STEAM教育模式：构建快乐、有效的幸福新课堂

STEAM教育模式下，强调的是跨学科、情境性、体验感、协作性、创造性。因此可以看到，STEAM教育模式不只是关注单一学科知识的传授，更关注知识的形成过程，关注知识的综合运用，关注学习主体的感受。那么，在一门基础课程的学习中，在课堂教学追求培养学生核心素养的新时代，这种模式是不是也值得每一位一线教师拥有？！这种模式如何灵活运用在具体学科的教学上也值得我们一线教师思考探究。1 背景介绍一次带孩子上机器人课的偶然机会，接触到“STEAM教育”这个概念，通过查阅资料、网上学习，对这种教育模式有了更进一步的深入的了解：原来，受世界风潮的影响，STEAM教育这股风是最近几年才刮进中国的。STEAM教育是一种全新的教育体系，融入了科学(Science)，技术(Technology)，工程(Engineering)，艺术(Arts)，数学(Mathematics)。到目前为止，国内对STEAM的理解还仅仅是应用于积木搭建的机器人教学。在有些学校内，也仅仅是科学老师或信息技术老师涉及到，难道STEAM教育模式只适合科学课与信息技术课吗？通过一系列的学习之后，笔者给出了否定的答案。STEAM教育模式下，强调的是跨学科、情境性、体验感、协作性、创造性。这几大核心特征翻译出来即：在教学过程中创设恰当的问题情境，让学生切身的体验、感受到知识的生成过程，并能在团队协作下学习、掌握新知识，然后尝试把新知识与现实生活相联系、有新发现并设计出新问题。因此可以看到，STEAM教育理念不只是关注单一学科知识的传授，更关注知识的形成过程，关注知识的综合运用，关注学习主体的感受。这和我们当下所倡导的培养学生核心素养的课堂教学不谋而合。于是，在STEAM教育模式的指引下，笔者在往日教学经验的基础上进行了一系列的思考：1、教学过程中，老师如何跳出“单纯关注本学科知识传授”的传统教学的怪圈；2、如何使用教材才能使得自己的课堂教学过程“不光是使用教材，同时也是开发和利用课程资源”的过程；3、如何组织课堂活动才能最大化的引发学生的参与；4如何设计问题才能引发学生更深入的思考；5如何调控课堂节奏才能巧妙捕捉并利用学生经验、感受、创意、见解、问题、困惑，使之成为教学过程的生长点，从而让把教学从书本里、课堂中引向五彩缤纷的生活世界；真正实现我们学校所追求的“构建快乐有效的幸福课堂”的理念？笔者经过近半年的实践探索，现以一堂初中数学课《圆与圆的位置关系》为例，来谈谈在STEAM教育模式下对这节课所做的教学设计。2 STEAM教育理念下的快乐、有效课堂的教学设计2.1《圆与圆的位置关系》教学过程设计2.1.1创设情境 确认学习需求问题1：你见过“日环食”吗？你知道这种现象是怎么产生的吗？（多媒体展现“日环食”全过程，并配以这种现象成因的解说。）问题2：观看了“日环食” 过程，你们是否注意到其中的数学问题？（将图片中的太阳与月亮的轮廓抽象为大小不同的两个圆，将图片中的太阳与月亮的轮廓的位置关系抽象为大小不同的两个圆的位置关系，“日环食”的过程揭示了圆与圆的位置关系。）【设计意图】 用学生观看“日环食”导入，既体现了与地理学科的整合，又能激发学生的兴趣。通过关注这一自然现象中所蕴涵的数学问题，让学生自主建立大小不同的两个圆的各种位置关系的直观模型，使学生经历知识的发生发展过程，加深学生对将要学习的知识的印象和记忆。2.1.2 团队合作，探求新知【活动一】操作、思考、归纳问题1.以小组为单位，在桌面上移动你手中的两个圆形纸片，模拟刚才动画中月亮和地球位置的变化，探索两圆的位置关系有几种？问题2.