重構課程內容 變革學習方式
——STEM理念下“橋梁”校本課程的建設與實施

□ 魯 聰 施海燕 翁 樂

課程改革的實質并非僅在于課程內容的更新或教材的更換,重要的是重構一種與之前課程有本質差異的課程系統，其標志是學習方式的變革。作為一所以著名橋梁專家茅以升的名字命名的學校，以培養學生的核心素養為導向，以培育動手實踐、合作探究、科學創新的精神為育人目標，借鑒STEM理念，重構課程內容，建設與實施“橋梁”校本課程，探索學習方式的變革。

一、緣起

茅以升實驗學校自1993年創建至今，以“承茅老之德，育創新人才”為辦學宗旨，以“文化育人，科技見長”為發展策略。在此辦學思想引領下，學校以校名為線索，根植于原有的文化背景，厘清文化由來及其特點，自2000年起，便開始了以“橋梁”為核心的校本特色課程的探索、開發與建設?！皹蛄骸毙１菊n程是以科技教育為連接點，意在架起基礎性課程與拓展性課程之間的融通之橋，架起知識學習與動手實踐之間的融合之橋。

（一）立足學校特色是深化課程改革的必然追求

“橋梁”校本特色是在學校人的共同努力下，從無到有，逐步走向成熟。2014年，“橋梁與工程體驗課程”被評為浙江省義務教育精品課程。2015年，作為學?！拔宀收n程”體系中的重點課程，被列為凱旋教育集團共享課程，經過了華東師范大學基礎教育改革與發展研究所專家團隊的中期評估。其主要發展歷程，如圖1所示。

圖1 茅以升實驗學?？萍冀逃l展歷程示意圖

經調查結果顯示，在該課程的引領下，學生的學習興趣濃厚，學習積極性高漲，科學素養得以提升，人也變得更加自信、勇敢，對課程內容總體滿意度較高。但調查也顯示，學生對上課方式，尤其是上課時間的滿意度有所下降（見圖2）。教師在課程實施的過程中也發現，課程學習依舊局限于教材和傳統課堂教學，缺乏與實際生活和社會實踐的緊密聯系。

圖2

因此，學校須通過“橋梁”課程的再開發，改變學習方式，讓學生在動手操作中提高學習興趣，提升發現問題、分析問題、解決問題的能力，進一步培養學生的科學素養與實踐創新能力。

（二）基于橋梁特色是落實核心素養培養的應然要求

隨著課程改革的深入，國家教育部針對培養學生的“核心素養”印發了系列文件（見圖3），進一步揭示了課程作為培養人的一種載體，需要與時俱進。由此，促使學校從一個全新的視角去審視“橋梁”校本課程，豐富課程內容，使學習方式更自主，學習時間更自由，項目設計更富創意，最終為提升學生核心素養服務。

圖3

STEM理念下的綜合項目的學習，注重培育學生在日常生活中發現問題、分析問題、解決問題的能力，有利于實踐能力、創新能力和適應未知社會的能力的培養。因此，學校以STEM理念下的“橋梁”課程建設和實施為切入點，開啟了“橋梁”課程從全面鋪開到質量提升的階段，“橋梁與工程體驗”課程全新亮相，創新了學校的科技品牌，促進了學校的內涵發展，以不斷追求教育教學的有效增值。

二、“橋梁”課程的目標和課程架構

（一）課程目標

“橋梁與工程體驗”課程是以國家課程為基礎和參照點，以學校自編教材為基本內容的實踐類活動課程。該課程以“橋梁”為載體，通過橋梁欣賞、資料收集、實地測量考察等活動，使學生了解橋梁的基本知識；能借助不同的材料，以自主或與他人合作的方式開展橋梁的創新設計和制作；在動手實踐操作中，掌握捆、扎、拼、搭、焊等各種勞動技能?！皹蛄号c工程體驗”課程的目標均指向三大素養的培養，即學習素養、科學素養、生活素養，旨在激發學生的創作興趣，培養學生的科學探究能力、審美能力、團隊協作能力及動手創造能力，感受“橋梁”所蘊含的文化精神。

（二）課程架構

依據“橋梁與工程體驗”課程的目標，課程內容按學習領域構建，由此提出三大學習領域：基礎認知、動手實踐、創新拓展。

“橋梁與工程體驗”課程是一個復雜的、系統的課程體系，課程之間、課程內容之間相互交叉，形成一個整體，主要包括構建課程體系的框架體系、教學研究、管理措施、多維評價（見圖4）。

近紅外光譜技術由于具有簡便、快速、對樣本無破壞等優點[3]，在煙草[4]、食品[5]、石油化工[6]和農業[7]等領域已得到廣泛應用和發展，并引起了相關科研工作者的廣泛關注。近紅外光譜的信息量極其豐富，煙葉中幾乎含量0.1%以上的有機組分的化學和物理信息在近紅外光譜中均有體現，因此可應用近紅外光譜對煙葉品質特性進行分析、評價。

圖4 “橋梁與工程體驗”課程之管理技術線路圖

三、課程內容和課程特色

（一）課程內容

“橋梁與工程體驗”課程的內容分為“橋之韻”“橋之彩”“橋之美”三個板塊?！皹蛑崱笔菍W習板塊，以“學習橋梁知識，挖掘橋梁文化，認識橋梁結構，創建心中的橋”為主要研究內容。學校按照學生的認知水平、技能水平以及知識體系分解為螺旋式上升的結構板塊，構建了各個年級的教材體系，共12冊120學時?！皹蛑省笔腔顒影鍓K，是結合不同年級的課程，以實踐項目帶動學習的方式，應用知識解決問題，促進學生對知識及技能的內化，同時鼓勵學生探索橋梁背后的故事，激發學習興趣?！皹蛑馈笔茄由彀鍓K，安排在五、六年級開展，以小組合作探究的方式開展研究性學習，引導學生跨過有形之橋，感受無形之橋的魅力。

