作為一種重實踐的超學(xué)科教育概念，STEAM最早由美國政府提出，傳入中國是近十年的事。根據(jù)浙江省教育廳加強(qiáng)創(chuàng)新教育的要求，我省將中小學(xué)STEAM教育作為促進(jìn)人才培養(yǎng)模式變革的重要舉措之一，在基礎(chǔ)教育階段積極探索以STEAM教育為切入點的科技創(chuàng)新教育。
那么，STEAM教育到底有怎樣的內(nèi)涵與特點？近日，本報記者走進(jìn)杭州市學(xué)軍中學(xué)，探究這所重點高中如何構(gòu)建STEAM教育，為育人不斷“加注”科創(chuàng)因子。
“假如再研究一下城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、社會、個人等相關(guān)因素對垃圾政策的影響，我們的模型還可以在這些方面作修改。”盡管剛剛獲得第三屆全國“登峰杯”數(shù)學(xué)建模競賽復(fù)賽一等獎的好成績，但趙凌藝和團(tuán)隊其他3名同伴仍然時不時圍坐在一起，商討怎樣才能讓作品更完美。
這是來自杭州學(xué)軍中學(xué)紫金港校區(qū)高二學(xué)生組成的參賽小團(tuán)隊。在整個比賽過程中，他們突破了如何用數(shù)學(xué)原理來分析抽象的概念、怎樣做出更精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)圖和函數(shù)公式等一個個難題，“學(xué)校各個先進(jìn)的實驗室和設(shè)施設(shè)備以及老師提供的資源都給了我們很大幫助，但最為受益的還是從平時課堂上項目化的教學(xué)方式中鍛煉出來的科技創(chuàng)新能力。”趙凌藝說，8月要去北京參加決賽，期末考試后還會繼續(xù)學(xué)習(xí)，多儲備知識和技能。
作為杭州老牌的重點高中，學(xué)軍中學(xué)一直以來注重創(chuàng)客教育，大力推行steam課程，鼓勵學(xué)生自我探索、團(tuán)隊協(xié)作，用源源不斷的科創(chuàng)因子不斷為育人“加注”砝碼。校長陳萍說：“培養(yǎng)面向未來的人才是教育之責(zé)，要以高科技的設(shè)備、高質(zhì)量的師資、高水平的理念，讓學(xué)生在高中校園里練就領(lǐng)軍未來的本領(lǐng)。”
一堂“做花盆”的課
“馬上放暑假了，我們放在教室里的花草植物該怎么辦，誰來幫它們澆水？”“設(shè)計一個智能花盆就能解決了！”6月11日下午，記者走進(jìn)該校紫金港校區(qū)創(chuàng)客空間，教師杜華正在給學(xué)生上課。
只見15名學(xué)生圍坐在一起，每人面前一臺電腦，邊上還放有多臺3D打印機(jī)等設(shè)備。經(jīng)過簡單討論，學(xué)生很快被分為3個小組在電腦前忙乎起來。他們有的上網(wǎng)查閱資料，有的嫻熟地打開軟件開始制圖，有的演算數(shù)據(jù)，時而還互相交流各自的思考。不到半小時，已有兩個小組完成了三維設(shè)計初稿?！?/p>
投影屏幕上很快放映出了學(xué)生的作品，每個小組的代表都一一講解了各自的設(shè)計思路和花盆構(gòu)造。待學(xué)生討論后，杜華給出了改進(jìn)建議，還演示了他所設(shè)計的花盆，并給學(xué)生布置了課后作業(yè)：調(diào)研杭州市內(nèi)常見的植物種類，思考如何設(shè)計出符合不同種類植物的智能花盆。
整堂課幾乎都由學(xué)生唱主角，杜華的任務(wù)就是和他們一起歸納設(shè)計中可能出現(xiàn)的共性問題，以及回答學(xué)生的隨時提問。杜華說，這就是一個關(guān)于智能花盆設(shè)計的項目化教學(xué)，會持續(xù)好幾個課時，“從調(diào)研到設(shè)計到制作再到撰寫研究報告，當(dāng)中融合了數(shù)學(xué)、物理、計算機(jī)、語文等多個學(xué)科的知識，對學(xué)生來說是一種很好的鍛煉。”
高二學(xué)生李毅峰常常下了課還不愿離開創(chuàng)客空間，“一開始我只對計算機(jī)軟件感興趣，但慢慢的我發(fā)現(xiàn)，在研究課題中我經(jīng)歷了完整的科學(xué)體驗和探究制造的過程，學(xué)會了關(guān)注時事和社會，這些積累到的知識和經(jīng)驗為我的成長提供了寶貴的財富”。
一群“懶而勤”的師
類似的課堂在學(xué)軍中學(xué)已成常態(tài)。而看似課上很“閑”的杜華，課下實則很忙。因為項目化教學(xué)要提前做好各種預(yù)設(shè)，查閱搜集大量資料并加以篩選、整合、優(yōu)化，教案要靠一遍遍磨，并且在讓學(xué)生做設(shè)計前，他自己要先動手。
