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海外教育采风——澳洲伊普斯维奇文法学校E-STEAM课程建设现状及启示
发布时间:2019-08-22  ▏作者:合作交流部  ▏阅读:

澳洲伊普斯维奇文法学校E-STEAM课程建设现状及启示

2017年澳洲教育部投入大量资金推动“校长STEAM教学领导人计划”,积极推动全澳中小学STEAM课程建设。他们认为,当今时代有将近四分之三的产业急需科技、工程及数学技术人才,因此澳洲政府致力于提高澳洲青少年的STEAM技能,以确保其将来能具备相应的工作能力。如今,STEAM课程实践已经在全澳中小学展开。随着实践的发展,很多学校完善了这个课程体系,由前期的STEAM发展到现在的E-STEAM。

一、什么是E-STEAM

什么是E-STEAM呢?E代表企业家精神(Entrepreneurship),S代表科学(Science),T代表技术(Technology),E代表工程(Engineering),A代表艺术(Arts),M代表数学(Mathematics)。不同于界限明晰的分学科教学,这一课程理念将学科学习一体化,旨在进一步形成基于真实世界应用的综合性学习模式,它强调知识在现实生活场景中的应用。

二、理解E-STEAM内涵的四个关键词

1.多学科融合

E-STEAM并不是简单的将科学、技术、工程、艺术、数学这几个学科简单叠加,而是基于项目学习,将这些学科的内容整合在一起,形成结构性的知识图谱。我们习惯于将学习知识和科学研究划分为界限清晰的各类学科,但这并不能反映我们生活的真实性、趣味性和整体性。

多学科的融合这一课程内涵,意味着教育者要将重心放在问题及问题设置上,指导学生通过多学科的知识和方法解决问题。

2.实践

E-STEAM是一种实践性的课程。参与、体验、建设是E-STEAM课程实践性的三个重要方面。在课堂上,学生亲自动手动脑,去参与问题分析、设计、解决、验证的每一个步骤,直至获得解决问题的最终方案。

在这个实践的过程中,学生是学习活动的主体。教师不是知识的权威而是和学生处于同一起跑线上,教与学的界限淡化。

3.创新

E-STEAM不仅强调解决问题的能力的培养,还强调发现问题与寻找新路径的创新能力培养。传统的教育更重视知识的传承,而E-STEAM从课程设计的根源上就要求学生与时俱进地接触和解决最新的问题。

4.合作

E-STEAM强调学习过程中团队成员间的互相启发和互相帮助,所以小组合作的形式贯彻始终。IGGS学校数字创新部门负责人Luke Wild坚信团队合作的力量,他认为,一个人的力量和智慧毕竟有限,所以我们需要团队合作。如果一个人在团队中无所事事,那一定是他个人的原因。在课堂的评价环节,教师也会参考小组成员的综合表现而不是个人的表现。

三、E-STEAM在IGGS学校小学部的实施与成果

在伊普斯维奇女子文法学校(IGGS),E-STEAM课程不仅渗透在了学生学习的方方面面,学校还有专门的工作室Bright Sparks。工作室鼓励学生主动提出质疑,有针对性地进行计划、合作、交流,鼓励学生去创造、创新。学生的想象力和批判性思维也受到重视。

1.Bright Sparks工作室课程设置

学前儿童:蜜蜂机器人、数字游戏、探索事物的运作方式、调查、园艺。

一年级:乐高机器人、看到有趣的声音、数字游戏。

二年级:乐高机器人、降落伞、玩具建筑、泥塑。

三年级:乐高教育、太阳能与太阳系。

四年级:乐高教育、磁悬浮列车如何工作、弹射器原理。

五年级:乐高头脑风暴、火箭发射、闪电系统、水上滑梯。

六年级:乐高头脑风暴、发明创造、简单机械、电力系统。

编码和编程(Coding/Programming):Scratch是一种编程语言,可以轻松创建自己的交互式故事、动画、游戏、音乐和艺术。学生可以自己设计有故事情节的动画片或者一段舞蹈视频,也可以创造一个虚拟的宠物。学生可以用编程语言来操作自己创造出来的事物。

乐高机器人(Robotics - EV3 LEGO Robotics):学生用乐高原件组装机器人,学习编写乐高机器人的基本技能,通过实践解决编写问题。学生可以探索不同类型的乐高机器人,参与团队建设,完成团队机器人挑战赛。

3D打印和激光切割车间(3D Printing and Laser Cutting Workshop):学习关于3D打印的知识——3D技术是什么,它是如何发展的,它为何拥有令人难以置信的应用程序以及它如何解决现实世界的问题。使用工具并运用一些基本的程序和方法来进行设计和产品制作。

操作无人机(Drones): 学生学习无人机编程以自主解决任务,探索多旋翼飞行的物理特性,学习如何操作无人机以及组成无人机的系统组件。

虚拟现实(Virtual Reality):学生沉浸在各种不同的虚拟或现实环境中,逐步完成自己的三维世界的构建,学习如何结合免费在线资源来构建虚拟世界,建设自己的虚拟家庭。

