STEM項目“蛋雕”的設計與實施

【摘 要】STEM教育是培養學生創新能力和綜合素養的有效途徑。STEM項目的主題應基于兒童、源于問題、融于任務;在目標定位上，應突出主體性、跨界性、協同性和開放性;在具體實施時，可從情境引入、聚焦問題、設計制作、評價改進四個方面模塊化地組織教學過程;在改進優化方面，應融通不同學科，豐富課程資源，強化工程意識。

【關鍵詞】STEM項目; 主題設計;目標定位;實施過程;改進優化

【中圖分類號】G623.9? 【文獻標志碼】A? 【文章編號】1005-6009（2021）52-0113-04

【作者簡介】戴振華，江蘇省常州市金壇華城實驗小學朝陽分校（江蘇常州，213200）執行校長，高級教師，江蘇省科學特級教師。

【背景】

《江蘇省基礎教育STEM課程指導綱要（試行）》指出：STEM教育強調通過科學、技術、工程和數學等領域知識與方法的有機整合，發展學生在知識融通與應用、系統設計與創新、物化實踐與表達、文化體驗與認同、科學態度與責任擔當等方面的STEM 素養。基于項目的學習常被縮寫為PBL，其能有效幫助學生在情境中理解和運用科學、技術、工程和數學各領域中的知識。STEM項目學習，嘗試將STEM與PBL整合，讓學生在完成項目的過程中掌握與項目相關的內容。那么，小學科學教師該如何基于兒童有效設計STEM項目及組織開展STEM學習呢？下文，筆者以自主開發的STEM項目“蛋雕”為例，談談基于兒童的STEM項目設計的基點、模塊與實施策略。

【實施過程及分析】

一、主題架構：突出三個基點

小學階段的STEM項目，在主題的架構上，要突出三個“基點”。

（一）基于兒童

STEM項目主題選擇的主要原則是基于兒童。在確定項目和設計課程時應評估學生的學習基礎與能力水平，考慮兒童的認知特點。

以蛋雕為項目主題，意在讓小學生體驗、感受蛋雕這種非物質文化遺產的獨特魅力，弘揚非遺文化。蛋雕是在飛禽蛋殼上刻琢成畫的一種民間手工藝品，其融合了繪畫與雕刻藝術，源起于明清時期。在設計活動時，要充分考慮學生的動手能力和教學安全。小學高年段學生在動手能力和創造力方面已有一定基礎，但對于蛋雕藝術品及藝術形式，大多數學生沒有接觸過。鑒于此，選擇六年級學生較為合適。

（二）源于問題

項目學習常常致力于解決生活中遇到的現實問題。PBL為STEM學習提供了有效路徑，顯著特征是讓學生在豐富的情境中解決問題。在學生解決核心問題的過程中，教師要及時關注STEM多個學科領域（科學、技術、工程、數學等）的目標任務達成情況。

“蛋雕”項目確定的核心問題包括：作為非遺項目的蛋雕究竟是什么;如何制作一個簡單的蛋雕工藝品;為什么要傳承和保護這門技藝等。圍繞這些核心問題，可設計系列活動。

（三）融于任務

任務驅動是STEM項目學習的重要方式，與問題解決緊密相連。STEM項目常常通過有趣且有挑戰性的任務，實現對學生創新能力和綜合素養的培養。本項目的任務是學生以小組為單位，嘗試在蛋殼上設計、印制和雕刻簡單圖案，并展示、介紹、完善自己的作品。通過該項目，學生可以認識蛋雕，學會蛋雕的制作方法，體驗設計與制作蛋雕的樂趣，發現蛋雕的意義與價值，感受非遺文化的獨特魅力。

二、目標定位：四維聯動

四維聯動是指，在架構STEM項目時，著重考慮學習對象的主體性、課程領域的跨界性、學習方式的協同性、問題解決的開放性這四個維度。

（一）主體性

在確定目標時，教師要突出學生主體，強調學習的主動性、參與性和體驗性，同時要對學習者的元認知水平、動手能力和語言綜合能力進行基礎性評估和預判。在此基礎上，確定項目實施的年級、具體內容、活動板塊和評價量表。

