探索STEM校本課程結(jié)合科學(xué)實驗教學(xué)開發(fā)的原則

李方校 袁紅梅

摘 要：在國際科學(xué)教育改革的背景下，小學(xué)科學(xué)體現(xiàn)STEM教育已經(jīng)成為研究熱點。通過基于STEM教育的實驗教學(xué)課程開發(fā)研究實現(xiàn)深層次的跨學(xué)科整合，摸索STEM教育下的實驗開發(fā)策略，豐富小學(xué)科學(xué)實驗探究活動，為我國科學(xué)課程改革實現(xiàn)學(xué)科的綜合化提供一些可行思路。以此豐富校本課程資源，真實、有效的促進科學(xué)教育培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：STEM教育;校本課程;實驗教學(xué);資源開發(fā);科學(xué)性;整合性;針對性;創(chuàng)新性

【正文】總書記在黨的十九大報告中指出，創(chuàng)新是引領(lǐng)社會發(fā)展的第一動力，是建設(shè)現(xiàn)代化經(jīng)濟體系的戰(zhàn)略支撐。在這樣的大背景下，全國掀起了重視科學(xué)教育的大潮。為了促進學(xué)生發(fā)展科學(xué)素養(yǎng)，很多學(xué)校都引用STEM教育理念和借鑒外國STEM課程，都有一定的收獲。2017年2月教育部印發(fā)的《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標準》在課程內(nèi)容中增加了“技術(shù)、工程與數(shù)學(xué)領(lǐng)域”，明確了在今后的科學(xué)教學(xué)中融入工程、技術(shù)、數(shù)學(xué)教育，對科學(xué)教育提出了更高的要求，指出了我國科學(xué)教育的發(fā)展方向。我國長期在科學(xué)課程教學(xué)上實施的是探究式實驗教學(xué)，在科學(xué)教學(xué)上起到舉足輕重的作用。如何結(jié)合實驗教學(xué)開發(fā)適合國情、適合不同區(qū)域和學(xué)校的STEM校本課程，是嘗試和解決STEM教育落地生根的有效方法。郴州市教科院在2018年起牽頭做了《基于STEM教育的小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)課程開發(fā)研究》的課題。旨在結(jié)合現(xiàn)行的實驗教學(xué)，開發(fā)出一套利于本地實施高質(zhì)量的STEM校本課程。我們在開發(fā)STEM校本課程資源有哪些問題亟待思考解決的呢？我就STEM校本課程資源開發(fā)的原則，談?wù)勎覀兊淖龇ā?/p>

STEM校本課程開發(fā)需要遵循科學(xué)性原則。

以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)為總目標、教育部2017年制定的義務(wù)教育《小學(xué)科學(xué)課程標準》為依據(jù)，符合按照立德樹人的要求培養(yǎng)小學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，為他們的繼續(xù)學(xué)習(xí)和終身發(fā)展打好基礎(chǔ)的基本要求。我們開發(fā)的課程不能失去科學(xué)課的本色注重其科學(xué)性，但又要有STEM教育理念的融合與創(chuàng)新。我們從教科版三年級到六年級科學(xué)實驗?zāi)夸浿绣噙x一些實驗，延續(xù)原有的實驗意義，又拓展了一定的寬度和深度，以彌補原有實驗教學(xué)上的不足。并且將原本分散的科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)整合成一個新的整體，以新的STEM理念教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生掌握知識和技能，讓學(xué)生能夠靈活遷移應(yīng)用解決現(xiàn)實世界的問題。例如，在以往的科學(xué)實驗教學(xué)中像《搭建一座紙橋》《框架結(jié)構(gòu)》《建高臺》我們總是把建構(gòu)科學(xué)原理的概念作為核心，其實我們要把科學(xué)原理的運用作為我們的教學(xué)出發(fā)點，體現(xiàn)其科學(xué)性。如開發(fā)《搭紙橋》，則應(yīng)該要學(xué)生利用橋梁的科學(xué)原理去完成一個紙橋的設(shè)計和建造任務(wù)。而這個任務(wù)應(yīng)該包含有數(shù)學(xué)、技術(shù)、工程的一些指標，例如“跨度不少于10厘米、承重不低于200克”等，，這樣的指標都體現(xiàn)了科學(xué)性。

