他們才是真正的學習主人，高高地立在課堂的中央。

三、跨學科學習讓學生的學習情趣化

學習是有趣的還是枯燥乏味，這對于學習活動的成敗至關重要。因此如何激發學生動手實踐的興趣并且能夠持續關注活動項目，應該成為教師在課堂實踐中最為關切的問題。然而，究竟以什么來吸引學生進行學習呢？有時教師挖空心思創設好的情景，或許在學生眼里就是配合著演戲，教師絞盡腦汁設計好的PPT，或許學生關注的只是知識圖案的美麗和動畫演繹的精彩。真正意義的跨學科學習，一定是一種快樂學習，是學生能對學習項目感興趣，愿意主動參與到項目研究中來，并在慢慢研究的過程中發現一些從未發現的新東西，并且愿意和他人一起分享這些發現，從而得到大家的肯定，這樣的快樂才是真正的快樂。在項目學習活動中，筆者呈現的項目內容是：設計制作垃圾桶。因為五年級的孩子是具有一定的計算機基礎和動手能力的，喜歡操作，而且樂于挑戰，他們并不知道設計制作智能垃圾桶究竟能學到什么知識，他們只是迫切地需要相互合作，調動知識儲備來創新一個“產品”——智能垃圾桶，幫助人們解決生活中的實際問題。在實踐過程中，學生對編程及模塊的組裝是新奇而興奮的心理，利用廢棄物制作和美化垃圾桶，學生更多地會感覺到是在邊做邊玩。沒有枯燥的學習，只有充滿趣味的觀察發現，層層深入，真正讓學生在“玩中學”“學中玩”“教學做合一”。

本節基于STEM項目的跨學科學習的教學實踐，給予了學生豐富的實踐體驗，學生在制作智能垃圾桶的過程中，不僅增強了環保意識，發展了創新思維，還改變了學習方式，培養了責任擔當。在項目實施過程中，學生不再認為學習是一種負擔，而是自身的需要，學生學會了學習；學習不再僅僅是老師講學生聽，而是生活和志趣，學生學會了生活；學習收獲的不再僅僅是分數和產品，而是他們親身體驗到的成果和快樂，學生學會了創新；學習不再是一個人的苦思冥想，而是在與同伴的交流互助中發現問題和解決問題，學生學會了共處。