集視野于外，立基點于內：STEM課程校本化研究

孫麗

摘要：目前，國內很多學校已經引進STEM課程，但由于各地各校實際情況不同，STEM課程的實施面窄，普及性不強。作者認為，如果能立足本校實際情況，設計開發(fā)校本教材，則能整合校內資源，提升STEM師資力量，并能使課程內容貼近學生生活，讓學生學習起來有興趣。同時，STEM課程校本化還可以達到普及STEM教育的目的。

關鍵詞：STEM課程;校本化

中圖分類號：G434? 文獻標識碼：A? 論文編號：1674-2117（2019）21-0059-05

STEM教育中S、T、E、M分別代表著科學、技術、工程和數學四大獨立的學科領域，與傳統(tǒng)學科的最大區(qū)別是，STEM代表著多門學科的知識融合。STEM課程目前有兩類，一類是引入國外STEM案例及課程，另一類是高校開發(fā)團隊自行設計開發(fā)。筆者所在學校也引入了兩個STEM課程——“橋”和“博物館之夜”，率先對社團學生開放，得到了學生的認可和喜愛。筆者想將此類課程在全校范圍推廣，但綜合研究學校實際情況，發(fā)現(xiàn)學校目前還未達到普及此類課程的程度。那么，類似學校這種情況，是否有解決方案？帶著問題，筆者進行了研究。

● 是什么讓現(xiàn)有課程無法普及？——STEM校本化的緣起

目前，STEM不管是引入國外的現(xiàn)成案例還是由國內高校研發(fā)的課程，都是集國內外專家的智慧于一體，具有很高的學習價值。但如果對課程進行全年段普及，則存在以下問題。

1.代價高

一般來說，一個STEM課程的課時數在4～8個課時，一個學期至少要有2個課程，一個學年需要至少4個課程。STEM課程一般都自帶實驗器材，這些器材以一次性的居多，損耗比較大。筆者所在學校共100個教學班級，學生總數高達5000多人，對器材的需求量很大，資金無法保證。

2.師資缺

STEM課程的兩種來源方式決定了課程所涉及的知識存在兩個特點：一是超出年段單學科知識;二是超出小學階段的知識體系。承擔STEM課程教學任務的教師，必須具備較高層次的科學素養(yǎng)及理工科素養(yǎng)，但具備這樣素質的教師目前在小學階段很缺乏。

3.活動難

STEM課程里需要學生進行系列活動，如討論、制作、展示等，這些活動實施時都希望學生以小組形式進行，最佳的小組人數控制在4人左右。但目前很多學校班級人數都在45人以上，全面普及課程時，STEM活動很難組織實現(xiàn)。

除此之外，學校還存在功能教室空間不夠、課時緊張等問題，這些問題迫使筆者進行思考：是否應該將課程實施的基點置于自身學校？

● 如何讓校本實現(xiàn)STEM課程目標？——STEM校本化的基點

在STEM課程校本化的過程中，其首要目標是確定校本課程的中心和重點，以及研究的方向，這些是課程的基點。筆者在學習借鑒兄弟學校做法的基礎之上，結合學校實際情況，將校本課程的課程發(fā)展目標確定為凸顯研究的育人價值。學校STEM的發(fā)展目標是以校本課程的建設，全面推進學校STEM教育，通過校本課程，發(fā)展每一位學生的STEM素養(yǎng)，以促進個人自主發(fā)展，適應加速變化的社會生活。

1.內容：舊項目的新融合

通過研究現(xiàn)有教材中的案例，筆者發(fā)現(xiàn)這些案例無一例外都來自綜合實踐活動及科技活動，因此，筆者收集了校內近幾年來舉行的科技活動及學科綜合活動的資料，在這些項目里尋找STEM課程校本化的內容。利用這些舊項目，融合進STEM知識，形成校本內容。這種既熟悉又陌生的內容，會讓學生有興趣，肯學習。

2.模式：思維線的清晰可見

在學習STEM課程的過程中，圍繞項目，總是在不斷發(fā)現(xiàn)問題，尋找答案，然后進行反思再優(yōu)化。這種思維方式可以使學生不斷地建立觀點之間的聯(lián)系，能夠積極主動地參與到學習中去。因此，根據STEM課程學習的特點，在校本課程中呈現(xiàn)五大環(huán)節(jié)，即問題聚焦—調查研究—設計制作—展示評價—應用優(yōu)化，幫助學生形成清晰的思維線。

3.方法：團隊中的互學

STEM課程跟傳統(tǒng)課程最大的區(qū)別就在于內容的不定性及不限性，因此，為了最大限度地發(fā)揮學生的主觀能動性，學生的學習往往采用團隊學習的方式。這種團隊互學的方式極大地增加了學習的效能，并且能夠幫助學生整合他人的觀點，培養(yǎng)創(chuàng)新思維和設計思維。因此，筆者在校本課程中明確了團隊學習方式，并通過不同的評價標準讓教師了解團隊學習的情況，以便及時調整教學。

