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摘要：学生“学习思维进阶”表达方式来在不同个体间存在差异，且主动性不够，在高阶深层学习问题更不能有效组织并清晰“可视”。新课标（2022版）关于核心素养内涵、学科核心概念等对技术、工程与社会、工程设计与物化等进行强调。教师创设STEAM项目模块情景且给予较充足思考时间，从模块的构建指导、模块分解、模块展示分享、互评，最后项目模块框构等入手，让学生预约探究实验、练习题讲解或整课上课，在教师指导、鼓励、评价下让学生有一个自主消化梳理、共享交流、重组更新原有知识库过程，改良学生学习习惯和思维方式，提高学业水平。教师的教学技能和教学素养得到了提升。

关键词：STEAM；项目模块；思维进阶

1.思维进阶可视化探索缘起

1.1学生思维进阶现状

Ⅰ 在新课教学、预约探究实验、练习讲评课，让学生操作实验、分析讲评习题，许多学生都能主动上台，能较有条理的模仿老师进行表达，且有时思维巧妙让老师佩服其很有创新性。特别是让学生合作来进行整节课的教学设计、上课，学生的热情度更高，往往都能精心准备课件、实验器材等，课堂中俨然一个“小老师”（图1）。

——只要给予一定平台并激发学生展示欲望，学生都有“思维表达”的需求。

Ⅱ 在协学小组合作学习时，学生对探究性实验时总是忍不住想迫切地动手操作，往往此时他们脑中是没有实验方向（目的）性，仅是对实验器材好奇或有展示自己动手能力强的欲望，但在实验操作中经过自己的摸索（或资料学习）却能逐步掌握操作技能，在汇报时也能回答一些操作性问题但思维显化是紊乱的，且探究活动中主动更深层的探索实践（思维进阶）或对实验意外追踪研究性不足（图2）。

——学生在实验过程没有进行项目模块的构建，在活动过程中原有前概念的经验性引导及学习步骤步性开展，致使学生完成实验后学生能回答一些步骤显性问题，但对于高阶深层学习问题就不能有效组织并清晰表达。

1.2学生思维进阶访查

对学生“思维进阶”呈现意愿性访查：

——数据分析可知：学生利用“思维进阶”方式来表达自己思考，在不同年级存在一定差异，但若是教师能给予创设一个环境（学生小组活动等）、给予较充足思考时间，让学生有一个消化梳理过程，则在“思维进阶”呈现环节就有更大的参与度。从让学生预约练习题讲解或整节课上课的积极性也反映学生是有迫切性展示，只是需要我们教师进行指导、鼓励、评价等。

1.3 STEAM项目模块推进价值

★深入分析：人的行为表现分表象、潜在。在不同层次内化作用下表现出不同行为。学生的学习行为更是一个受多种因素干扰的综合性过程（图3）。

在学生分析时，学生之间思维水平差度不大，学生利用自身的“思维进阶”可视化表达自己对问题的剖析理解，其他学生也易接受。

但学生在自身思维组织时可能由于问题的复杂、综合性，致使“思维进阶”表达有些混乱，教师可利用STEAM项目模块思想进行问题（任务）分割（搭阶）设计各种探究或理论活动如创设情景、任务驱动、设计问题层次性链等，则学生思维的方向会更明确。这对于改变学生学习态度，激发学生兴趣，提高学习参与度方面都有帮助，能真正提升学习能力。促进学生发展核心素养中学会学习、实践创新等关键能力的培养提升，于跨学科的思维提升有重大作用。

2.思维进阶可视化探索思路

3.STEAM项目模块推进思维进阶可视化的课堂实践

3.1 STEAM模块项目实施流程

3.2 STEAM项目模块案例实践

★案例1：《体内物质的运输》之思维进阶辩血流

【学习分析】  《体内物质的运输》是浙教版科学九上第四章第3节。本节是在“食物的消化与吸收”后，再学血液循环。对心脏、血液等并不陌生，但其功能、分类等不清晰，一些血管知道名称但却在不能关联到位。原因是缺乏感性材料来支撑。对许多如房室瓣、动脉瓣、整个血液循环的血液流向及成分变化等知识点就易出现混淆。教学设计借助项目模块让学生在模块任务驱动下，以“思维进阶“形式将自己的思维过程呈现模块展示说明中，在相互比较、讨论中初步学习心脏功能、血液循环过程，并能理解结构与功能相适应，迁移到解释一些生活现象。

【模块实践】

1.项目模块分工，各司其职

将学生较感兴趣的话题（联系教材点）汇总梳理，由学生自己确定项目模块学习内容（教师进行引导，一些偏离学科年级点则推迟或删除），教师也可筛选些社会发展中的热点、与学科关联度较大的情景供学生挑选，这样可使项目范围更广。协学组分配任务时，根据学生个性特征协同完成，若是周末任务则让家长也可参与到其中设计，起协助及监督作用。