观察、分析、并记录两圆的位置关系（以表格的形式呈现）。问题3.请同学们在纸上画出圆与圆的位置关系，并类比直线与圆的位置关系，为其命名下定义。问题4：对于你记载下来的这几类，思考你的分类标准是什么？（小组合作探究，完成以上任务，限时5分钟；小组长安排本组一位代表到台前演示两圆位置关系变化的动态图，另一位代表展示本组研讨之后的结论。两组展示过后，再留2至3分钟的时间，让大家在原来的结论的基础上进行修正、补充。）【活动二】思考：问题5.大家刚才在用你手中的那样两个圆进行移动操作时有没有同学产生不同的疑问？问题6.如果换成半径相等的两个圆，再次进行模拟操作，它们的位置关系还是那几种吗？有何不同？（一组到台前演示半径相等两圆的位置关系，另一组对活动一的结论再次进行修正、补充，使得结论更加严谨。）【活动三】探索：问题7 两圆的位置关系可用两圆的圆心距d与半径之间的数量关系表示.（设两圆半径分别为R1和R2，圆心距为d，通过组内合作演示归纳，找出d与R1和R2的数量关系.）（同样是学生组内合作自主完成，因为本环节对学生有些难度，因此老师适当辅助，帮学生补充、梳理出以下表格。）【设计意图】本环节设计了三个活动，三个活动中都事先设计了一些问题，通过这层层深的设问，引导着学生层层深入进行探究，把《圆与圆的位置关系》由笼统到具体，从“行”慢慢过渡到“数”。这不仅符合学生的认知水平，而且培养了学生思维的全面性、严密性。同时，本环节三个教学活动的设计，笔者旨在让学生不仅有学生对于新知识产生过程的体验感，更有学生的团队协作的意识。“和”与“合”是中国文化精神之元。前者意味着尊重包容、求同存异，后者则意味着齐心协力、同向而行。孔子曰“独学而无友，则孤陋而寡闻”也阐述了合作学习的重要性。协作性也是STEAM教育理念的核心之一，因此笔者认为在课堂教学中不仅要积极引导学生在自主思考和探索的同时，更要善于与同伴交流或交换思想意见，让每个学生个体尝试在一个小团体的协作中体会创造的乐趣，体会集体的智慧。因此这个环节的三个活动共设计了6个问题，让学生在小团队中分工合作，通过操作演示、观察思考、归纳总结从而学习并掌握新知识。笔者相信这种体学习的模式也是对学生自主学习能力的一种培养。2.1.3 衔接实际应用，解决生活问题。如图27－37，MN表示一段笔直的高架道路，线段PQ表示高架路侧的一排居民楼．已知点P到MN的距离为18米，QP的延长线与MN的夹角为30°．假设汽车在高架路上行驶时，周围36米以内会受到噪音的影响．⑴过点P作MN的垂线，垂足为点H．如果汽车沿着从M到N的方向在MN上行驶，那么汽车与点H相距多远时，其噪音开始影响居民楼？⑵降低噪音的一种方法是在高架道路旁安装隔音板．那么对于这一排居民楼，高架道路旁安装的隔音板至少需要多少米长？【设计意图】本题是教材上的一道例题，有一定的难度，本是放在第二节课上的，但笔者为了让学生能感受到所学的知识与生活息息相关，为了让学生能学以致用，综合应用课堂所学知识来解决现实世界的生活问题。这也是STEAM教育理念强调的又一大特征：跨学科综合运用。因此，备课中特意关注到了这一点。就把它在原来的基础上做了一定的改动，降低了难度，特意放在了第一节课抛给学生。这是一道有实际背景的数学应用题，综合运用了与圆有关的知识和解直角三角形的知识，整合了环境保护教育的要求．是体现数学建模思想的一个实际应用题．难点是要搞清“汽车在行驶时，周围30米以内会受到噪音的影响”的含义和在什么情况下行驶在高架道路上的汽车的噪音会影响居民楼；然后将这个实际问题抽象为一个数学问题，把题⑴转化为求线段AH的长，题⑵转化为求线段AB的长．