復(fù)盤思維視角下的小學(xué)STEM+PBL教學(xué) 論文

復(fù)盤思維視角下的小學(xué)STEM+PBL教學(xué)【摘要】在深入教學(xué)理論與實踐的研究中，復(fù)盤及其學(xué)習(xí)機理進入研究者的視野。復(fù)盤思維在小學(xué)STEM+PBL教學(xué)中具有多元價值，教學(xué)中如能有意識地對學(xué)生進行復(fù)盤操作訓(xùn)練，可以高效地提升學(xué)生能力，對培養(yǎng)具有STEM素養(yǎng)的理工科人才產(chǎn)生積極的作用?！娟P(guān)鍵詞】復(fù)盤思維；STEM；PBL；項目；工程技術(shù)STEM課程通常以工程設(shè)計為基石，為學(xué)生提供融入真實情境的工程設(shè)計體驗，讓學(xué)生用他們在科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)各個領(lǐng)域的知識來解決真實世界中有意義的問題，從而幫助學(xué)生對科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)領(lǐng)域里的概念形成強有力而逼真的理解，未來在應(yīng)對世界重大挑戰(zhàn)時，能夠通過創(chuàng)造、設(shè)計、建構(gòu)、發(fā)現(xiàn)、合作解決問題。“PBL是一個圍繞項目組織學(xué)生學(xué)習(xí)的模式”，“將學(xué)生的自主性、選擇權(quán)、無監(jiān)督的任務(wù)時間以及責(zé)任感融合在一起”［1］。它的真實性激勵了學(xué)生，提升了他們的勞動價值，具有一定的現(xiàn)實意義，是對現(xiàn)實生活的挑戰(zhàn)。因此，STEM+真實的PBL學(xué)習(xí)是富有挑戰(zhàn)性又催人奮進的。這種學(xué)習(xí)要求學(xué)生以小組形式來共同解決更大項目中復(fù)雜的問題。而問題和項目并非需要趨同的解決途徑，要求學(xué)生能夠說明自己解決問題的方案，并能夠論證所提方案針對真實的PBL項目要求的適用性，這個過程通常被定義為問題解決的過程。針對復(fù)雜問題的解決，大多數(shù)情況都有多種可能的解決方案，每一種解決方案都各有長處和局限。因此，對于學(xué)生來說，不僅要拓寬知識面來通過高風(fēng)險測試，還要提升知識的深度、具備批判性思維、善于分析，能夠系統(tǒng)地反思自己所提解決方案的長處和局限，強化更高水平的思維技能。然而，現(xiàn)實中沒有一次工程的設(shè)計和科學(xué)的發(fā)現(xiàn)不是經(jīng)歷多次失敗的，在STEM項目教學(xué)中若要學(xué)生向工程師、科學(xué)家那樣，以解決真實問題的造物需求為探究主線，那么“失敗”則在所難免，它是認知發(fā)展總鏈上一個不可避免的環(huán)節(jié)。倘若能在此過程中有意識地運用復(fù)盤思維，讓學(xué)生在實戰(zhàn)項目中始終處于積極的參與狀態(tài)，通過動手動腦，在高頻、有深度、持續(xù)地復(fù)盤操作中完成對知識的“動態(tài)建構(gòu)”，從而實現(xiàn)“知識鏈”“思維鏈”“行動鏈”三鏈融合，才能讓STEM教育煥發(fā)其應(yīng)有的光芒。一、復(fù)盤的內(nèi)涵解析及其學(xué)習(xí)機理所謂復(fù)盤，是圍棋中的一個術(shù)語。本義是當我們下完一盤棋后，要在棋盤上重新走一遍，看看哪些子走得好，哪些子走得不好，這個重新走一遍且伴隨深度思考的過程就是復(fù)盤，也稱為復(fù)局。