“雖然上課的內(nèi)容是有關(guān)科學(xué)創(chuàng)新的，但人文素養(yǎng)也不能丟，所以要去找現(xiàn)實生活中的案例讓學(xué)生加以研究”。杜華告訴記者，在之前的教學(xué)中，他讓學(xué)生根據(jù)“世界上最遠(yuǎn)的距離是我在你面前，而你卻在看手機(jī)”現(xiàn)象思考人際關(guān)系，也將“公交車讓座是否是道德綁架”這一問題拋給學(xué)生，讓他們運用信息技術(shù)知識，通過視頻動畫的形式展現(xiàn)。
有學(xué)生說，常常看起來作業(yè)只有幾道題，但做了以后就會感覺知識點都掌握了。而教師們課上“懶”的資本，其實就是課后花費大量時間進(jìn)行分層分類備課，做大量習(xí)題，以及研究每一個學(xué)生以便隨時能給予他們個性化輔導(dǎo)。
正是在這樣的氛圍中，教師們開展項目式教學(xué)的興趣高昂，開設(shè)、組織了大量選修課程和社團(tuán)活動，也因此為許多學(xué)生提供了展示自我的舞臺。該校西溪校區(qū)技術(shù)組組長沈曉恬早年的一個小發(fā)現(xiàn)，就讓一大批學(xué)軍的學(xué)子圓了自己的機(jī)器人夢。
2011年，她在信息技術(shù)課上看到幾個動手能力很強(qiáng)的孩子對機(jī)器人特別感興趣，課后常常找她討論關(guān)于機(jī)器人的問題。為了滿足學(xué)生們的好奇，她成立了學(xué)軍中學(xué)機(jī)器人社團(tuán)，開展項目式教學(xué)研究。這些年來，盡管她大多只是一個提問者，但每一個發(fā)散性問題的背后都濃縮了她的大量思考，學(xué)生因此學(xué)會了大膽嘗試和鉆研，學(xué)會了學(xué)科間的融會貫通，學(xué)會了怎樣把夢想變成現(xiàn)實。從最初15平方米的小教室到如今200平方米的創(chuàng)客空間，孕育了數(shù)不清的學(xué)生創(chuàng)意。就在最近，學(xué)生張博越和謝宇晗設(shè)計出了一個名為“化學(xué)實驗小幫手”的機(jī)器人，功能是協(xié)助教師進(jìn)行化學(xué)實驗以及為初學(xué)者演示和講解實驗過程。
▲學(xué)生張博曰、謝宇晗、吳郁非作品
“化學(xué)實驗小助手”
獲第十七屆中國青少年機(jī)器人大賽金牌
就是這樣一群“懶而勤”的教師們，指導(dǎo)學(xué)生收獲了一項項國內(nèi)外大獎：無人機(jī)團(tuán)隊在真實世界設(shè)計挑戰(zhàn)賽獲中國區(qū)一等獎和最佳團(tuán)隊合作與協(xié)作獎；第14屆中國東南地區(qū)數(shù)學(xué)奧林匹克競賽金牌；浙江省中學(xué)生機(jī)器人足球競賽冠軍；浙江省暨杭州市青少年DI創(chuàng)新思維大賽技術(shù)類一等獎、藝術(shù)類優(yōu)勝獎……
一個“樸而實”的愿
學(xué)軍中學(xué)每年都會面向教師舉辦學(xué)術(shù)節(jié)，將英國STEM課程教育團(tuán)這樣的大咖請進(jìn)校園，也會每年組織全校教師去北京、上海等地交流學(xué)習(xí)，更新教育理念，提升科研水平，強(qiáng)化科創(chuàng)能力。他們心中都有一個樸而實的愿望，就是要讓學(xué)生摘下眼鏡，拿起望遠(yuǎn)鏡，擁有強(qiáng)健的體魄和廣闊的視野，懂得為今后的人生發(fā)展、國家發(fā)展而努力。
科創(chuàng)正是他們實現(xiàn)愿望的載體。在紫金港校區(qū)，專用的顯微鏡實驗室、科技展覽室、VR視覺體驗中心等一個個大學(xué)先修實驗室為學(xué)生們參加各類競賽、開展各項研究提供了技術(shù)便利，地理、美術(shù)、音樂等專用教室能令學(xué)生們有身臨其境之感。“地理課上講到宇宙星體，一抬頭專用教室里的天花板就是虛擬的星空，特別震撼。”高二學(xué)生朱奇說。
▲學(xué)校設(shè)有 視覺體驗中心、顯微鏡專用教室、
地理專用教室、化學(xué)探究實驗室
今年9月，位于余杭區(qū)的學(xué)軍中學(xué)海創(chuàng)園也將迎來首批學(xué)生，立志要辦成一所全國一流的科技特色高中。屆時會開設(shè)4個實驗班，既開展傳統(tǒng)奧賽，也開展人工智能機(jī)器人無人機(jī)等創(chuàng)新大賽等。
陳萍說，學(xué)校位于未來科技城，有天然的區(qū)位優(yōu)勢，周邊有阿里巴巴、達(dá)摩院、菜鳥網(wǎng)絡(luò)等高科技企業(yè)，還有很多國家級重點實驗室，加上學(xué)?，F(xiàn)有AI人工智能實驗室、創(chuàng)客空間、無人機(jī)工作室等最先進(jìn)的高科技設(shè)備，仿佛織就了一張高端的科技網(wǎng)。“目前，我們已經(jīng)與清華、北大、中科院等高校和科研院所建立了實驗室合作。學(xué)校重視以科創(chuàng)為主題的選修課程研發(fā)與開設(shè)，以機(jī)器人為代表的創(chuàng)客教育將成為學(xué)校選修課程的主題。也就是說，科創(chuàng)，將注入學(xué)軍海創(chuàng)園學(xué)校的靈魂。”
