基于中學校本資源的STEM課程設計初探

王錚

摘 要：面對科技和社會飛速發(fā)展提出的新要求，人才培養(yǎng)需要新的方式。產(chǎn)生于美國的STEM教育以跨學科教育方式培養(yǎng)創(chuàng)新性人才為目標，受到越來越多的關注。STEM教育被引入中國的時間較晚，相比于美英法和韓國新加坡等已經(jīng)取得豐碩的國家，中國的STEM教育仍處于探索和研究階段。學校和教師應著眼于未來教育發(fā)展方向和學生發(fā)展需要開展積極的教育探索。學校和教師應秉承STEM教育理念，從真實生活問題出發(fā)，有效整合校本資源，充分發(fā)掘和利用校外可利用資源，構建基于校本資源的STEM校本課程。《學生公司》課程是基于STEM教育理念進行的一次嘗試。

關鍵詞：STEM教育;《學生公司》課程;課程設計

一、引論

STEM指科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）和數(shù)學（Math）四門學科。STEM教育是基于四門學科的多學科交叉融合的教育。STEM教育具有跨學科、趣味性、體驗性、情境性、協(xié)作性、設計性、藝術性、實證性和技術增強性的核心特征（余勝泉、胡翔，2015），這是傳統(tǒng)學科教育所不具備的。美國、加拿大、英國、法國、新加坡、韓國多國將其付諸實踐（李春密，趙蕓赫，2017）。“各國的教育實踐表明，STEM教育有助于培養(yǎng)學生的科學探究能力、創(chuàng)新意識、批判性思維、信息技術能力等未來社會必備的技能和創(chuàng)新能力，并有可能在學習者的未來生活和工作中持續(xù)發(fā)揮作用。”

筆者負責實施的《學生公司》是學生以10人左右的小組為單位學習商業(yè)開發(fā)的課程，面向高中學生，為期一年。課程內容涵蓋從市場調研、產(chǎn)品開發(fā)設計和生產(chǎn)銷售到公司組建、運營推廣等方面。學生通過尋找“甜點”開發(fā)設計產(chǎn)品，自己進行市場調研并論證可行性，組建自己的公司，以團隊方式運營。課程涉及經(jīng)濟、物理、化學、計算機等多個學科的知識。《學生公司》的實施在JA中國華南總部的幫助下以政治學科為主，綜合物理、化學、地理、歷史、計算機、綜合實踐等學科，是基于中學校本資源開展STEM教育的一次生動實踐。

二、STEM校本課程的意義

STEM教育是為解決傳統(tǒng)學科教育知識分離的問題，培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識、批判思維和探究能力的綜合素質的人才而提出。該教育理念引入我國時間不長。在部分地區(qū)已有試點應用，但就全國范圍而言仍處于探索研究階段，尚未形成適應我國教育實際的成熟模式。鑒于STEM教育已經(jīng)取得積極成果，學校和教師應當行動起來，積極參與到教育教學改革實踐中，探索利用校本資源實施STEM教育。

（一）充分發(fā)揮學生主體作用，激活內生動力，培養(yǎng)綜合能力

STEM教育以真實問題為導向，激發(fā)學生求知欲。教師通過設置情境觸發(fā)學生體驗，增強學習趣味性，通過巧妙設置學習環(huán)節(jié)，引導學生綜合運用知識。讓學生動起來，真正成為學習的主人，學生科學探究問題、動手操作、批判思維、創(chuàng)新思維、團隊協(xié)作等諸多方面的能力都得到鍛煉和提高。這種激活效應會被放大到學生學習的全過程，持續(xù)推動學生發(fā)展。

（二）學科教學的內容和時間安排相對固定

學科教師在教學中面臨復雜的情況。受知識難度和學生理解能力、生活經(jīng)驗等因素制約，常出現(xiàn)在規(guī)定教學時間內任務不能完成或效果不好的情況。教師可選擇教學難度較大的內容開展STEM教育探索。STEM課程的增加解決了學科課時緊張的問題，STEM課程的體驗性、操作性、探究性、合作性特點也有助于突破教學難點，使學生深化理解，加快知識內化，增強教學效益。

