STEM校本課程的開發與實施研究
——以南武實驗小學“橋”STEM校本課程體系的構建為例

羅奕華

(廣州市海珠區南武實驗小學，廣東廣州，510260)

STEM教育是Science(科學)、Technology(技術)、Engineering(工程)、Math(數學)多學科融合的教育，其核心目標是促進兒童科技素養及創新能力的發展，具有學科整合性、實踐創新性、綜合發展性等特征。[1]隨著素質教育的推進，實施STEM教育成為我國“十三五”期間全面推進教育信息化的一項重要措施，STEM校本課程也正在被更多的學校開發與利用，成為許多學校落實教育改革目標，促進創新型人才高水平發展的重要載體。

作為廣州市的智慧校園之一，海珠區南武實驗小學在近年的科技創新教育工作中，以“弘毅教育”辦學思想為指引，重視開展各類STEM教育活動，著力開展了“橋”STEM教育實驗項目，積極探索新型人才培養模式，并在此基礎上努力實現未來教育的跨學科融合發展。學校將“橋”STEM教育實驗項目納入教學計劃，從課程資源整合、課程內容優化、項目化學習實施、課程評價強化、師資隊伍建設等方面，開展了“橋”STEM校本課程體系的開發與實施研究，以實現學生綜合素質的全面提升。

一、整合課程資源，優化課程開發渠道

學校結合周邊地域特色及文化傳統，積極強化社區聯動，就STEM校本課程的開發與實施策略進行探討與研究，有助于豐富課程資源，集結多方課程開發力量，協同推進STEM校本課程建設。南武實驗小學不僅從附近的番禺大橋發展歷程中探索出了課程資源，還通過與高科技產業人員、兄弟學校及第三方技術教育公司有效對接，初步形成STEM校本課程資源開發的整體框架。

(一)立足地域特色，探究周邊資源

南武實驗小學地處海珠區南端，附近的番禺大橋是國內第一座采用倒Y形塔構造以及空間索面形式的混凝土梁大跨斜拉橋。從歷史發展的角度來看，番禺大橋不僅拉近了地域距離，還有效促進了區域間科技、經濟及文化的交流與發展，見證了時代的發展變遷，蘊含著深厚的歷史文化底蘊。從科技創新角度來看，番禺大橋是力學、材料學、工程學、數學、美學等多個學科融合發展的結晶，科技創新是其發展動力，學科融合是其建設特征，因此番禺大橋具備了STEM教育的相關特征。南武實驗小學立足番禺大橋這一標志性建筑的歷史特色及科技特征，深挖大橋蘊含著的STEM課程資源，將“橋”明確為STEM教育實驗及STEM校本課程建設的主題，有效整合多學科知識，全面提高學生的綜合能力。

(二)依托多方聯動，實現資源對接

南武實驗小學注重與高科技產業人員、兄弟學校、第三方技術教育公司等進行互動交流，在多方思維碰撞中，實現STEM校本課程建設教育資源的對接，拓寬與完善STEM校本課程的建設路徑。其一，學校定期邀請高科技產業和高校優秀科研人員來校開展STEM教育相關學術講座，主題包括3D打印、創客空間、人工智能等。通過這些講座，向師生普及STEM教育有關知識，提升師生對STEM校本課程建設的認同感與責任感。其二，學校積極與海珠區實驗小學以及海珠區逸景第一小學開展聯合教研活動，分享STEM校本課程的開發與實施經驗。其三，學校與第三方技術教育公司開展合作，借用相關設備及場所，完善STEM校本課程建設所需的硬性及軟性環境，為STEM課程校本化實施提供基礎保障。

二、優化課程內容，提升課程綜合品質

學校開發校本課程，有助于豐富課程內容，促進學生綜合能力的全面發展。作為培養學生科學、技術、工程、數學學科素養的有效教育方式，STEM教育得到了眾多中小學校的重視。南武實驗小學立足“橋”STEM教育實驗的研究基礎，結合校內外各種課程資源，除開發STEM特色校本課程外，還在國家課程中創新融合STEM教育相關內容，提升課程的綜合品質。

