基于STEM教育理念的初中英語教學(xué)研究

摘" 要 分析STEM教育理念在國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，指出我國(guó)不宜單獨(dú)開展STEM課程，而應(yīng)該在原有課程體系上補(bǔ)充和完善可體現(xiàn)該教育理念的教學(xué)內(nèi)容。基于傳統(tǒng)英語教學(xué)主要取材于日常生活和社交活動(dòng)的特點(diǎn)，補(bǔ)充十個(gè)典型句型的科技背景例句，以培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、愛國(guó)熱情、奉獻(xiàn)精神等。

關(guān)鍵詞 STEM；初中英語；數(shù)字化學(xué)習(xí)；計(jì)算思維；創(chuàng)客教育；核心素養(yǎng)

中圖分類號(hào)：G633.41" " 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2021）23-0070-03

0" 引言

STEM（science， technology， engineering and mathe-

matics）教育理念起源于美國(guó)，目前在全世界流行。在我國(guó)，從幼兒園教育到大學(xué)教育的每個(gè)學(xué)段均對(duì)其展開探索和研究。初中英語課程雖然是語言課，但是學(xué)生以后所從事的工作會(huì)涉及各行各業(yè)各研究領(lǐng)域，并且均離不開英語，因此，基于STEM理念在英語教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度、工程意識(shí)、技術(shù)追求及數(shù)學(xué)推導(dǎo)習(xí)慣至關(guān)重要。在初中英語教學(xué)實(shí)踐中，STEM教育理念體現(xiàn)為：以科學(xué)理論和工程技術(shù)背景激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，以各研究領(lǐng)域的新成果、新動(dòng)向豐富教學(xué)內(nèi)容。本文為適應(yīng)STEM教育理念的普及而對(duì)初中英語教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行必要的補(bǔ)充和完善。

1" 國(guó)外STEM教育理念研究進(jìn)展

發(fā)達(dá)國(guó)家普遍開展專業(yè)的STEM課程，如在美國(guó)，該課程可實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容體系的系統(tǒng)化，因此對(duì)于培養(yǎng)科學(xué)技術(shù)人員起到非常積極的作用。40年前，美國(guó)政府發(fā)現(xiàn)科技人員青黃不接，于是實(shí)施STEM教育促使中小學(xué)生具備科學(xué)、數(shù)學(xué)、工程及技術(shù)綜合素養(yǎng)，以便奠定成長(zhǎng)后的科技創(chuàng)新工作基礎(chǔ)。該教育理念相當(dāng)于我國(guó)的“學(xué)會(huì)數(shù)理化，走遍天下都不怕”。2007年8月和2011年7月，美國(guó)制定政策推動(dòng)STEM教育，在學(xué)前教育、基礎(chǔ)教育、高等教育及職業(yè)技術(shù)教育中實(shí)施許多STEM教育項(xiàng)目計(jì)劃，探索出許多有效的教育模式。實(shí)踐表明：STEM教育促進(jìn)了美國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

2000年開始，國(guó)家之間的競(jìng)爭(zhēng)逐漸演變?yōu)槿瞬沤逃母?jìng)爭(zhēng)。STEM教育受到很多國(guó)家的高度重視，如我國(guó)、英國(guó)、日本、澳大利亞、德國(guó)、葡萄牙、南非等。目前，各國(guó)均從國(guó)家戰(zhàn)略的高度制定開展STEM教育的政策與措施，在全社會(huì)普及STEM教育理念，在各學(xué)段開展STEM教育。有關(guān)STEM教育的研究主題可分為四個(gè)方面：理論認(rèn)識(shí)、整合方式、實(shí)踐研究及效果評(píng)價(jià)。

1.1" 理論認(rèn)識(shí)

對(duì)于STEM教育的界定，國(guó)外學(xué)者各抒己見，但是均肯定了多學(xué)科的知識(shí)相互融合這一本質(zhì)特征。有人認(rèn)為：該教育理念的目的是提高學(xué)生使用技術(shù)的水平，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)和科學(xué)學(xué)習(xí)的能力，從而增強(qiáng)科技能力。也有人認(rèn)為：該教育屬于多個(gè)學(xué)科所組合出的交叉領(lǐng)域，教材不能只是混合各學(xué)科的知識(shí)點(diǎn)，而要天衣無縫地把原來屬于四個(gè)學(xué)科的分散知識(shí)點(diǎn)熔煉為一體。對(duì)于STEM素養(yǎng)的界定也是眾說紛紜，主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是該類課程可視為一個(gè)集體課程，其內(nèi)容屬于多學(xué)科知識(shí)點(diǎn)的熔煉結(jié)果；二是該教育可視為指導(dǎo)性的教學(xué)策略，圍繞科技問題開展教學(xué)，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)的能力[1]。

1.2" 整合方式

整合是STEM教育的核心思想，國(guó)外主要有兩種課程模式：一是整合相關(guān)課程的模式；二是整合廣域課程的模式。前者是保留各課程，并將各課程的知識(shí)邏輯化、序列化；后者是模糊各課程之間的界限，針對(duì)交叉知識(shí)點(diǎn)與科技問題的相關(guān)點(diǎn)開設(shè)課程。這兩種模式各有千秋，且相輔相成。