火箭(Rockets):探索火箭、航天和太空的科学奇迹,体验建造和飞行自己的水推式火箭。

2.日常教学中的E-STEAM策略

在IGGS的日常教学中,教师注重培养学生的E-STEAM技能,常见策略如下:

(1)项目式学习(Project-Based Learning)

项目式学习往往围绕一个主题,设计核心问题,引导学生从多学科的角度探索。在一个PBL当中,一般会有如下环节:提出问题(Propose),规划方案(Plan),解决问题(Execute)和评价反思(Judge)。老师在每个环节,为学生起引导的作用,根据项目主题的不同、学生表现的不同,不断调整自己的教学计划。教师是学生学习的协助者,为学生提供大方向的辅导,帮助学生顺利完成项目。例如,围绕“光”这一自然事物,探究“光是如何传播的”、“利用光影原理设计制作微型光影设备”、“利用自己制作的光影设备讲述历史故事”等。在这样的教学设计中,实现了多学科的交叉与整合。

在项目式学习过程中,学生获得的知识不是来自于课本,也不是来自于老师的传授。学生是在自己参与、设计、制作、验证、表演的过程中获得知识,从而认识客观世界。

(2)做中学(Learning In Experience)

从教育理论上来讲,E-STEAM课程是杜威“做中学”理论的现实应用。离开了做,E-STEAM也就无从谈起。从笔者观摩的课堂来看,无论学生做的是手工作品还是科学实验作品,课堂从来都离不开学生的动手参与。首先是去做,然后才有体验和收获。在课堂上,学生最常备用的工具是剪刀、胶水、胶棒、直尺、卡纸、线圈等物品,然后才是练习册或书本。

例如,学生要理解圆周率和π,老师会拿出各种球类或类似圆形的生活物品让学生观摩,学生拿着线圈绕篮球一周,在这个过程中感知圆周的变化。学习结束,学生会在老师的指导下,完成对这一问题认知的知识谱图,或者做成手工艺品。所以,澳洲的宽敞的教室里经常布满了同学们绘画、计算、设计的作品。

(3)设置真实情境(Set The Real Situation)

E-STEAM的课程往往与真实世界紧密相关,因此本课程强调真实情境,从而解决现实问题。情境学习理论认为,学习者是在情境中通过活动获得了知识,学习与认知本质上是情境性的。在真实和复杂问题情境中,学生应用知识与技能解决问题,促进知识、技能和经验之间产生关联,并进行有意义的社会建构,从而获得社会性成长。

例如,“流动的液体”(Runny Liquids)是英国约克大学CIEC科学促进项目(CIEC Promoting Science) 开发的教学资源之一,学习任务的开端是一封来自粘合剂制造商的救助信。在IGGS六年级的科学课上,笔者也看到了类似的情境设计。这样的设计并非真实发生,但却让学生感到这是真实的世界中存在的问题,学生的好奇心和使命感也被激发。这种情境设计可以提高课程相关性,帮助学生建立课程和现实世界的联系,让学习更有目的。

(4)过程性评价(Process Evaluation)

为了有效评估E-STEAM的学习情况,教师会给学生不同的表现机会,从而通过多样的评价方式判断他们的知识和能力水平。在实践中,过程性评价是一个动态的、互动的过程,教师通过过程性评价可以对学生的学习情况进行持续性监控,并及时调整自己的教学内容,以满足学生的需求。但过程性评价不单纯以教师感受为准,从教师们最常使用的课后作业可以看出学生知识的掌握情况在每一次活动中的变化,但是无法评价出学生E-STEAM能力的变化。因此,过程性的评价被广泛应用在学生活动过程中,依据严格划分的等级并对照学生表现进行打分。

四、总结

2017年于IGGS毕业并升入Queensland University of Technology(昆士兰科技大学)的毕业生Julia Casa在大学选择了信息工程和数学专业,谈到她现在的研究方向,Julia非常感谢母校IGGS在E-STEAM方面带给她的启蒙和发展。我们可以看到E-STEAM在培养人在当今社会所需的综合素养上的优势。目前,国内相关的课程研究和实施呈上升态势,只是E-STEAM课程在中小学的课堂落地还有很远的路要走。但是在国内日常的教学中,很多理念方法可以直接拿来借鉴和运用。例如,推进教材整合,在教学设计上体现多学科的融合;在作业布置上采用项目式,指导学生用综合学科知识解决实际问题;在课堂上,设计活动让学生从做中学;成立专门的工作室,让学生有机会体验E-STEAM的经典课程等等。

 


(撰稿、摄影:翟孔荣)


E-STEAM



简单的机器人制作与编程作品



动手去做,是每节课都有的活动



教室的外墙,就是学生作品的展示墙



设计与编程,水果也能说话



通过计算机编程控制无人机



通过软件设计虚拟空间



完成小组的项目展示,学生很有成就感



无人机设备



小组合作学习模式



形成知识图谱

 

 

 


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