【百位大咖谈】于晓雅:STEAM课程设计需要“低地板+高天花板+宽墙壁”

【百位大咖谈】是STEAM在线新推出的一个栏目,希望传播和普及国内STEAM教育专家、大咖的理念和思想,给到广大中小学老师、STEAM教育从业者和家长们以启发,最终造福学生,激发其无限潜力。图为北京教育学院信息科学与技术教育学院创客教育研究中心主任于晓雅老师演讲。

来源 | STEAM在线
作者 | 三三
编辑 | 申晴

我们为什么要开展STEM教育?”当北京教育学院信息科学与技术教育学院创客教育研究中心主任于晓雅老师微笑着提出这个问题的时候,台下的老师们陷入了思考和沉默。当于老师再次提出的时候,仍然是沉默一片。

或许这是另一种形式的答案吧。

5月31日,STEAM在线记者跨越大半个上海,坐着“和谐号”金山火车来到金山区参加“2019上海国际STEAM创新科学教育博览会 - 长三角青少年活动中心共建活动”。活动由上海教育学会、上海科技发展基金会、上海科普教育基金会指导,上海科普教育促进中心、上海市科普教育展示技术中心、上海青少年科学社支持,上海市科学技术普及志愿者协会、上海恒赞展览服务有限公司承办。

基础教育中存在的问题

再回到上面的问题,相信于老师不是第一次面对这样的沉默,所以依然十分的镇定,她有自己的观点和答案。

通过小学数学中的“六面体展开”案例,她认为基础教育中存在着教学不重视思维的训练、考试评价主要依据记忆知识的多少,而不是重点考察解决问题的能力等问题,很多课外强化班是老师把很多题目都总结好,所谓的一招鲜往往就是这样,学生只要记忆,短期成绩是肯定会提高的。一味的追求高分让人放弃了思维训练,老师不知道学生是否真正掌握知识以及解决问题的方法。

这种情况应该得到改变,应该通过探究,学生探究,讨论,总结规律,要给学生思考、论证、创造、醒悟的过程。学生应该通过很多六面体或成功或失败“拆-猜想-合”的尝试,二维和三维之间转换的体验,和同学之间的交流协作等方式,得到六面体展开的方式,同时推理和探究能力得到锻炼,真正达到训练空间想象力的目标。

基础教育中的教与学亟需变革,这是国家创新驱动发展战略对于未来人才的迫切需要,也是人工智能浪潮倒逼的结果,另外教学对象、教学资源、教学环境的变化促使教学模式变革。在信息技术和资源无处不在的环境中,知道知识在哪里比知道知识本身更重要。

STEM教育引发了理念变革,从传统的班级授课以”教师为中心、教材为中心、教室为中心”的知识单向传递模式,逐渐向“基于广泛学习资源、以学生为中心、问题为中心、活动为中心”的创新能力培养模式转变。学生从知识消费者变为知识创造者,教师从知识传播者到学习的促进者。

怎么变革呢?

这是显性知识与隐性加工过程的关系。教师在进行课程整合时,容易过于注重显性学科之间或学科内的知识整合只知道操作,没有认知、思维的发展;只强调表层的活动,而忽视了内在认知的训练、知识的积累,而淡化来源于生活的学习经验的整合。因为显性层面的外在知识更容易围绕某一主题进行整合,也方便教学与评价。

因此需要将外在知识在理解、内化的基础上外化,将这种知识与人格统一并反作用于现实生活,这个过程中学生的问题解决能力、实践与创造能力将会得到极大锻炼。因为创新创造的过程是接受、激活、内化和建构知识的过程,创新创造的过程中,分散的外显知识成为系统化和内化知识

STEAM教育是培养创造性地思考和行动的能力,而这是适应未来的重要能力。现在的小学生,大概有2/3会在将来从事目前尚未发明出来的工作。要想在变化如此快速的世界蓬勃发展,创造性地思考和行动的能力变得前所未有的重要。