4.期望：引導自主學習

STEM課程中有很多學生活動，教學時“以學生為中心”并不意味著教師放任學生，而是需要更精心的設計，引導學生主動投入到課程的學習中。節(jié)點在哪里？怎么設計？這就需要具有很強教研能力的教師來設計，如提出問題，給出一些觀點，滿足不同層次的學生需要，再組織團隊討論，形成自己的觀點等。

● 怎么實現(xiàn)STEM課程的校本化？——STEM校本化的創(chuàng)生

1.STEM開發(fā)研究團隊的創(chuàng)生

根據STEM四門學科內容，積極鼓勵相關學科教師參與研究。在小學階段，工程技術內容在科學及信息技術學科中會有涉及，因此團隊中以科學、數學及信息技術教師為主。

本次校本開發(fā)團隊共17名教師，一到六年級每個年級有2～3人參與研究，數學、科學教研組長全部參與了本次研究。開發(fā)團隊教師的平均年齡為32歲，成員都具有豐富的教學經驗和教科研能力，是學校STEM研究的核心力量。通過學習，教師們具備了較強的課程建設能力。

2.以學科融合+項目開發(fā)為特點的內容創(chuàng)生

開發(fā)團隊采用項目學習的開發(fā)策略，將整個校本課程的開發(fā)作為項目，遵循設計原則，融合相關學科知識，有意識地拓展相關內容。

（1）科學為主，挖掘其他學科知識

學校每年有科技節(jié)，科技節(jié)期間有很多活動，形成了不少經典案例，如“紙橋”“水火箭”“魔方大賽”“紙飛機”等，其間還有學科的綜合實踐活動，如“七巧板拼圖比賽”“種大蒜的實驗記錄”“花草知識知多少”“科學知識一站到底”等，這些豐富多彩的活動大多與科學有關，符合團隊一開始設想的項目學習的想法。開發(fā)團隊在收集案例的同時，對每個案例都進行了詳細的描述，將其中蘊含的學科知識一一列出，進行分類。在這些案例中，選擇知識學科交叉比較多的案例進行重新設計，如案例《七巧板》經過設計改編成二年級STEM項目《會動的七巧板——旋轉的力量》，在原先的七巧板上增加了轉軸的設計，讓平面的七巧板變成立體的，除了原先的七巧板的知識外，又增加了空間知識，拓展了旋轉內容等。這樣的改編，既明確了項目，又突出了科學性。

（2）工程思想貫穿項目

當今社會，新科技及新事物層出不窮，如何讓學生能適應新形勢，面對新問題時能很快找到解決方案？這是一種能力，也是一種系統(tǒng)工程。課堂重在教授學生知識，活動重在培養(yǎng)學生能力，但沒有一門學科、沒有一個課堂對如何解決問題進行系統(tǒng)教學。團隊遵循設計原則，以認知、設計和解決實際問題的工程思想開發(fā)課程（如圖1）。學生通過課程能夠系統(tǒng)地學習工程思想，并能夠進行自主學習。

（3）有效使用技術

使用技術，最終目的是讓學習的過程更有效，更具吸引力。普通的班級可能有網絡;BYOD實驗班可能有網絡及平板;低年級學生從美術課中可能會獲得簡單的手工技術，中年級的學生從勞動技術課及信息技術課中可能會獲得略為復雜的技術……因此，在校本課程的開發(fā)過程中，要根據學生數、學情、場地等實際情況來設計技術的有效使用。例如，在設計一年級普通班的STEM項目《不倒翁——平衡的力量》時，要求學生會使用剪刀、膠水及彩紙，剪出一個扇形做不倒翁的身體，技術要求是剪齊、剪對、涂勻、貼好;而五年級的《小夜燈》項目則要求學生會使用信息技術中涉及的技術。

（4）增加數學生活化的可能性

在小學階段，數學實踐活動由數學教師設計，在活動中強調了數學的力量，卻忽視了活動的教育性。在開發(fā)基于STEM項目的課程時，開發(fā)團隊在從大量的案例中選取有趣的項目時，在學生已學或正在學習的數學結構樹上，有意識地增加或補充相關數學知識，并強調數學的應用，讓學生在真實情境的項目中解決問題，應用數學。五年級的STEM項目《小夜燈》中在探究日影觀測儀時，將所采集的數據繪制成條形統(tǒng)計圖，并通過統(tǒng)計圖得到科學結論。六年級《皮筋動力小車》通過測試皮筋圈數與小車行走的距離有關，不斷地得到測量數據，最終選取平均值作為科學結論。

（5）融人文藝術，留探究的空間

STEM是四門學科的整合，而在基于項目的STEM學習中，整合更多的學科知識，可以在不同學科領域之間形成有意義的聯(lián)系。當不同學科整合到學生的互動學習中時，學生對知識的掌握程度及能力會得到提升。因此，團隊在課程開發(fā)時，有意識地將古詩作為項目的引導，如三年級STEM項目《風箏》中引用了清代高鼎的《村居》，五年級《小夜燈》引用了宋代葉紹翁的《夜書所見》，二年級則引用了漢樂府詩《江南》。另外，針對STEM項目中可能會遇到的知識，補充知識鏈接，根據學生年齡差異，使用思維導圖的方式幫助學生理解提煉（如圖2）。基于項目的STEM課程除了讓學生學習STEM知識，還能提高學生的閱讀、語言交流、書面表達、思維歸納等能力，同時滿足學生個體差異發(fā)展，促進學生自主學習和終身學習。