目前，在跨學(xué)科實(shí)現(xiàn)STEM教育的整合方式領(lǐng)域存在三個(gè)研究方向。

1）學(xué)科知識(shí)整合，一般采用基于問題的學(xué)習(xí)（problem-based learning）方法，可促使學(xué)生自主學(xué)習(xí)，獲取科學(xué)知識(shí)，構(gòu)建知識(shí)結(jié)構(gòu)。

2）學(xué)習(xí)者中心整合，一般采用學(xué)生主導(dǎo)項(xiàng)目的學(xué)習(xí)（student-dominating learning）方法。教師在該過程當(dāng)中只起輔助作用，學(xué)生自己提出跨學(xué)科知識(shí)學(xué)習(xí)任務(wù)，可以采用分組的形式，也可采用單獨(dú)學(xué)習(xí)的形式。

3）生活與社會(huì)經(jīng)驗(yàn)整合，一般采用基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)（project-based learning）方法，以跨學(xué)科知識(shí)培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。學(xué)生提出設(shè)計(jì)思想，運(yùn)用科學(xué)的方法完成方案設(shè)計(jì)與產(chǎn)品開發(fā)，體現(xiàn)了將各學(xué)科知識(shí)轉(zhuǎn)化為生活經(jīng)驗(yàn)的價(jià)值觀。

1.3" 實(shí)踐研究

實(shí)踐方式多為教學(xué)案例的實(shí)施。美國(guó)北伊利諾伊大學(xué)和北京某中學(xué)聯(lián)合開設(shè)一門STEM教育課程，探索茶水對(duì)藥性的影響作用。從“吃藥后不能喝茶”的觀點(diǎn)出發(fā)，學(xué)生自主設(shè)計(jì)多組對(duì)照實(shí)驗(yàn)，通過大量統(tǒng)計(jì)計(jì)算總結(jié)出不同濃度的茶水對(duì)不同藥物的作用效果。有人將STEM教育理念融入高等代數(shù)課程，他們將學(xué)生隨機(jī)地分為對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組，對(duì)照組在傳統(tǒng)代數(shù)課堂上聽課，實(shí)驗(yàn)組在新代數(shù)課堂上聽課。與對(duì)照組相比，實(shí)驗(yàn)組的學(xué)生在問題解決能力上沒有明顯增強(qiáng)，但是在批判性思維方面獲得較大進(jìn)步。在第一學(xué)期結(jié)束后，實(shí)驗(yàn)組對(duì)第二學(xué)期課程的期待態(tài)度較好[2]。有人設(shè)計(jì)了一個(gè)制作和測(cè)試醫(yī)療工具包的教學(xué)案例，目標(biāo)是更好地將藥物保存在理想的狀態(tài)。

1.4" 效果評(píng)價(jià)

各國(guó)雖然尚未在國(guó)家層面評(píng)價(jià)STEM教育的優(yōu)劣，但是在學(xué)術(shù)界早已探索該評(píng)價(jià)方法。比如美國(guó)的K-12 STEM教育通用評(píng)價(jià)體系，可以評(píng)價(jià)教育理論基礎(chǔ)和系統(tǒng)性效果。有人開發(fā)了八個(gè)STEM教育評(píng)估模塊，可評(píng)估個(gè)體表現(xiàn)與整體協(xié)作表現(xiàn)，也可研究如何建立和保持學(xué)生的共同點(diǎn)，如何使學(xué)生解決問題，以及如何建立和維護(hù)學(xué)生團(tuán)隊(duì)組織。上述研究為我國(guó)STEM教育的發(fā)展提供了參考。

2" 國(guó)內(nèi)STEM教育理念的研究進(jìn)展

我國(guó)的教育體制較健全，很少有自由散漫的學(xué)生，開展專門的STEM課程會(huì)打亂原有的教學(xué)計(jì)劃，沒有太大意義，但是將具體課程的部分內(nèi)容改造成適當(dāng)學(xué)時(shí)的STEM教材，或者在整個(gè)課程當(dāng)中貫徹STEM教育理念，則是非常有必要的。以STEM教育為主題在中國(guó)知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)（CNKI）檢索，可以發(fā)現(xiàn)：我國(guó)有越來越多的教育研究者涉足STEM教育領(lǐng)域，但是目前基于STEM教育理念的中學(xué)英語教學(xué)案例及實(shí)踐較少。