（二）跨界性

STEM學習具有鮮明的跨界特征。鑒于此，設計者要逐步形成“STEM+”的理念，超越單一學科的視角，站在更高的位置，進行內容整合。

（三）協同性

學習中的協同是協調兩種或者兩種以上的資源或者兩個以上的個體，一致地完成某一目標的過程。STEM項目學習既注重個人學習，也注重協同學習。強調協同性，培養學生的協同意識和協同能力，既是STEM教育的目標之一，也是完成STEM項目任務的保證。

（四）開放性

STEM項目要解決的問題一般源于生活，學生在學習中綜合運用多學科知識，設計模型，制作產品，實現對問題的解決。教師在設定目標時要兼顧過程與結果的開放性，關注學生參與、思考和體驗的過程。如在初次設計“蛋雕”項目時，筆者引導學生設計、印制出簡單的圖案，而在掌握基本的工具操作方法后，將圖案變成簡單的蛋雕工藝品的過程則必須由學生自己探索完成。在此過程中，教師的指導與評價是開放而多元的。STEM項目“蛋雕”的目標定位具體見下頁表1。

三、過程組織：四大模塊

STEM項目的過程組織，受主題內容、難易程度、實施條件、時間分配等因素的影響，彈性較大。一般來說，教師可從情境引入、問題聚焦、設計制作、評價改進四個方面模塊化地組織教學過程，見表2。

“蛋雕”項目計劃安排三個課時。筆者以第一課時為例，具體介紹教學過程。

模塊一：情境引入，認識蛋雕

1.觀察體驗。

師：每組的桌子中央都放了幾件工藝品，大家可以近距離觀察。你們知道這是什么嗎？有什么想要說的嗎？

生：在蛋殼上進行雕刻，很精美……

2.激趣引題。

師：請同學們觀看視頻，先來了解一下。現在從事蛋雕這門工藝的人越來越少。為了保護這門獨特的技藝，政府將之列入非物質文化遺產名錄。這是蛋雕非遺傳承人正在為同學們介紹蛋雕技藝。他經常到學校宣傳推廣這門技藝。你們桌上的作品都是他指導學生創作的。大家想不想也當回小小非遺傳承人，做個蛋雕？

