基于創(chuàng)新教育的初中STEM校本課程開發(fā)與實踐研究

章磊

摘要：本研究通過分析國內外STEM課程研發(fā)現狀，開展初中STEM校本課程開發(fā)并進行實踐，旨在開發(fā)出校本STEM教材，提升學生創(chuàng)新能力。

關鍵詞：STEM 課程 創(chuàng)新 實踐

中圖分類號：G633 ?文獻標識碼：A ?文章編號：1009-5349（2019）10-0174-02

在21世紀復雜世界中維持競爭力，離不開科技創(chuàng)新和人才培養(yǎng)。習近平總書記指出：“實現創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略決定著中華民族的命運”，并在兩院院士大會上強調創(chuàng)新人才培養(yǎng)是一個國家教育發(fā)展的方向。2016年重慶市教育科學規(guī)劃辦發(fā)布的《重慶市教育委員會重慶市財政局關于實施普通高中發(fā)展促進計劃的通知》（渝教基〔2015〕5號）指出：進一步深化基礎教育課程改革，旨在探索開發(fā)基于創(chuàng)新教育初中STEM校本課程，普及STEM教育，提升學生的創(chuàng)新能力，培養(yǎng)出具有未來學習能力的中學生。

一、國內外STEM課程研究現狀述評

STEM 是科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）和數學（Mathematics）四門學科的簡寫，其教學過程不只是四門學科知識簡單加和，而是知識的綜合運用。

（一）國外STEM課程研究現狀

2007年克拉克與厄內斯特發(fā)表《科學、技術、工程和數學整合的一例模型》，進行了技術課程融入整合課程的思考，為STEM課程整合提供理論基礎;2011年赫施巴赫在《STEM計劃：約束及挑戰(zhàn)》中從STEM課程內涵的角度，提倡STEM進行概念教學，重組科學、技術、工程和數學課程;2013年瑪格麗特等人發(fā)表了《搭建工程設計與PK-12課程發(fā)展的橋梁——通過STEM教育質量框架的使用》，該文論述了實施項目式研究對學生興趣的影響。

從上述的研究結果可以看出，國外研究人員的研究從簡單理論研究再到課程的整合研究，開展設計有關STEM的項目，將科學、技術、工程與數學課程以整合的形式呈現給學生，激發(fā)學生學習興趣，提高動手實踐能力。

（二）國內STEM課程研究現狀

國內對于基礎教育階段的數學與科學課程的研究起步較早，研究成果也比較豐富，而對于工程教育、技術教育的研究起步較晚，研究的成果也相對較少。

2007年，許茵、雷慶的《中美K-12工程教育及其與高等工程教育銜接的比較研究》一文，為我國基礎教育階段和高等教育階段的工程教育提供了一些啟示與參考;2011年黃芳的《美國K-12工程教育與高等工程教育的銜接及啟示》介紹了美國K-12工程教育的現狀;2012年管光海在《外國中小學教育》發(fā)表《美國K-12階段技術教育：背景、現狀與啟示》一文，文中從美國K-12階段技術教育的目標、課程內容、教學實施、課程評價等方面進行闡述，并根據我國技術教育目前存在的問題提出了相應的建議;2013年丁杰等在《科學、技術、工程與數學教育創(chuàng)新與跨學科研究》一文中梳理了STEM 教育的教學模式、教師專業(yè)發(fā)展以及創(chuàng)新應用成果，反映了國際STEM教育研究與實踐的新趨勢;2016年王潤英老師將STEM教育與高中生物學教學相結合，讓學生體驗項目策劃和實施的具體過程，感受自己生產產品的快樂，感知科學技術和生產實踐之間的緊密聯系，便于學生將以后的科學研究成果更加有效地應用于實踐。

綜上所述，目前國內STEM教育主要分為以下幾類：傳統(tǒng)的課堂內數理化教育——以應試為主;勞技課教育、創(chuàng)客類教育——以定向模仿為主;樂高、VEX、FTC等機器人比賽——以獲獎為主。