(一)開發校本課程，助推學生發展

開發特色校本課程是推進學生主體性發展，挖掘學生個性成長潛力的重要舉措。[2]南武實驗小學在高水平完成國家課程和地方課程實施的基礎上，結合學校辦學理念及課程開展實踐，針對三至六年級學齡段學生特點，開發了《千奇百怪的橋》STEM校本特色課程教材，旨在引導學生從力學、材料學、工程學、藝術學等多個維度，深挖橋的建設中蘊含的STEM教育價值。

《千奇百怪的橋》STEM校本教材共四冊，每冊包括尋橋、搭橋、探橋、秀橋四個模塊。尋橋模塊的教學，主要是由教師向學生普及橋梁的發展歷史及建造過程，讓學生了解橋梁背后的歷史文化。講授搭橋模塊時，教師會鼓勵學生動手實踐，發揮創造靈感，設計并搭建橋梁。講授探橋模塊時，教師會帶領學生走出校門，參觀周邊的特色橋梁，讓學生親身感受橋梁的宏偉與壯觀。在秀橋模塊中，學生會展示自己設計的橋梁，介紹橋梁設計的初衷及理念，并積極參與其他作品的評價。該特色校本課程每周開設一節，由學校統一安排計算機室、圖書館、科學實驗室、創客實驗室、美術室等專用場所供學生使用。

學校社團是開展特色校本課程活動的重要載體，也是培養學生綜合能力的有利平臺。南武實驗小學在學校創客社團的基礎上，創建了3D創意科技社團、STEM科技社團，引導學生探究橋梁歷史、設計原理等，并依靠3D打印技術制作橋梁模型。同時，完善社團管理制度，由專業教師根據社團整體安排落實有關部署，確保社團活動順利開展。

(二)借助國家課程，實現深度融合

南武實驗小學結合當前STEM教育理念及實踐行為，將國家課程與“橋”STEM教育實驗融合起來，實現STEM教育理念在國家課程中的有力滲透。具體而言，學校將“橋”STEM校本課程的理念、目標及內容滲透到國家學科課程中，并充分挖掘國家課程中所包含的以“橋”為主題的學科內容，實現學科滲透式教學。學生在各學科課程學習中，既能習得學科有關的知識與技能，又能培養文學、藝術修養，提升思考、設計、決策等能力。

例如，在語文學科中，教師向學生介紹與橋有關的歷史人文知識，并鼓勵學生搜集整理關于橋的名篇名句。在數學學科中，教師將與橋有關的數學知識融入課堂教學，并引導學生探究橋與數學知識之間的聯系。在英語學科中，教師從國外橋梁的建設與發展入手，向學生普及世界橋梁發展史。在科學學科中，教師將橋的力學原理、材料工程學知識等探究性學習內容融入課堂教學，引導學生創新設計橋梁，培養學生主動探究的精神。在藝術學科中，教師以圖片、視頻的形式向學生展示橋梁之美，同時鼓勵學生大膽想象、動手實踐，設計與構建橋梁之美，發展學生的藝術審美能力及設計創造力。

三、實施項目式學習，創新課程實施路徑

項目式學習旨在以學生為中心，發揮學生的學習主動性和學習創造力，引導學生自主開展信息搜集、知識領悟、方案研究等活動，從而解決學生學習或生活中遇到的焦點問題。[3]南武實驗小學在STEM校本課程實施中，主張采用項目式學習法則，積極創設情境解決學習問題，引導學生自主探究、自主設計、自主反思，在項目式學習中發展多學科綜合素養。

學校在STEM校本課程項目的設計中，確立了三個層次的實施方案，有計劃、有秩序地發展學生的問題解決能力。第一層次是普及STEM校本課程。教師立足3D設計和打印、信息技術、科學等課程，創設學生易于理解的生活化問題情境，引導學生在參與問題求解的過程中，全方位感受STEM教育理念以及STEM校本課程開發的意義。第二層次是認識STEM校本課程。教師以文學作品、科學知識、歷史材料等為載體，引導學生認識橋的特性、橋的藝術美等。在這一過程中，教師創設了學生自主探究的學習情境，實施個性化教學，而學生可以結合自身的興趣愛好，自主選擇有關于橋的探究內容，嘗試對橋的發展歷史、修建技術、藝術美學等方面展開有針對性的研究。第三層次是合作探究STEM校本課程。教師鼓勵學生通過小組合作的形式，設計、論證并搭建橋梁，為學生自主發展搭建平臺。

