基于STEM理念的校本課程開發實踐研究

廣東省深圳市福田區蓮花小學 譚偉杰

教育部在《關于“十三五”期間全面深入推進教育信息化工作的指導意見(征求意見稿)》中明確提到“有效利用信息技術推進‘眾創空間’建設，探索STEM教育、創客教育等新教育模式，使學習者具有較強的信息意識與創新意識”。《教育部關于全面深化課程改革落實立德樹人根本任務的意見》強調“個人修養、社會關愛、家國情懷，更加注重自主發展、合作參與、創新實踐”“支持探索建設教育創客空間”“有條件的地區要積極探索信息技術在跨學科學習(STEM教育)、創客教育等新教育模式中的應用,著力提升學生的信息素養、創新意識和創新能力,養成數字化學習習慣,促進學生的全面發展,發揮信息化面向未來培養高素質人才的支撐引領作用”。STEM教育是國家在教育信息化建設領域開展的一項重要探索,是當前及今后較長一段時間探索新教育模式的重要組成部分。如何科學建設、有效運用STEM課程資源受到國內外教育界高度重視。我校基于新時代要求、基于學生核心素養、基于教師專業發展、基于學校所處的區域優勢和地域資源、基于未來人才的培養需求，結合新課標進行統整思考；打破原有學科課程之間的壁壘，有效整合國家課程和地方課程，盤活資源，形成基于國家課程發展的符合學情、校情的新課程體系。“基于STEM理念的校本課程開發實踐研究”就在這樣一個良好的教育生態系統下自然而然地應運而生。

一、STEM教育的概念

STEM是 科 學(Science)、技 術(Technology)、工 程(Engineering)和數學(Mathematics)四個英文首字母的縮寫。簡言之，STEM教育就是科學、技術、工程、數學的教育，但現實問題往往無法單憑STEM中的某一門學科知識來解決，必須依靠多學科的協同，強調的是多學科的交叉融合。其教育過程不是將科學、技術、工程和數學知識進行簡單疊加，而是強調將原本分散的四門學科內容自然組合形成整體，把學生學習的零碎知識變成互相聯系的統一整體，是一種跨學科的學習方法，因此STEM教育關于如何綜合運用STEM知識解決現實問題的能力的教育，也被認為是STEM素養教育。

二、基于STEM理念的校本課程開發的培養目標

基于STEM理念的校本課程開發以培養“全面發展的人”為總目標。具體則指四個方面：第一，培養學生的動手創造能力。STEM教育代表了一種獨特的實踐方式。“創造性地運用各種技術和非技術手段解決生活問題，通過分享和協作發現問題、解構問題、探索解決方案，反復驗證、優化迭代，制出成品”。第二，培養學生整合跨學科知識的能力。通過將各領域學科的整合，拓寬學生知識面，調整學生知識結構，改善學生的思維方式和能力結構，實現跨學科之間相互滲透、相互結合，達成多方面知識的融會貫通。第三，培養學生的創造性思維能力。依托創新設計、多媒體創作思維、工程思維、設計思維、編程思維、寫作思維等多種思維方法，依據特定情境和具體條件，選擇制訂合理的解決方案,大膽嘗試,制作創意作品，培養學生創造性思維能力。第四，培養學生的健全人格。引導學生靈活地進行自我調節，堅韌樂觀，有自制力，掌握有效溝通的方式方法，與他人共享知識與資源、多樣化的觀點與經驗，形成積極的協作關系。

三、基于STEM理念的校本課程開發的課程目標

從思維意識方面來說，經歷項目學習的流程，建立項目創作的認識與理解；基于STEM項目創作的實踐，建立STEM學科融合的認識；通過STEM項目原型制作與迭代修改，建立開源分享的意識與態度；通過STEM作品的模仿制作，體驗指尖制造與創意思維實現帶來的快樂。

從知識技能方面來說，學習和掌握多媒體工具，如漫畫制作工具Pixton、動畫制作工具Scratch、IKOS和Movie Maker；學習和掌握TED演講紙筒建筑Shigeru Ban、Cool House 溫度測量、白屋頂和移動風車的制作；學習和掌握STEM校本教材中提到的各項裝置和設施的制作。

從學習方法方面來說，掌握基于項目學習的方法，懂得通過自主的、非正式的學習繼續深入STEM學習；形成團隊合作與分享的方法，懂得線上線下結合開展社群交流，促進分享與迭代。

從元認知方面來說，覺察和認識到STEM與自己原有知識儲備的關系，建立自己發展STEM教育的路徑圖。

四、具體課程安排

以“IF想象未來”這一“基于STEM理念的校本課程開發”中的一個子課程為例，該課程按照“系統規劃、分層設計、縱橫貫通、有機銜接、有效推進”的思路進行總體設計,全面體現“由淺入深、循序漸進、知行合一”的要求。具體的課程安排見下表：

“IF想象未來”STEM課程安排表

五、課程具體實施

只有通過對育人價值以及課程的目標、內容、方式進行有目的的實施，才能真正使課程更加豐富厚實，提升課程育人的規劃性和實效性，有效促進學生靈活運用所學知識解決實際問題、合作探究、動手實踐等綜合素質，引導學生通過感知、理解、探索、創造的過程深化學習，發展核心素養。從教師的活動來看，教師在學習過程中主要充當輔助者、幫助者的角色。學習初始，圍繞主題，師生共同確定學習項目。教師通過模擬或描述一定的學習情境，呈現需要完成的學習挑戰，并詳細敘述學習挑戰的內容。隨后，師生共同建立學習評價標準(哪些需要做的、哪些不需要做的等)作為學習的指引，依據評價標準，教師提供相關學習支架，幫助學生記錄學習過程，為反思和評價提供依據。在學生探究、設計的過程中，教師進行監督觀察，并依據學習需要適時指導學習，進行課程講授，開展不同領域、學科間的跨界合作，解決學生在學習過程中的各類疑難問題。當設計完成后，教師組織學生進行成果發布，并依據先前制作的評價標準開展學習評價，反思設計以及教學的成功與不足，適當進行改進和完善。從學生的活動來看，學生在學習過程中充當探究者、設計者和反思者的角色，學習活動主要分為三個方面，即“探究”“設計”和“反思”。三個環節之間可以依據需要進行任意跳轉，三者相互融合、相互包含。

六、結語

總的來說，STEM整合課程為學生學習21世紀關鍵知識和技能提供了充分的機會，并能顯著提升學生的跨學科學習能力。學生運用跨學科知識投身于STEM項目進而完成STEM項目，在這一過程中，他們擁有更多機會進行深度學習，實現跨學科問題解決和創新能力的發展。我們可以清楚地看到STEM項目學習的課堂畫面，從項目設計、實施到評價，始終以項目解決為中心。當然，STEM項目學習的出現也給教師的專業發展帶來了諸多挑戰。