二、研究成果

（一）問卷調查，研判現狀

進行課堂教學前，對實驗班級的學生進行問卷調查，分析學生現狀，結果如下。

1.性格與職業(yè)類型測試統(tǒng)計分析

實驗班共有125人完成了性格與職業(yè)測驗。通過統(tǒng)計我們發(fā)現：同學中傾向于社會型的人數最多，有104人;其次傾向于調研型，有94人;再次為實際型，有76人;常規(guī)型和企業(yè)型分別有58和56人;藝術型的人數最少，為45人。從上述調查數據來看，實驗班的學生具有動手實踐的基礎，有利于STEM課程的開展。但藝術型的學生最少，這和藝術教育的弱化存在一定的關聯，因此在STEM課程教學中要對學生滲透藝術及人文主義，培養(yǎng)良好的審美情趣，使學生制作的作品具有一定的美感。

2.多元智能評價統(tǒng)計分析

2019級37班共有123人完成了多元智能測驗。通過統(tǒng)計發(fā)現：在數理邏輯方面比較突出的有69人;在語言運用方面比較突出的有61人;在視覺空間方面比較突出的有58人;在自我認知方面比較突出的有45人;在人際交往方面比較突出的有50人;在音樂旋律方面比較突出的有47人;在自然觀察方面比較突出的43人;在身體運動方面比較突出的有37人。從上述來看，實驗班學生數理邏輯能力、語言運用和人際交往上都存在明顯的優(yōu)勢，這為STEM培養(yǎng)學生數學和理工素養(yǎng)、小組合作和表達奠定了堅實的基礎。

（二）文獻閱讀，整理成文

研究者綜述了國外STEM課程研究開發(fā)，提出STEM培養(yǎng)學生的七大核心素養(yǎng)，即批判性思維、信息收索整合、溝通合作素養(yǎng)、創(chuàng)造性解決問題、終身學習素養(yǎng)、自我認識調控素養(yǎng)、成長型思維素養(yǎng)。

（三）開發(fā)2本校本教材

研究者根據學生現狀和文獻研究，開發(fā)出了2本校本教材，即《設計及制作投石機》《設計及制作茶多酚結構項鏈》，著重培養(yǎng)學生七大核心素養(yǎng)，滲透職業(yè)教育，培養(yǎng)學生藝術審美情趣。

（四）課堂教學有序推進，課外行知釣魚城

2016年秋期主要進行《設計制作投石機》課堂教學，2017年秋進行《設計制作茶多酚項鏈》教學。課堂教學以問題導學、小組合作的模式進行，學生參與度高;課外教學以家庭為單位，開發(fā)了行知課程。行知課程之一就是游覽釣魚城，班主任設置任務，在游玩的同時學生要了解釣魚城的歷史文化精髓，在父母的指導下設計及制作一臺投石機。

（五）全校普及STEM教育

2016寒假學校開展了的“STEM”的創(chuàng)新教育，在全校普及STEM教育，培養(yǎng)學生在靈活的學習空間適應未來各種學習活動的問題解決能力，在非教師主導的課堂環(huán)境中，激發(fā)學生創(chuàng)造力，促進協作學習、發(fā)現學習以及實驗學習。

（六）借助微信，普及理念

開學初，研究者建立了家長微信群，適時在微信群里分享關于STEM的文章，同時發(fā)動家長去關注分享STEM的文章。在家長思想中滲透對孩子批判性思維、信息收索、團隊合作和創(chuàng)新學習相關理念。在研究者的影響下，許多家長開始關注STEM教育，贊成這種跨學科學習、項目學習理念。

總之，本研究對學生創(chuàng)新意識與能力的培養(yǎng)取得了一定的成效，但如何在教學中有機融合科學、技術、工程和數學知識還存在激烈的挑戰(zhàn)。STEM教育是舶來品，要想在中國落地生根就必須與中國文化相融合，所以融入中國人文特色的STEM教育將是未來發(fā)展的方向。

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[6]許茵，雷慶.中美K-12工程教育及其與高等工程教育銜接的比較研究[J].高等工程教育研究，2007（5）：16-19.

責任編輯：孫瑤