圖5 “橋梁與工程體驗”課程內容設置示意圖

三個板塊相互獨立，各有側重又相互交融?！皹蛑崱敝卦谂囵B學生的學習興趣、動手能力、創造能力；“橋之彩”重在課程的多元整合，鼓勵學生在實踐活動中發展創新能力；“橋之美”則體現學生對課程的自主選擇與拓展探究。

（二）課程特色

1.多學科融合的大課時設計

“橋梁”課程在全校開設，并通過共享課程向杭州凱旋教育集團內各學校（南肖埠小學、春芽實驗學校、景華小學）進行輻射。2017年9月，在集團新一輪合作辦學背景下，又從共享課程走向共創課程。學校引進了“STEM+”課程，與“橋梁”課程相結合，開發了“大課時”式學習項目，使課程的學習方式從傳統的勞技學科課堂教學轉變為多學科融合的新樣態的課程實踐。

表1 《錢塘江上的橋》總目標及項目目標

《錢塘江上的橋》是“STEM+”校本課程的整合實踐項目。學習內容涉及科學、勞技、數學等學科，還融合了藝術、信息、語文等學科。項目以80分鐘為1課時，預設3個課時，充分體現了多學科融合的“大課時”設計思路?！按笳n時”的設計讓學生有充分的時間進行學習，減少重復準備的時間，有利于學生提高注意力，提升學習效率。學習小組依據總目標來設定小組學習的項目目標，總目標更注重學生情感態度價值觀的目標達成，項目目標則更側重學生知識與技能、過程與方法的目標，在綜合多門學科知識的基礎上進行應用和拓展，提高學生的實踐能力、動手能力、合作能力和創新能力。

2.以興趣為導向的拼圖式合作學習

拼圖式合作學習是模擬拼圖游戲的行為方式而建立起來的一種教學模式，就是將學習者劃分為若干個學習小組，來學習同一主題的學習材料，然后將學習小組學習所得教授或分享給其他學習者。

以《錢塘江上的橋》為例，實踐項目建立了根據學生的興趣和特長自主選擇的學習小組，即科學中心、技術中心、藝術中心和閱讀中心（見圖6）。拼圖式合作學習開放了學生選擇的權利，讓學生能夠基于自身的能力、興趣愛好自主選擇，利用興趣帶動學生的積極性，讓他們獲得成就感。同時，能夠通過了解其他學習中心的設計與制作，逐步建立進入新的學習中心的信心。

圖6 STEM+《錢塘江上的橋》項目實施路徑

不同的學習小組對應著不同的學習能力?？茖W中心注重學生的創造，通過動手設計、試錯等過程獲得相應的知識經驗；技術中心注重學生設計探究方案的能力，認識與應用新器材的能力，能對結果做出相應解釋；藝術中心則注重提升學生的審美能力、梳理文獻的能力及動手實踐操作能力；閱讀中心既要注重學生對信息搜索、提取和歸納的能力，又要提升學生藝術化處理文本信息，以多種藝術形式展示成果的能力。由此可見，STEM理念下的拼圖式合作學習，不同的學習中心需要具備的學習能力是不同的。每個學習中心猶如一塊拼圖，只有共同還原整個拼圖，才能在小組目標達成的基礎上落實總目標。

3.以生為本的開放性課堂

傳統的課堂學習中，教師受時間制約容易壓縮學生思考的時間，從而限制了大部分學生的思維發展。而在開放性的“STEM+”課堂中，教師的角色正逐步轉變成“旁觀專家”“干預專家”。

在學生遇到困難時，教師不急于給出解決方案，而是鼓勵他們在觀察、思考、試錯的過程中提升解決問題的能力，做一個敢于退出的“旁觀專家”。

基于課程適應與年齡特點，當學生自行解決問題進入瓶頸狀態，教師應當找準契機，予以適當的干預，避免他們過度鉆入“死角”，合理提高學習效率，做一個恰當融入的“干預專家”。

例如，科學中心在研制橋墩模型時，發現準備的杠鈴片和啞鈴沒能壓垮橋墩，無法測出橋墩的承重臨界值。小組學生通過對已有數據的觀察分析，嘗試采用在橋墩上站人的方式來進行承重測試，即時獲得了相應的結果，確定了影響橋墩受力的因素。由此，小組對基礎版橋墩不斷進行完善，研制出升級版的橋墩（見圖7）。

圖7 科學中心制作的橋墩作品

而對于藝術中心，教師則鼓勵學生從美學的角度，嘗試利用3D打印技術，創意設計制作錢塘江上的第十一座橋（見圖8）。

圖8 藝術中心制作的錢塘江大橋3D作品

隨著STEM理念下的“橋梁”校本課程不斷升級，它不僅以“共享課程”的方式實現區域推廣，更是借助網絡互動平臺向省內外輻射。STEM理念下的“橋梁”校本課程，促進了學生創新能力及動手實踐能力的發展，學習方式的變革也促進了教師專業的發展，由此走出了一條“STEM課程”校本化實踐之路。