模塊二：聚焦問題，準備蛋雕

1.提出問題。

師：關于蛋雕你們有什么問題想研究呢？

生：蛋雕是怎么做出來的？

生：蛋雕是用什么工具雕刻的？它有什么作用呢？……

2.聚焦問題。

師：你覺得哪些問題特別重要，哪些問題可以在今天的課堂里解決呢？

生：先要有蛋殼。

生：要在蛋殼上畫好圖案。

3.確定任務。

師：看來大家都對制作蛋雕特別感興趣，現場制作蛋雕需要準備哪些材料呢？

生：蛋殼、畫筆、雕刻工具……

模塊三：設計制作，學做蛋雕

1.畫：設計并繪圖。

師：由于大家初次接觸蛋雕，本節課，老師先安排簡單易操作的圖案來讓大家練習，下節課需要大家自己設計圖案。當雕刻圖案設計好后，如何準確地將圖案畫在蛋殼上呢？

生：可以直接在蛋殼上畫圖。

生：直接畫比較難，我認為可以將圖案印到蛋殼上。

師：請同學們觀看蛋殼上復印圖案的視頻，并說說復印圖案時要注意的事項。

2.握：科學握蛋。

師：在蛋殼上復印好圖案后，雕刻時該怎么拿雞蛋殼而不破碎呢？

生：我們以前學過薄殼結構，握蛋要均勻用力，不要集中某個點用力。

3.雕：學會用筆。

師：接下來是蛋雕最為重要的一步，學會正確使用雕刻筆。觀看視頻，仔細觀察正確運用雕刻筆的方法以及雕刻筆是怎樣開關的？筆怎么拿？怎樣正確運行雕刻筆？

4.議：方法與安全。

師：我們用筆操作時，你覺得要注意些什么呢？（學生討論、交流）

生：要沿圖案輪廓，握筆從左向右慢慢拉動。如果遇到輪廓線拐彎，則要慢慢轉動蛋殼，同時要邊做邊思考，逐步改進操作方法。

生：注意安全，控制好力度，不要力度過大而傷了手，或把蛋殼壓碎。

生：制作時要戴好護目鏡，眼睛與手保持一定距離，以免蛋殼粉末飛濺到眼中。觀察的同學也要保持安全距離。

模塊四：評價改進，完善蛋雕

1.組內反思。

師：在進行蛋雕的過程中，同學們覺得做得成功與不足的地方分別有哪些？哪些地方值得改進？

生：我感覺雕刻筆使用得不太熟練。

生：在刻線條時用力大些就會把蛋殼弄破。

生：我們沒來得及完成，因為合作不夠好，耽擱了不少時間……

教師引導學生從不同方面改進作品，形成蛋雕創作評價標準（見表3）。

2.全班互評。

師：各小組先自評，然后全體成員上講臺，向全班同學展示作品。展示時，其他小組同學要認真聽，爭取提出改進建議。

3.優化設計。

師：請每組根據改進建議，調整設計方案。在表格里設計自己喜歡的簡單圖案，可以考慮圖案色彩，并在圖案旁標注改進的方法和注意事項，為進一步改進蛋雕作品做準備。

第一課時結束。

四、改進優化：“STEM+”拓展

STEM項目的設計和實施是一個不斷優化的過程，充滿著挑戰。項目設計者要用開放融合的高位視角，優化項目設計，促進學生STEM素養提升。在具體實施過程中，在思維層面，項目架構要有開放性、靈活性，要確定適切的目標及任務;在內容層面，項目要源于兒童生活，同時要保障項目的有效實施;在方法層面，要關注學生工程意識的培養，重視產品的改進和應用。

（一）思維上，基于需要，融通不同學科

設計者要結合項目主題設定項目目標、選擇項目內容，即明確在一個STEM項目中，學生要重點發展的STEM素養是什么，跨學科的目標任務是什么。大目標確定后，可進一步將其分解成不同學科領域的目標。所涉及的學科領域并不是越多越好，而應強調適切性和靈活性，如有的內容適合滲透藝術，有的適合滲透數學。

以“蛋雕”項目為例，除工程和技術領域外，較為適合滲透藝術和人文歷史方面的內容。具體到第一課時，拿握雞蛋的方法，就適合滲透科學中的薄殼結構原理。

（二）內容上，多方協作，豐富課程資源

對學生來說，聚焦他們現實生活中的問題而設計的STEM項目最具吸引力。教師在設計內容時，不應忽略項目資源的統籌配置。因為資源配置到位與否，會直接影響項目的開展。工程與技術操作材料的設計、制作往往不是單個人就能完成的，需要多方合作。

如在“蛋雕”項目的實施中，僅空蛋殼的準備就要經過選擇蛋殼、清空蛋體、消毒清潔、風干四道程序，過程煩瑣。再如雕刻筆的準備、學生操作時的安全性問題等，均要提前考慮。

（三）方法上，注重動手，強化工程意識

《義務教育小學科學課程標準》指出，技術與工程實踐活動可以使學生體會到“做”的成功與樂趣，養成通過“動手做”解決問題的習慣。STEM項目是學生運用科學和技術，進行設計、解決實際問題和制造產品的活動，其強調關注學生設計、制造產品能力的培養，它與問題解決緊密關聯。工程本身的意義在于不斷改進和優化，所以在設計STEM項目時，教師在引導學生制造產品的同時，還要積極引導學生對自己的初次產品進行分析與評價，進而讓學生不斷優化自己的產品，提升工程和技術素養。