（三）教育是個系統(tǒng)工程，資源只有系統(tǒng)優(yōu)化才能發(fā)揮教育的最大效益

分科教學模式下，即便是高考總分優(yōu)先，教學仍然以學科教學為核心，學科分割不可避免。借助STEM教育模式，學校可以優(yōu)化整合學科資源，提高資源利用效益，提升教學效果。

三、基于校本資源設計STEM課程的建議

（一）真實問題——STEM課程設置之源

生活是STEM教育的基點，生活中的問題是STEM教育的起點。生活中的真實問題能激發(fā)學生求知欲，生活經(jīng)驗是學生到達未知彼岸的橋梁。從生活中求知，知識蘊含在真實問題中，這既是人類幾千年來的做法，也是STEM教育的重要理念。學生利用生活經(jīng)驗和多學科知識進行探索，既能激發(fā)求知欲，豐富生活體驗，又能提高其發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。真實問題是STEM課程的重要特點，也是開展STEM課程的重要原則。創(chuàng)設問題情境在分科教學中也經(jīng)常使用。但學科教學以知識為中心進行教學設計，現(xiàn)實中經(jīng)常出現(xiàn)教師為了知識教學而“編造”問題的情況。STEM課程必須以真實問題情境為出發(fā)點，這是開展STEM課程的源泉。

《學生公司》第一課是尋找“痛點”。“痛點”即生活中的真實問題。學生要基于生活經(jīng)驗發(fā)現(xiàn)自己或他人在生活中遇到的問題，以此為基礎進行思考、探究和產(chǎn)品設計。真實問題隨處可見，它是生活中的小細節(jié)，比如學習用品的使用不順手或書本無處擺放;也是社會性的大問題，比如城市和鄉(xiāng)村治理問題、社區(qū)管理問題等。為此學生要做有心人，善于觀察生活并發(fā)現(xiàn)問題。

尋找真實問題應當將學生的主體作用和教師的主導作用相結合。首先，真實問題源于學生的生活觀察和思考。教師要引導學生觀察生活、善于思考、大膽提問。對學生發(fā)現(xiàn)的問題進行篩選后供學生探究。其次，教師提出問題供學生探究。激發(fā)學生提出問題是最優(yōu)方式。問題至少應該具有普遍性、可行性，讓問題的解決產(chǎn)生積極價值。

（二）校本資源——STEM課程設置之基

與分科教學相區(qū)別，跨學科的綜合性是STEM教育的核心要義。學生在探究和解決問題過程中需要綜合運用科學、技術、工程、數(shù)學等不同學科知識，從多學科的視角思考問題，從而制定更加優(yōu)化的解決方案。學生要解決的目標問題往往是涉及多方面、多領域的復雜問題，這也要求學生通過綜合運用多學科知識和生活經(jīng)驗以解決問題。在《學生公司》課程中，學生小組針對“痛點”尋找解決辦法時，無論是設計實體產(chǎn)品還是解決方案往往都需要用到多學科知識，如數(shù)學、物理、化學、地理等理科知識和歷史、語文、政治、美術等文科知識。例如，其中一款收納類產(chǎn)品的設計，學生進行統(tǒng)計時運用了數(shù)學知識，設計時用到物理知識，選材時用到化學知識，外觀和包裝設計用到美術和歷史知識。另一個解決方案的設計也綜合運用數(shù)學的統(tǒng)計知識、語文的應用文寫作、政治學科的政治制度以及社會調查方面的知識。因此，中學開展STEM課程應當基于校本資源充分發(fā)揮各學科的資源優(yōu)勢，協(xié)調配合，為STEM課程提供堅實基礎。

1.充分利用豐富的學習資源和工具資源

中學的實驗室、計算機室、工具房等各類功能室和實驗工具器材是STEM課程所需的場所和器材。這些場所和設備器材除滿足常規(guī)學科教學使用外還應當服務于STEM課程教育，在學生需要時向其開放，進行相關操作。條件較好的學校可以開設專門的活動室或教室作為STEM課程開展的專用場所。