2.项目模块展示，各显神通

项目模块1：画心脏——思维进阶之S、A

（1）呈现学习单，在人体框图中描画心脏。

①学生在学习单上找心脏位置，并描画出心脏形状、大小（图6）。

②协学组交流讨论，集中于纠偏问题，初步统一心脏位置及大小，同时对心脏相连的主要血管回忆。

问题回顾：过程学生会出现心脏形状（大多是心形，但也有个别心尖）体积过大/过小，位置偏离等问题。

③拓展心脏相连的主要血管，血液流出心脏称动脉，血液流回心脏称静脉）（图7）。

◆可视化：绘画让学生之间互评过程交流，让不同学生的思维在出声讨论之中有碰撞，形成个人认识。同时再展示人体内脏（重点心脏）和心脏实物模型，让学生对位置、形状、大小等有更感性的直观认识。

项目模块2：说心脏——思维进阶之T

①音频学习心脏及血液循环功能的整体介绍。

先个人独思分析心脏、血液循环功能“关键词”。协学组相互讨论之后汇报教师梳理：为血液循环流动提供动力，把血液循环运行至身体各个部分。

呈现关键词：血压动力高；单向循环；循环效率高且血流速度快。

②想心脏结构、血管中血液流向。

学生根据自己预想用铅笔作图画出心脏结构及血管中血液流向。先独思再在协学组内讨论个人作图。（表一）

▲思维进阶之辩疑      （表二）

◆进阶可视表达自己对音频中有效信息的摄取，并在作图过程呈述出自己的理由，及学生之间互评过程交流，教师在过程中要注意适时引导设疑：为了使我们人类能适应更复杂的外界环境，人体的血液最好能供应充足氧气、营养物质等，血液流动速度、血压都提高，这样的变化使哺乳动物有更大的活动范围。让不同学生的思维在图媒体的辅助下，利用多种方式表达，能使思维活动更灵敏。

▲疑后再修改：在学习单上针对自己原先练习进行修改。

模块项目3：构循环——思维进阶之E

疑1：血液在心脏、血管内流动，如何实现氧气、营养物质等在血液的运输下送达各个组织器官？

在前面学习基础上，心脏有四个腔，相应血管也有不同，则可分两个方向：一部分与肺形成循环即肺循环；另一部分与全身各个组织器官连接形成循环即体循环，从而实现血液循环的血管循环连接并逐步将氧气、营养物质的交换致使血液成分的变化也融合与其中。

简画练习：协学组内进行简图画血液循环。再学生进行“思维进阶”表达，其他协学组相互配合。

交流展示评比：将氧气的变换进行重点解析。

疑2：血液在心脏、血管内单向流动，那又如何实现？

联系心脏结构，再学习血管、心脏瓣膜等，了解其单向开通性，学习单上再

完善。再观察演示模型，进一步加强直观表像理解（图8）。

模块项目4：算血量——思维进阶之M

根据专业术语，学会计算：如果心室每次搏动输出的血量（称为每搏输出量），人体静息时约为70毫升（60～80毫升）心率每分钟平均为75次，则每分钟输出的血量约为5250毫升（4500～6000毫升），即每分心输出量（通常所称心输出量，一般都是指每分心输出量）。人体的血液总量大约是4000毫升，大致相当于本人体重的7%～8%。联系这些数据你又能分析得到什么信息？

3.项目互评框构，各有所获

模块项目4：做模型——思维进阶之E

课后制作人体血液循环模型，并进行展示评比。对于优秀作品让学生介绍制作经验，并阐述其对血液循环的理解（图9）。

4.项目模块推进“思维进阶”可视化研究成效

4.1 学生和教师方面

按照项目模块推进“思维进阶”可视化研究，学生的学习习惯和思维方式得到了改良，教师的教学技能和教学素养得到了提升（图10）。

4.2 学生与评价方面

对学生出声思维呈现意愿性访查.（抽样九年级学生30人）

再回访，发现各个指标均有较大程度提高，说明学生对项目模块推进思维进阶可视化研究是认同的，也在研究活动中受到了较大收获。通过思维进阶的实践研究，学生对课堂活动兴趣度有较大提高，在各类阶段性评价水平也明显提升，尤其是在科学探究性方案设计类综合性内容回答，思路清晰许多。

4.3 学生与家长方面

周末项目实践类亲子活动，学生在学习过程中与家长交流更多，亲子关系有较大改善。学生也积极参加社区实践，宣传五水共治、垃圾分类等，在各项活动之中学生的“思维进阶”可视化表达较以前有明显提高，许多家长反映孩子变的更会“讲”更能“动手”了，有自己的思考，感觉长大了！家长利用多技术手段与教师（学校）或其他同学家长及时交流，家形成真合力。

参考文献：

[1]伍碧瑶，何仁生，曾健平.中小学STEM课程的教学设计模式与课堂应用研究【J】软件导开，教育技术.第17卷第六期.2018年6月：10-15.

[2]李世瑾，周榕，顾小清.基于学习进阶的STEM教育模式[J]．现代远程教育研究，2022，3（1）：18-21.

[3]於慧敏.以可视化教学助推学生的数学思维进阶[J]．江苏教育，2021， 8：10-14.

作者简介：

张雪忠，1977年1月，男，高级教师。

浙江省桐庐县叶浅予建兰学校，浙江省杭州市桐庐县凤川街道七里山路18号，311500