例如，在三年級“千奇百怪的橋”STEM校本特色課程實施過程中，教師充分利用項目式學習的教學方法，實現學生的自主探究與發展。首先，教師利用圖片、視頻等，向學生展示學習或生活中常見的STEM教育，引導學生就STEM教育的基本應用展開討論。其次，教師介紹國內外著名的橋梁，請學生根據橋梁的特征猜測其中所蘊含的學科知識。學生展開小組交流，討論猜測結論及依據。最后，教師結合多學科知識，引出項目式學習所要解決的核心問題，即通過課堂學習與小組討論，設計學生心目中的橋梁。在設計過程中，學生可以通過實地參觀番禺大橋獲得創作靈感，也可以通過上網搜集資料了解橋梁設計與搭建的相關學科知識。通過項目式學習，學生多學科知識的整合與應用能力得到了提升，同時，自主探索、解決問題的實踐能力也得到了發展。

四、強化課程評價，提升課程實施成效

南武實驗小學通過完善STEM校本課程的評價方式來提升課程的校本化實施成效。針對學生在學習過程中表現出來的解決問題能力、動手實踐能力等開展過程性評價，針對學生的學習成效或成果進行總結性評價。其中，過程性評價貫穿于STEM校本課程實施全過程，以標準合理的評價表記錄學生在學習過程中的思想認知、行為表現、實踐能力等，還會根據課程項目的不同內容與要求，對評價標準做出相應的調整，促使評價內容更加貼近學生的實踐經歷與實際感受。此外，學校還注重量化評價與質性評價相結合，通過學生自評、互評以及教師和家長評價等方式，采用問卷調查法、跟蹤記錄法、成果展示法等手段，全面、綜合評價學生在STEM校本課程中的表現。而總結性評價則在每個學期期末，主要對學生一個學期以來的學習成果進行綜合評價，總結學生在STEM校本課程學習中所取得的成效，并為學生頒發相應的等級證書，對學習成效顯著和進步較快的學生進行表彰，評選出優秀小組、優秀個人等，讓學生獲得成長的喜悅，激勵學生自主發展。

五、提升師資力量，培養跨學科人才

教師是STEM校本課程建設的重要因素，影響著STEM校本課程的開發及實施效果。因此，加強教師隊伍建設，提升教師的跨學科教學能力，對確保STEM校本課程的順利實施意義重大。但綜合分析學校教師的業務能力可知，教師多專注于單科教學，知識體系相對單一，難以完成跨學科教學。鑒于此，南武實驗小學在STEM校本課程建設中，注重強化師資隊伍建設，尤其注重對教師跨學科教學能力的培養，提升教師的STEM教學水平。

一方面，組建STEM骨干教師隊伍。南武實驗小學從STEM校本課程的發展需求出發，從各學科中選拔出一批創新意識強、技術能力好、綜合素質高的優秀教師，組成STEM骨干教師隊伍。同時，鼓勵有興趣特長、愛好STEM教育的教師主動轉型，加入骨干教師隊伍中來，壯大STEM教師團隊力量。STEM教師團隊會利用業余時間開展線上學習，每兩周開展一次線下集中研討、三次教學實踐觀摩，并在團隊交流中互相取經、共同進步。

另一方面，成立專家指導團隊。南武實驗小學聘請STEM教育相關專家為學校顧問，具體指導“橋”STEM項目的實施，并邀請華南理工大學、廣東工業大學等高校和各區的STEM課程專家、名師成立專家指導團隊，對全校教師進行STEM教育實踐的相關培訓。教師在與專家學者的交流互動中，共同探討STEM校本課程的開發與實施，更加合理地構建STEM校本課程體系，有效提升教師團隊對STEM教育的理解力與運作力。