這種走一遍不是簡單地將棋子按照原來的順序還原，而是要對每一手重新進行思考。一是為了還原當時的思考邏輯，二是因為事后重來可以獲得一種畫外看畫的角度，使其有一種局外人的從容，給了自己一個更為理性的再思考的機會。通過復(fù)盤，能夠發(fā)現(xiàn)“自己在對局過程中，哪些是疑問手，哪些是勝負手，哪一步錯了，哪一步精彩。對于疑問手，還有哪些不同的應(yīng)對手法，更好的下法是什么，下法改變之后的應(yīng)對是什么，不同手之間的順序需不需要進行調(diào)整等等”[2]26。當下，復(fù)盤泛指“在頭腦中對過去所做的事情重新‘過’一遍。通過對過去的思維和行為進行回顧、反思和探究，找出原因，總結(jié)規(guī)律，從而指導(dǎo)我們解決問題，幫助我們提升能力”[2]27。復(fù)盤不僅僅是對過去的復(fù)制呈現(xiàn)，而是對各種可能性進行探討，是有系統(tǒng)、有目的性、有策略的。復(fù)盤的關(guān)鍵在推演，也正是推演這個動作將復(fù)盤與總結(jié)從本質(zhì)上區(qū)別開來［3］14。U型學(xué)習(xí)法是復(fù)盤的學(xué)習(xí)機理?！安宦劜蝗袈勚?，聞之不若見之，見之不若知之，知之不若行之。學(xué)至于行而止矣。行之，明也；明之，為圣人?！边@是《荀子?儒效篇》中關(guān)于學(xué)習(xí)的闡述。意思是只有能踐行的學(xué)習(xí)，才是完整的、真正意義上的學(xué)習(xí)，包括聞、見、知、行四個步驟（如圖1）［4］54。聞，指的是一個人的學(xué)習(xí)與成長離不開豐富的閱歷，我們要爭取更多的機會去體驗，并及時對所經(jīng)歷的進行回顧、梳理，積累讓有意義學(xué)習(xí)發(fā)生的“原材料”。離開了體驗，學(xué)習(xí)將被架空，也就不可能真正發(fā)生。見，是指學(xué)習(xí)不僅要回顧、梳理，還要進行深入地分析，要找出成敗的原因與關(guān)鍵點，進而產(chǎn)生一些有見地的想法。離開了分析和反思，學(xué)習(xí)便成了機械與重復(fù)，即使閱歷再豐富，也不可能產(chǎn)生全面、系統(tǒng)、有深度或正確的知識與思想。知，強調(diào)的是一些看法、見地的產(chǎn)生可能存在偶然性，我們要能通過舉一反三去深入探究事物背后的規(guī)律，要充分考慮各種可能的變化，包括對未來的適用性，并提煉出具有普適性和一般性的規(guī)律。這是一種有效行動的能力、是一種創(chuàng)新。行，是指學(xué)習(xí)是知行合一的，知識要作用于實踐并指導(dǎo)實踐，從而提高行動效率和效果，這才是真正的學(xué)習(xí)。如果沒有經(jīng)過實踐的檢驗、沒有后續(xù)的轉(zhuǎn)化與應(yīng)用，這種知識便只能是惰性知識，在實際行動時難以產(chǎn)生作用。從思維的脈絡(luò)上看，以上四步是一個由表及里、由此及彼的過程。首先是對具體經(jīng)歷進行回顧、梳理。此乃“此”和“表”；其次是對比、分析和反思，找出本次行動中得失利弊、不足與亮點，透過現(xiàn)象看本質(zhì)，把握關(guān)鍵，此乃“此”和“里”；第三，要舉一反三，總結(jié)并提煉具有普適性的、一般性的規(guī)律，此乃“彼”和“里”；最后，將得到的一般規(guī)律、普適性原則作用于未來的新問題、新挑戰(zhàn)、新任務(wù)，此乃“彼”和“表”。這里可以看出第一步到第二步是一個“由表及里”的過程，要求洞悉事物本質(zhì)、把握關(guān)鍵；第二步到第三步是“由此及彼”的過程，去粗取精、去偽存真、歸納、總結(jié)、提煉，完成由實踐到理論的提升；第三步到第四步則是從理論又回到實踐，用理論來指導(dǎo)實踐，在實踐中靈活、創(chuàng)新，權(quán)變地使用理論并豐富或產(chǎn)生新的理論，如此循環(huán)。