STEM校本課程開發(fā)需要遵循整合性原則。

STEM強調(diào)將知識蘊含于情境化的真實問題中，不要過于關(guān)注學(xué)科界限，將重心放在問題上，強調(diào)利用多學(xué)科相互關(guān)聯(lián)的知識解決問題，實現(xiàn)跨越學(xué)科界限，從多學(xué)科應(yīng)用的角度提高學(xué)生解決問題的能力。我們的科學(xué)探究一般采用驗證的過程，學(xué)生對教師有很強的依賴性，創(chuàng)新思維與實踐能力的培養(yǎng)呈現(xiàn)碎片化。利用STEM課程就完善了學(xué)生對世界的整體認識和提高綜合解決問題的能力。因為STEM學(xué)習(xí)的成果以作品或人工制品的形式呈現(xiàn)。學(xué)生在設(shè)計作品的過程中已經(jīng)無形中利用知識這條脈絡(luò)將科學(xué)探究和工程設(shè)計有機結(jié)合起來。學(xué)生不僅學(xué)習(xí)掌握了科學(xué)知識，還將所學(xué)其他知識合理地運用在作品設(shè)計等需要解決的問題上。例如，我們開發(fā)教科版六年級上冊《搭建高塔》課程時，充分整合了科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)領(lǐng)域展開的實驗教學(xué)，學(xué)生經(jīng)歷高塔的設(shè)計、制作及評價活動，讓學(xué)生學(xué)習(xí)和體驗工程設(shè)計的一般過程，初步掌握設(shè)計的基本知識和技術(shù)實踐的基本方法。課程中突出了要達到自己的目標需要解決哪些技術(shù)問題、工程問題，運用到了哪些知識，自己如何進行考慮選擇與決策，怎樣表達自己的理由，與同學(xué)一起不斷調(diào)整或改進。該案例引發(fā)學(xué)生的高階思維，指導(dǎo)學(xué)生利用數(shù)學(xué)知識解決工程和制作的問題，實現(xiàn)了多元化的教育效果。

STEM校本課程開發(fā)要有針對性原則。

小學(xué)STEM課程開發(fā)應(yīng)遵循兒童發(fā)展規(guī)律，有針對性的開發(fā)一些適合小學(xué)生的年齡特點與認知規(guī)律的課程。課程開發(fā)按照國家的教育方針，結(jié)合科學(xué)教育的實際情況，并且反映國際STEM教育理念的最新成果。例如，我們在開發(fā)《神奇的泡泡》課程時，我們針對低段年級學(xué)生的特點引入STEM教學(xué)。該課程由學(xué)生玩吹泡泡引發(fā)學(xué)生研究泡泡的形狀、顏色、氣味等，讓學(xué)生提出要解決的關(guān)鍵問題。教師引導(dǎo)，學(xué)生分為多個探究小組，大膽實踐，利用STEM理念解決實際問題收到很好效果。

STEM校本課程開發(fā)要有創(chuàng)新性原則。

創(chuàng)新才是校本課程開發(fā)的價值所在，實驗教學(xué)融合STEM教育理念本身就是一種創(chuàng)新。在課程的實施過程中，要有創(chuàng)新思想才能更好的激發(fā)學(xué)生的主動性和創(chuàng)造性。實驗教學(xué)融合STEM教育更要提出創(chuàng)新。在創(chuàng)新上要特別關(guān)注這四種意識，目標意識、課程意識、融合意識、評價意識。首先實驗教學(xué)比較實，就是真實，也比較活，就是靈活。我們要達成一個目標體系，讓STEM的實施與實驗教學(xué)看成一個整體。這個整體構(gòu)成了整個科學(xué)課，包括實驗教學(xué)的目標體系，即目標意識。其次校本課程是科學(xué)課程的重要組成部分，開發(fā)的資源不僅僅是一本教材，它包括教材、教師、學(xué)生，以及課堂情景、教學(xué)環(huán)境。所以課程的內(nèi)容可以創(chuàng)新的，不是固定在某一方面，它是在整個科學(xué)教學(xué)過程中不斷地得到充實和完善的。第三是融合意識。整個科學(xué)實驗中，圍繞一個特定的科學(xué)問題去開展探究，運用到STEM教育的一個、或幾個 方面都是可以的，不是為了推行這個STEM理念每個課程都要面面俱到，反而限制了學(xué)生的思維。我們在開發(fā)課程時，除了解決現(xiàn)有的問題，如果還能夠給學(xué)生留下一些促使學(xué)生繼續(xù)去探究的問題，可能這樣的課程價值就會更大一些。第四是評價意識。課程評價也是課程的組成部分，采用激勵性評價 ，體現(xiàn)了對學(xué)生一種個性的尊重，也是對學(xué)生多樣化的一種寬容。作為科學(xué)老師能夠很大限度的去尊重、賞識、肯定學(xué)生的話，更有利于學(xué)生發(fā)揮自己的獨創(chuàng)思維。

基于STEM教育的校本課程資源開發(fā)，要突出“校本”二字，即要基于學(xué)校辦學(xué)實踐，凸顯本校的特色，包括理念特色、教學(xué)特色和地域特色。在STEM校本課程資源實際開發(fā)過程中，必然會經(jīng)歷一些曲折與困境，會出現(xiàn)各種各樣的問題。基于STEM教育的小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)課程開發(fā)研究，有很多領(lǐng)域和很大的空間有待于我們深入進行探索，更多更好的策略、實施經(jīng)驗有待于更多的同行的教師在教學(xué)實踐中探索。

參考文獻：

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基金項目：

本文系湖南省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2018年度一般資助課題“基于STEM教育的小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)課程開發(fā)研究”階段性研究成果，課題批準號：XJK18BJC024