2.充分發(fā)揮師資優(yōu)勢，調動教師積極性

（1）教師角色重新定位

教師在STEM教育中的角色定位是組織者、引導者、解惑者。從本質上看，STEM教育要充分發(fā)揮學生的主體作用。學生是活動的實施者和主要推動者。教師與學生需要協(xié)作，但教師只在必要時干預，如適時引導方向或在學生求助時給予答疑等。因此，教師要轉變思想，大膽放手讓學生嘗試。這并不意味著教師可以降低自我要求，相反，對教師提出更高要求。教師要具備更廣的知識儲備、更敏銳的觀察能力、更強的組織能力、預測能力及靈活應變能力。

（2）不同學科教師間的配合

分科教學中各學科教師獨立負責教學，彼此之間合作較少。STEM教育中，學科教學的形式被顛覆，活動式的教育活動成為主要形式。不同學科教師在活動的不同階段參與其中，共同為學生提供幫助。這里需要處理好兩個問題。第一，課程主要負責人的確定。在開展STEM課程初期，學生尋找真實問題時很可能是在學科教學過程中受到啟發(fā)而引起思考。因此，STEM校本課程的設置可以考慮由該學科教師作為主要負責人。第二，不同學科教師的溝通協(xié)調。哪些學科教師參與其中是基于問題探究和項目學習的需要。不同學科教師作為STEM課程教育推進的后備資源供學生選擇。學生團隊可以根據(jù)需要尋求相應學科教師的幫助。教師負責人和學校相關部門則負責溝通協(xié)調。一方面，教師負責人應對課程內容進行預測，提前告知相關學科教師做好參與課程的準備。另一方面，在課程進行過程中及時反饋學生需求，確保相關學科教師能及時參與。

（三）校外資源——STEM課程設置之翼

雖然中學擁有一定軟硬件條件作為開展STEM教育的基礎，但在某些方面中學并不能提供所需的全部資源。這就會限制學生的探索空間。為此，中學應當在允許的范圍內充分發(fā)掘和利用社會資源。例如，家長、校友、社區(qū)、政府機構、社會企業(yè)和社會公益機構等。這些組織機構和個人可以提高學生專業(yè)知識水平、。中學如果能與他們建立良好關系，就可以利用其提供的幫助完成STEM課程。《學生公司》項目課程的展開就是與JA中國華南總部合作并得到本校校友的幫助。志愿者提供有關商業(yè)方面的專業(yè)幫助，有效彌補了學校教師在商業(yè)理論和商業(yè)實踐上的欠缺。

（四）課程設計小微化

學校和教師可以嘗試探索實施基于校本資源的STEM教育。但是受資源和能力等方面的限制，中學實施STEM課程的探索階段應當以小微化課程為主。教師可以根據(jù)自己的教學實踐提出一些問題方向作為嘗試。通過小微化課程的探索逐步積累經(jīng)驗，再根據(jù)實際情況，選擇比較成功的選題和方向設置系統(tǒng)化的校本課程。

STEM教育是符合未來社會發(fā)展要求和人才培養(yǎng)要求的教學方式，對學校和教師都提出了更高的要求。學校和教師應當跳出管理和教學的舒適區(qū)，瞄準教育改革發(fā)展的前沿，積極迎接挑戰(zhàn)，更好地為社會發(fā)展服務。學校和教師基于STEM教育理念開展教育探索活動必然會遇到很多困難，有許多問題需要研究，這也正是其意義所在。只有廣大學校和教師的共同努力，才能更快更好地推動適合中國國情的STEM教育模式的完善。

參考文獻：

[1]金慧，胡盈瀅.以STEM教育創(chuàng)新引領教育未來：美國《STEM2026：STEM教育創(chuàng)新愿景》報告的解讀與啟示[J].遠程教育雜志，2017（1）：17-25.

[2]余勝泉，胡翔.STEM教育理念與跨學科整合模式[J].開放教育研究，2015，21（4）：13-21.

[3]李春密，趙蕓赫.STEM相關學科課程整合模式國際比較研究[J].比較教育研究，2017（5）：11-17.

編輯 馮志強