整個過程的輪廓就像字母“U”，故將其稱為“U型學(xué)習(xí)法”。因此，“對于復(fù)盤來說，回顧、反思、探究、提升，一個都不能少”［2］27?；谏鲜龇治觯胝嬲龔膹?fù)盤中學(xué)習(xí)，就必須遵循特定的邏輯、程序或者步驟［2］105。二、復(fù)盤在STEM項目教學(xué)中的多元價值STEM是一個多學(xué)科融合的課程，強調(diào)學(xué)科整合，這就要求學(xué)生必須要有跨學(xué)科思維，跨學(xué)科思維是學(xué)科思維之上的思維，如，系統(tǒng)性思維、復(fù)盤思維、結(jié)構(gòu)性思維、模式化解決等等。在小學(xué)STEM項目教學(xué)中，重視學(xué)生對復(fù)盤的操作與應(yīng)用，對于培養(yǎng)21世紀復(fù)合型理工人才具有十分重要的價值。（一）有助于總結(jié)規(guī)律，固化流程基于PBL的STEM教學(xué)活動必然包含很多富有技術(shù)含量的工程活動，如，土木工程的各項施工方法、施工順序等等，而有意識地進行復(fù)盤能幫助學(xué)生在思考中統(tǒng)籌安排任務(wù)，形成一個較為合理的管理計劃和正確的施工程序，固化技術(shù)操作流程，最大程度減少返工的次數(shù)，節(jié)約時間和成本，提高項目實施效率（如圖2）。（二）有助于區(qū)分有意義的失敗和無意義的成功所謂有意義的失敗是指學(xué)生雖然在具體實踐操作中沒有完成任務(wù)或者沒有達到預(yù)期目標，但是能夠從中汲取經(jīng)驗教訓(xùn)，弄清失敗的原因并找到改進的方法，能夠在失敗中不斷學(xué)習(xí)，使得下次不再犯同樣的錯誤，那么，這種失敗就是有意義的（如圖3）。相反，如果不允許犯錯，或者對失敗不夠?qū)捜荩蜕儆腥嗽敢鈬L試新的行為和做法了，按部就班絕不可能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，STEM項目教學(xué)也會因此失去它應(yīng)有的生命力、活力和適應(yīng)力。（三）有助于校驗行動方向階段性復(fù)盤可以讓學(xué)生在STEM項目的行動過程中隨時審視工程活動進展，看看是否偏離了原來設(shè)定的方向，也可以確定在目前現(xiàn)有資源條件下，之前設(shè)定的目標還是否合理，決定還是否正確，以及是否需要做出調(diào)整。要能夠經(jīng)常跳出來仔細分析局部和整體的關(guān)系。每做一件事都要清楚目標是什么，是否符合更高層面的要求，只有通過對目標的不斷追問，才能牢牢把握行動發(fā)展的方向，最終完成任務(wù)。（四）有助于看清問題背后的問題，直擊事物的本質(zhì)在STEM項目中運用復(fù)盤可以讓學(xué)生的思路更加清晰，更好地理解事情，透過現(xiàn)象看本質(zhì)，探索問題背后的問題，從而對在進行項目的未來發(fā)展有一個更加明確的預(yù)期，對后續(xù)的行動能夠加以有效地指導(dǎo)。（五）有助于發(fā)現(xiàn)和產(chǎn)生新的想法與知識復(fù)盤是學(xué)生知識組成的重要來源，是能力提升的重要方式。我們每個人所獲得的新的知識和思路可以說都是復(fù)盤的結(jié)果。在STEM項目學(xué)習(xí)中進行復(fù)盤操作可以促使學(xué)生發(fā)現(xiàn)新信息，提出新假說，總結(jié)新規(guī)律，形成新思路，幫助他們一步步接近問題的真解決。