汽车在MN上行驶，噪音是否对居民有影响，取决于线段PQ与以汽车为圆心、30米为半径长的圆的位置关系．如果线段PQ与这个圆有公共点，那么居民楼会受噪音的影响；否则不受影响．通过这个环节的教学，让笔者深有感触：区别于传统教育，STEAM创新教育不仅要帮助孩子们掌握所学知识，还要帮助学生了解学习知识的必要性和可操作性，承载着科普知识的使命。2.1.4 独立命题，个人精彩展示。问题1 根据刚才解题的体验，观察周边的世界，结合自己的经历，能否设计出一道与本节课知识相关的应用题？【设计意图】对学生来说，“课堂不仅是满足求知欲的地方，也是满足表现欲的地方。满足求知欲让学生感到自己学有所获，感到自己有进步、有提高、有发展；满足表现欲就是让学生感到自己有力量、有价值、有存在感。”如何打造这种让学生有充分的安全感，能无所顾忌的发表自己的见解，而不担心被讥讽、被批评、被指责？笔者特设计了这个“问题无关对错”的展示环节，给学生创造了站到台前，大胆表达自己、展示自己并得到认可的机会。学生的“被认可、被接纳、被信任”就会让他产生安全感并找到归属感。这也是笔者极力追求的佐藤学笔下的“温润的课堂”——充满了善意和人性的幸福课堂。2.1.5梳理总结，提出新的问题问题1 你认为本节课的知识点有哪些？问题2 总结出本节课的学习让你感触比较深的一点。问题3 本节课所学知识和你的生活的联系有哪些？尝试着举出一个例子。问题4 通过本节课的学习，你是否能提出新的疑问？【设计意图】这个环节是和传统教学模式叠合的一个环节，但在实施方式上又有很大的区别，笔者设计了四个问题。问题1旨在引导学生去梳理本节课知识的框架；问题2旨在还引导着学生从学习的方式方法上进行反思；问题3则是引导学生去思考并意识到数学知识和日常生活的息息相关以及在解决实际生活问题中的重要性，消除了学生在传统教学中“数学无用”的感受；问题4则是旨在“以疑引新”，鼓励学生大胆质疑、激发学生求知欲的同时，为下节课的学习做铺垫。3 结语虽是普通的一节数学课，在最新的STEAM教育模式的指引下，笔者努力的通过五个环节共抛出12个问题的设计把学习的主动权完全放手归还给了学习的主体——学生。当然，其中某些教学环节和我们的常规教学环节有叠合部分，比如团队合作部分、比如梳理总结部分。但是笔者认为打破传统教学模式并不一定就是全部否定，而是在原来的基础上推陈出新，摒除陈旧的环节、形式加入新的环节、方式方法：让孩子们通过自身的切身体验、与同伴的协同合作，然后利用学到新知识去解决在具体的实际生活中遇到的问题，从而尝试着利用新知识自己去设计问题。笔者这些教学环节的加入旨在增加学生在课堂上的体验感；旨在让学生体验到课堂上的主人翁意识，从而从被动学习变成主动学习；旨在让学生感受到的数学不再是枯燥的；旨在让学生感到师生、生生关系的和谐并因为这样的课堂形式、氛围而爱上数学，从而使其在数学这门学科上具备自我教育的意识、积极性和能力。当然，在现阶段，STEAM教育理念还未在国内完全普及，通过深入的学习了解、实践之后，笔者认为，STEAM教育模式不仅帮助我们脱离只关注“传授知识”的教学技能，更能关注到学生意志品质、心性和文化修养方面的培养。所以，它不仅仅适用于校外的机器人培训机构，对于学校教育同样适用。尤其是学校教育理念的主要实施者——一线教师，教师更应该尽自己所能，通过STEAM教育模式的学习与实践，让自己的课堂实现教学的终极价值：“引导学生理解知识、理解他人、理解自我，从而不断充盈自己的内心世界，提升自己生命的意义。”这也就达到了英国教育家、数学家怀特海先生在他的《教育的目的》一书中对教育目的的描述:教育的目的是为了激发和引导学生的自我发展之路。