STEM课程设计与实施建议

在具体的课程设计与实施环节,于老师先从选题与目标讲起。

她认为课程目标首先要结合国际共识和国内实际情况。关于21世纪公民素养与学生核心能力和技能,国际上已经形成共识,包含了批判性思维能力、创新能力、分析和解决问题的能力、终身学习的能力、团队合作的能力、自我管理和自学能力等;中国学生发展核心素养包含的人文底蕴、科学精神、学会学习、健康生活、责任担当、实践创新等。

课程选题要有一定高度,可以结合联合国可持续发展目标来参考,比如消除贫困、消除饥饿、良好健康与福祉、优质教育、性别平等、清洁饮水与卫生设施 、廉价和清洁能源、体面工作和经济增长、工业、创新和基础设施缩小差距、可持续城市和社区 、负责任的消费和生产 、气候行动、水下生物、陆地生物 、和平、正义与强大机构促进目标实现的伙伴关系等方面。

项目内容上,需要考虑“学科核心概念”、“跨学科概念”和“科学与工程技术实践”。把三个维度都紧密联系在一起,每一个维度的缺失都将影响整个学科。为了让学习活动能够真实,三个维度的内容都必须清楚明白地体现在活动设计中。

对于项目设计理念,于老师提倡“低地板+高天花板+宽墙壁”的结合。“低地板”是指技术手段能给新手提供简单易上手的起点。“高天花板”是说学习体验能够包含由易到难的循序渐进过程。一个好的科学课堂,每一堂课的结束,都是一个无限可以遐想和可以继续探索的科学路径指给学生。“宽墙壁” 意味着能支持不同类型的项目和学习路径,学习的入口和跑道都应该是宽广的,探究的路径或方式是多样的。

于老师总结项目案例成功原因有四点:

1、材料丰富

很容易接触到各式各样的材料,以此来激发她们的想象力,这些材料有些是全新的,有些是熟悉的,有些是高科技的,有些是技术含量并不算高的。

2、时间充足

足够的时间进行实验和探索,在遇到棘手的问题时坚持不懈,在出错时反思并寻找新的方向。

3、兴趣

最重要的是,支持学生追求自己的兴趣。塔尼娅不是为任何沙鼠建房子,而是为了她自己的宠物;玛丽亚正在收集有关她最大的爱好的数据;拉蒂莎正在保护她最珍贵的物品。

4、教师鼓励支持

得到富有创造力和爱心的辅导员的支持,辅导员在回答她们提出的问题时,也经常向她们提出问题。辅导员不断鼓励孩子们尝试新想法,并与他人分享。

教师在准备STEM教育课程前,要重视课前background和课后的Transformation,课前课后的背景知识、材料、视频、图片、论文、新闻、企业产品、科学家(在世的)故事、创造的灵感等,不要陷入像手工课那种纯粹的动手做和跟我做的形式。

于老师强调教师的作用是促进者而不是帮助者。依据新西兰奥克兰大学“可见的学习实验室”对超过800项元分析进行的长达15年的综合研究数据表明,教师作为学习促进者能够积极、明显地促进学生的学习。而麻省理工学院媒体实验室的米切尔·雷斯尼克(Mitchel Resnick)教授认为培养创造力的最好方法是支持那些基于热情、与同伴合作、以游戏精神从事项目的人。

以上是北京教育学院信息科学与技术教育学院创客教育研究中心主任于晓雅老师在“2019上海国际STEAM创新科学教育博览会 - 长三角青少年活动中心共建活动”上分享的主要观点内容,STEAM在线记者很有幸听讲,把这些干货整理出来是为了给到更多不能到现场的STEAM在线分散在全国各地的中小学老师们、STEAM教育从业者、家长们提供一些参考,让STEAM教育大咖的观点和理念能够得到更广泛的普及和传播,造福更多科教老师和孩子们。

本次活动还有其他数位大咖的精彩演讲内容和优秀课程产品,容STEAM在线记者一一整理后分享给大家。

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