一個不會復(fù)盤的人，將無法從自己的經(jīng)歷中學(xué)習(xí)提高，無法增長自己的能力，無法改進自己的思考，無法面對未來不確定性的挑戰(zhàn)。（六）有助于認清自我、提升品性學(xué)生在工程活動獲得成功時，及時對所做的事進行復(fù)盤可以讓他們明白，究竟是因為掌握了知識、技術(shù)方法、規(guī)律獲得的成功，還是運氣使然。項目失敗時，通過復(fù)盤可以讓他們明白究竟是想法出現(xiàn)了錯誤，還是執(zhí)行時出現(xiàn)了失誤，又或是外在因素發(fā)生了不可預(yù)測和控制的變化。不論成功與失敗，通過復(fù)盤這一方法，最終能讓學(xué)生認清自己，不因外在的成功而沾沾自喜，也不因外在的失敗而垂頭喪氣，能夠勇敢、客觀地直面各種行動結(jié)果，在不斷地復(fù)盤中，想辦法解決問題。復(fù)盤的次數(shù)多了，積累的經(jīng)驗也就多了，面對學(xué)習(xí)和做事，就不會輕率，而會深思，不會輕浮，而會沉穩(wěn)，從而實現(xiàn)品性的提升、氣質(zhì)的改變。復(fù)盤作為一種做事方法，它是學(xué)生能力提升的加速器，是看清問題的透視鏡，是認識自我的平面鏡，是發(fā)現(xiàn)答案的探測儀，是獲取新知的發(fā)生機，是錯誤做法的糾偏器。每當進行一次復(fù)盤，都是對其思維的一次深度訓(xùn)練。［3］52三、復(fù)盤的步驟及在STEM教學(xué)中的應(yīng)用初學(xué)復(fù)盤需要按照一定的步驟進行（如圖4），步驟是復(fù)盤的流程，可以保證每個參與復(fù)盤的同學(xué)都知道如何參與，從而發(fā)揮自己的作用，從而保證復(fù)盤有序進行，更能在復(fù)盤中得出有價值的認識。1.回顧目標目標能夠指引我們行動的方向，沒有明確的目標就不知道該往何處努力。復(fù)盤開始即進行目標回顧，目的是讓參與復(fù)盤的學(xué)生知道自己將要討論什么，怎么評判。六年級學(xué)生在對“建造鵝泳池”這一項目進行復(fù)盤時，他們首先要將自己預(yù)先設(shè)定的目標在黑板上或PPT上呈現(xiàn)出來：本著經(jīng)濟、美觀、實用的原則在杉樹林里給大鵝設(shè)計建造一個較為舒適的游泳池。要求充分考慮防水、排水等問題。將目標展示在顯眼的地方，可以時刻提醒學(xué)生正確解讀目標，不跑偏、保證復(fù)盤方向正確。2敘述過程復(fù)盤得有“盤”，而做過的事就是我們要復(fù)的這個“盤”，敘述過程就是讓這個“盤”可視化、顯性化。但，這個敘述過程不是用語言敘述，而是用文字記錄。因為用文字記錄事件可以幫助學(xué)生對信息進行梳理，訓(xùn)練了邏輯能力，思考如何讓整個事件重現(xiàn)，訓(xùn)練了思維，同時還鍛煉了學(xué)生對文字的駕馭能力。真實的PBL項目可能需要很長時間，甚至幾個月才能完成，這種情況我們可以采取階段性進行記錄的方式分階段記錄，把階段性記錄整合起來，就是整個項目的記錄了。如敘述“建造鵝泳池”，可以分別在總設(shè)計、土木工程的實施與進展、混凝土工藝的實施、綠化等等，分階段、分步驟的記錄，整個敘述過程要保證客觀真實、全面完整，細節(jié)豐富。3.評估結(jié)果評估結(jié)果標志著復(fù)盤進入了分析、反思階段。目標是想要達成的，而結(jié)果是實際做到的。將實際結(jié)果與目標對比，可以知曉目標的達成情況（如表1）。如，結(jié)果和目標一致，完成情況達到了預(yù)期；結(jié)果超越目標，完成情況比預(yù)設(shè)還要好；結(jié)果不如目標，比預(yù)設(shè)要差；結(jié)果中出現(xiàn)了目標中沒有的項目是在過程中新增加的；目標中有的，結(jié)果中卻沒有該項目完成情況。