3.STEM課程結構的創(chuàng)生

在團隊集體的努力下，開發(fā)團隊經歷了半年時間，圍繞主題“揭密：力量”，完成了《不倒翁——平衡的力量》《會動的七巧板——旋轉的力量》《小風箏——飛行的力量》《電磁動力火車——電磁的力量》《小夜燈——光電的力量》《皮筋動力小火車——彈力的力量》六本基于項目的STEM校本教材的編寫工作（如圖3），分別對應1～6年級，目前正在全校范圍試用。

4.課程實施形態(tài)的創(chuàng)生

課程的實施離不開教師、學生、教室、課時等因素，雖然STEM課程無專職教師，但通過校本課程的開發(fā)，參與研究的教師將自己原先單一的學科知識提升到STEM知識，加上本身所具備的教學經驗，可以勝任STEM課程的教學任務。學校在不打亂原有的班級授課模式的前提下，采用了“固定+輪流”的方式，即授課教師輪流到各班上課，社團教學就采用固定教師上課。小學階段科學課從一年級到六年級都開設了，因此STEM課時就安排在科學課里，這樣既不影響科學學科的教學，又能實施STEM課程研究。

● 怎樣改進STEM課程校本？——STEM校本化的反思

1.視野過窄：項目形式單一

目前筆者所在學校STEM課程項目都是作品類，這類項目的好處在于易于操作，學生感興趣，易學易懂，但同時也存在缺點，會讓學生覺得課程與手工課、美術課等課相同，甚至教師也會有誤解的地方。其實，STEM案例非常豐富，從天文到地理，從社科到人文，從生理到醫(yī)學，一應俱全。所以，團隊還需集思廣益，繼續(xù)研究。

2.評價標準模糊：形式大于內容

在STEM教學中，評價和反思是一個重要的環(huán)節(jié)，通過評價，促進學生不斷反思，不斷改進想法和做法，這個過程是培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的關鍵。

STEM課程的評價多采用星級方式，這種評價方式優(yōu)點在于用時少又簡單好操作。但是，這些評價的標準過于模糊，如評價作品的美觀度、實用性等，或者評價學生在團隊活動中的參與度等，這些評價在表述時文字并不能讓小學生真正理解其含義，因此也談不上正確或公正地進行評價。

3.約束與規(guī)范比較少：缺乏嚴謹性

對于項目來說，在設計過程及結構上都有一定的約束性規(guī)定，如展示介紹不得超過3分鐘，必須包括過程性說明等。在STEM課堂上，有不少教師對STEM課堂中的約束及規(guī)范并不太注意。例如，同時進行《橋》的教學的兩位教師在材料的使用上，呈現(xiàn)不同的約束。一位教師認為冰棒枝可以任意領用，另一位教師則認為冰棒枝應定量供應。兩種不同的約束造成了學生不同的作品。材料不限數量的作品堅固度要高于定量供應的，但作品完成度比較低，原因在于好多學生把大量時間花在材料的粘貼上。材料定量供應的學生團隊會在活動開始前考慮采用做什么樣的橋最省材料，卻又忽視了作品的堅固性。如果教師在活動開始時進行規(guī)范與約束，那么效果可能會不一樣。

● 結語

目前，《江蘇省STEM課程指導綱要（試行稿）》已經正式與教師見面了，此綱要介紹了課程開發(fā)的三種途徑，相信會有更多的教師在綱要的指導下，設計開發(fā)出更多的STEM課程，讓小學生“形成正確的價值觀念、必備品格和STEM關鍵能力”。

參考文獻：

[1]（美）羅伯特·M·卡普拉羅，瑪麗·瑪格麗特·卡普拉羅，詹姆斯·R·摩根.基于項目的STEM學習[M].上海：上海科技教育出版社，2016，1.

[2]（美）埃里克·布倫塞爾.在課堂中整合工程與科學[M].周雅明，王慧慧，譯.上海：上海科技教育出版社，2015，11.

[3]陳如平，李佩寧.美國STEM課例設計[M].北京：教育科學出版社，2018，5.

[4]葉兆寧，周建中，楊元魁.圍繞大概念設計STEM課程[J].人民教育，2018（07）.

[5]葉兆寧，楊元魁.構建STEM教育的課程觀——STEM教師專業(yè)發(fā)展的必由之路[J].人民教育，2018（08）.

[6]楊元魁，葉兆寧.突破STEM教育中科學與工程的鏈接難題——基于工程問題解決的教學模式[J].人民教育，2018（10）.

[7]朱征.“雙高合作”——突破STEM教育瓶頸的有效嘗試[J].中國電化教育，2018，382（11）.

[8]曹培杰，黃蔚.STEM教育在學校如何真正落地[N].中國教育報，2018-10-27（03）.

[9]謝作如.創(chuàng)客教育和STEM教育關系之辨析[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2017（04）.