小学探究型课程项目化学习的STEM活动设计
——以《环保精确书签制作》教学为例

2022-11-03 06:01徐文燕
基础教育论坛 2022年29期
关键词:书签设计学生

徐文燕

基于项目化学习的STEM活动设计非常具有挑战性,其中项目化学习赋予了问题解决的实际意义,即在项目化学习过程中学生学习应用多种工具,解决生活生产中的实际问题,其强调的是做中学和学生主体性,为学生提供融入真实情境的工程设计体验,引导学生运用科学、技术、工程、数学等各个领域的知识解决真实世界中有意义的问题,从而帮助学生对各个领域知识有更加正确和深入的理解,在应对未来遇到的重大挑战时,能够通过项目化学习中学到的创造、设计、建构、发现、合作等方式分析和解决实际问题。本文以环保精确书签制作这一项目活动为例,阐述了将设计与实施同STEM项目化学习理念相结合,优化并形成以学生为主体的活动设计策略和实践。

一、项目设计背景

本校四、五年级STEM课程《创意定位设计》科目第一单元的主题内容如表1所示。

表1 《创意定位设计》科目第一单元主要内容

在进行这一单元的教学前,笔者首先对学生的学情进行全面的分析:高年级的学生注意力相对比较集中,语言表达能力和抽象思维能力发展也较为成熟,为学生思维活动奠定了基础,但学生的好奇心和求知欲很难长期保持,需要借助外界新事物的不断激发,因此教师要将学生置于工程设计的任务挑战情境中,使学生渴望通过自己的设计实现自己的想法,促使学生积极参与到学习与设计中来,完成学习任务。

根据对学生的学情分析,笔者确定了项目设计思路,一是本项目指向和培养的学生核心素养和能力,是搜集分析信息、设计完善方案、探索与创新、规范安全操作等能力;二是本项目运用的探究实践方法是观察、收集、比较、设计、分析、合作;三是本项目驱动性任务是设计能精准定位上一次阅读位置的书签。

二、项目设计与实施

首先是发现问题,确定目标。笔者第一步是带领学生到图书馆查阅资料,以阅读中遇到的问题为引导,引出制作环保精确书签的课题,同时安排学生对市面上已有的书签产品进行调查和试用,了解书签的作用和局限,分析它们的优缺点,最后发现市面上并没有能真正具备精确定位到阅读行句的书签。然后引导学生根据已有知识,确定本活动真正需要解决的问题:如何用书签记录上一次所读的页码。通过搜集信息和调查研究后,学生确定了要设计的精确书签应是由长条矩形硬纸片制成,在书签顶部有一个U型切口,可以方便固定在书页上。

其次是设计书签,绘制草图。笔者首先向学生展示建模的技巧及注意事项,使学生了解整个设计制作的过程,学会了绘制草图和建模的相关技巧,明确目前现有的资源以及条件。接下来学生根据调查结果和教师教授的绘制技巧,开始着手设计环保精确书签,学生设计了不同的方案,每个学生都迅速提出自己的设计思路,并通过互相评论,倾听同伴的批判性建议,进行思考和改进;学生在讨论中阐述自己设计的优缺点,相互之间取长补短;在每个小组内,学生对设计出的方案制作时间进行预估,对材质可塑性进行比较,对制作难易度进行比较,通过比较与反思,筛选出当前项目任务的相对较佳方案。学生还要记录下小组内讨论的设计思路、优化设计方案及确定的最终思路,并根据教师讲授的绘图技巧绘制草图,完成相关工程日志。

再次是制作书签,评价交流。在教师的辅助下,学生自主搜集制作材料,借助测量工具、运用数学运算思维、图形思维将设计图转换为实物,学生在制作过程中可能会遇到一些新问题,例如,书签结构不合理、模型有误差、材料难塑型等,这就需要学生反思自己的设计与建模过程,将设计与实际相结合,在成功地完成了精确书签的制作后,不仅完成了项目任务,而且还深入了解和领悟到工程设计与实施的严谨性。

制作完成后,学生将作品进行展示,每位学生都从阅读者、消费者的角度,从“精确定位、实用、美观、环保”四个维度对作品进行互评。评估环节不仅是学生作品的一个展示以及反馈过程,同时也教会学生学习用批判性思维,对任务完成的过程进行合乎逻辑的考察和评估,促进自学自研,学会学习。

最后是自主创想,设计书签。之前的活动中,学生根据自己的设计都制作出了符合本课要求的精确书签,这大大激发了学生的制作热情,让学生感觉所学的课程与自己的生活息息相关,因此学生根据这节课所习得知识,又有了许多新设想以完善自己的设计,开始碰撞出新的思维火花。如有学生提出书的大小不同,如果每读一本书就要制作一张新书签过于麻烦,可以将矩形硬纸片改成有弹性的绑带,这样就可以适用于多种大小的书籍;也有学生提出可以在书签上标注刻度,必要时可以拿来当量尺使用,给书签额外增加了一项功能;还有学生提出可以利用软性磁铁条制作书签,这样书签不易滑动和损坏。

三、项目效果与反思

基于项目化学习的STEM工程设计模式活动源于真实情境中的问题或任务,学生在解决问题或完成任务挑战的过程中制订设计方案或模型,培养了他们的高阶思维能力,也让学生有学以致用的效能感。学生结合自身经验,解决教师所设置的“在阅读中,精准定位上一次所阅读位置”这一问题,再结合教师提供的资源及学生已有的知识储备,完善自己的思路与设计,而且制作环保精确书签在学生力所能及的可操作范围内,最终学生自己制作完成环保精确书签并可以实际使用,使得学生的自信心和成就感大大增强,同时笔者对于此类活动也有了自己的反思。

其一是贴合真实问题,培养学生兴趣。项目化学习设计的课程与学生生活的联系紧密,真实情境中的问题和任务有利于激发学生的想象力,培养他们利用现有条件解决问题的能力。本课主题为制作“环保精确书签”,书签作为日常生活中常见的物品,学生都接触过并使用过,已经对其有一定的认识和了解,学生在教师创设的不同使用情景下,对生活中的这一物品进行再设计,不仅能全心投入而且收获了成就感。因此,小学工程类项目设计不一定要具备多么复杂、昂贵的硬件条件和设施,才能进行教学活动,从生活中的小问题入手,更有利于学生掌握工程设计的思维方法,提高解决实际问题的能力。

其二是立足设计成果,以过程促发展。基于项目化学习的STEM工程模式活动设计是一种动态的、创造性的和可评价的过程。分析、反思是评估设计成果的重要方式,如学生在评价“环保精确书签”过程中,首先是对结果进行了评估,找到实际结果与预期设想之间的差距,然后对导致这种差距的原因进行深度分析并加以改进;其次是对自我的价值评估,最终实现对自我价值的认同和自身某些知识的不足的认识,有助于培养学生的核心素养,激发学生的学习兴趣,培养学生的科学精神,更有助于学生发展更健全的人格和个性。

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