如，學(xué)生在復(fù)盤“建造鵝泳池”時的結(jié)果與目標對比：結(jié)果不如預(yù)期目標（堅固性略差、施工粗糙、不耐久、最后3厘米污水難以抽凈等），消失的目標（黏土做防水墻，雖可以防水，但是經(jīng)不住鵝叨，堅固性不夠）新增的目標（混凝土掛網(wǎng)、卵石鋪面）。復(fù)盤中要讓學(xué)生找到實際結(jié)果與期望的目標之間的差別，然后對造成這種差別的原因進行深度分析并繼續(xù)探究，最終實現(xiàn)目標。4.分析原因分析原因是學(xué)生在復(fù)盤中一個非常關(guān)鍵的重要動作。原因分析到位與否將直接決定復(fù)盤是否卓有成效。首先，分析原因要從評估結(jié)果中與預(yù)期不一致的地方入手，并針對這些提出問題：為什么？從而進入研究分析軌道。學(xué)生們只有常問為什么，才能不斷發(fā)現(xiàn)新知，得到的新結(jié)論，同時，也只有知道在哪里問出“為什么”才是最有價值的[2]119。其次，任何一件事都有它的關(guān)鍵點，關(guān)鍵點處理好了，行動的效率、效果自然也不會差。若想從關(guān)鍵點入手分析，這就要求孩子們必須要對整個事情有較為透徹的認識，能準確抓住關(guān)鍵所在，查看關(guān)鍵的地方做得怎么樣，為什么會這樣，并進行連續(xù)地追問，直到弄清最終原因。再次，可以從最著名的連續(xù)追問法“5why分析法”入手分析。也就是說，當出現(xiàn)問題的時候，學(xué)生要善于通過“連續(xù)追問5個為什么，以探究問題背后真正的原因”，找出真正解決問題的辦法。當然，這里的5只是一個代表性數(shù)字，并非確定性要求，意思是要追問到事物的原點，直到問題解決。最后，還要從反思自己分析原因。縱然，學(xué)生找到客體規(guī)律，能讓他們以后事情做得更好，但如果主體行為本身沒有發(fā)生變化，對新的客體規(guī)律認識又不到位或者不能被有效運用，都不見得會有多大成效。復(fù)盤中反思自己主要從兩個方面進行，一是做事的態(tài)度，二是做事的方式。態(tài)度是積極主動，還是消極被動，是自己想往前走的，還是別人推著走的，是用心還是交差，是注重成長過程還是看表面成績。方式上是閉門造車，還是尋求各種幫助，是埋頭苦干，還是抬頭看路，是一言堂還是廣泛聽取他人意見，這些都是我們要關(guān)注的復(fù)盤內(nèi)容。在建造鵝泳池時，需要用黏土來對鏟過的池壁進行找平、封孔，使其更加堅固，且起到防水作用。行動中卻是有的孩子怕吃苦、敷衍了事，隨便把泥巴糊上就完了。那么，仔細想想，你的目標究竟是把泥巴糊上墻即可，還是為了墻體更加堅固呢？如果是為了封堵孔隙、抵擋水對土壤的侵蝕，讓墻體更加堅固，顯然那么做并不能達到我們的目標，理應(yīng)一點一點的用力來回搓抹才能增加它的密度，從而增強堅固性。至于最后的結(jié)果也可想而知了——坍塌。這是做事的態(tài)度問題。5.推演規(guī)律跟風(fēng)并不是某個行業(yè)獨有現(xiàn)象。模式跟風(fēng)、產(chǎn)品跟風(fēng)，都是規(guī)律總結(jié)時思維懶惰的結(jié)果?！胺治鲈颉边@一步，能讓孩子們更新一些認知，總結(jié)一些規(guī)律，提煉一些方法，確定一些新的行動措施。但正確的規(guī)律不是那么輕易就被總結(jié)出來的，結(jié)論不能太快得出，因為它很可能是假的，是錯誤的。因此我們要求學(xué)生能對“分析原因”后獲得的規(guī)律、認知進行再推演，要使其能夠經(jīng)受邏輯