2.1" 政策支持

在尊師重教優(yōu)良傳統(tǒng)的引導(dǎo)下，我國(guó)學(xué)生普遍具有刻苦勤奮、基礎(chǔ)扎實(shí)等優(yōu)點(diǎn)，學(xué)習(xí)能力（特別是數(shù)學(xué)學(xué)科）遠(yuǎn)超出國(guó)際平均水平，屢屢在各種國(guó)際賽事中取得佳績(jī)。我國(guó)曾有不少可影響世界和人類生活的重大科研成果，如牛胰島素的研究，但是國(guó)際影響力不大，沒有獲得諾貝爾獎(jiǎng)。美國(guó)頂尖科學(xué)家的人數(shù)是我國(guó)的八倍以上。究其原因，是培養(yǎng)人才的理念和方式存在較大差異：我國(guó)采用較傳統(tǒng)的教育方式，重視結(jié)果和內(nèi)容的傳授，且仍迷信權(quán)威；而美國(guó)重視體驗(yàn)、思考、觀察、發(fā)現(xiàn)、辯論和領(lǐng)悟等學(xué)習(xí)過程，教師不直接講述知識(shí)點(diǎn)，而是不斷地提出問題并引導(dǎo)學(xué)生自己分析問題，學(xué)生的背誦量較小，而閱讀、思考和寫作量較大，培養(yǎng)了學(xué)生的獨(dú)立性和創(chuàng)造性。上述差異造成我國(guó)學(xué)生與美國(guó)學(xué)生之間獨(dú)立思考和解決問題能力的差距。

STEM教育可縮小該差距，我國(guó)已經(jīng)將STEM教育提高到國(guó)家層面的戰(zhàn)略高度。為了在根本上增強(qiáng)我國(guó)的科技創(chuàng)新能力、提升我國(guó)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，2016年頒布的《教育信息化“十三五”規(guī)劃》明確指出：有條件的省市必須積極探索新的教育模式，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、信息素養(yǎng)和創(chuàng)新能力，使學(xué)生逐漸養(yǎng)成數(shù)字化學(xué)習(xí)習(xí)慣。這也是我國(guó)STEM教育的起源性文件。

為了將STEM教育理念體現(xiàn)在新課標(biāo)當(dāng)中，2017年，我國(guó)頒布《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)》。該標(biāo)準(zhǔn)明確要求：以STEM教育為基礎(chǔ)，將數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新、信息意識(shí)、計(jì)算思維、信息社會(huì)責(zé)任融入跨學(xué)科教育當(dāng)中，使學(xué)生同時(shí)運(yùn)動(dòng)腦、手、眼和心等多個(gè)器官，逐漸增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。

2.2" 理論研究

2.2.1" 內(nèi)涵" 黃曉等人認(rèn)為：重心應(yīng)該是學(xué)校技術(shù)教育和工程教育。

2.2.2" 特點(diǎn)" 主要有跨學(xué)科、趣味性、體驗(yàn)性、情境性、協(xié)作性、設(shè)計(jì)性、藝術(shù)性、實(shí)證性和技術(shù)增強(qiáng)性等九個(gè)核心特點(diǎn)。

2.2.3" 整合方式" 有人提出科—數(shù)整合模式、科—技整合模式、科—工整合模式以及珠（項(xiàng)目為珠）—線（四科一線）整合模式。其中，科—工整合模式最符合我國(guó)基礎(chǔ)科學(xué)教育的發(fā)展需要。

2.2.4" 分類" 分為驗(yàn)證型、探究型、制造型和創(chuàng)造型等類型。

2.3" 課程實(shí)踐研究

主要采用在現(xiàn)有課程中融入STEM教育理念的方式，在科學(xué)、信息技術(shù)、數(shù)學(xué)、物理、生物、化學(xué)等理工科課程中的實(shí)踐研究較多，而在語文、歷史、英語等文科課程中的研究較少。謝琳純等人設(shè)計(jì)了小學(xué)科學(xué)STEM教育課程案例“簡(jiǎn)易風(fēng)速計(jì)的制作”。陳玉潔帶領(lǐng)學(xué)生分析了凳子的結(jié)構(gòu)和制作技術(shù)的演變。李偉梅設(shè)計(jì)并實(shí)施了“包裝盒的設(shè)計(jì)與制作”案例。李娟等人針對(duì)高中地理開展“太陽高度角”教學(xué)實(shí)踐。劉雪婷[3]設(shè)計(jì)并實(shí)施了“回旋標(biāo)的設(shè)計(jì)與制作”案例。

2.4" 師資培養(yǎng)

目前國(guó)內(nèi)中小學(xué)一線教師很少或幾乎沒有考慮到對(duì)學(xué)生工程技術(shù)能力的培養(yǎng)，一些教師甚至認(rèn)為工程只與建筑學(xué)有關(guān)，因此需加強(qiáng)教師對(duì)工程教育的認(rèn)識(shí)。劉玉潔認(rèn)為：在政府層面，可制定教育政策，明確中小學(xué)STEM教育的發(fā)展目標(biāo)和任務(wù)，設(shè)計(jì)綜合型課程和活動(dòng)，促進(jìn)一線教師與高校、企業(yè)等的信息共享與交流合作；在高校層面，可設(shè)立STEM專業(yè)，設(shè)置相關(guān)專業(yè)課程；在社會(huì)層面，應(yīng)積極為STEM教師提供實(shí)踐場(chǎng)所和學(xué)生群體，家長(zhǎng)應(yīng)積極配合STEM教學(xué)。

2.5" 其他形式的研究

2.5.1" 創(chuàng)客教育" 創(chuàng)客教育的目的也是培養(yǎng)創(chuàng)新人才，特點(diǎn)是個(gè)性化教學(xué)和差異化教育，與STEM教育具有等同、包含、互為載體和可整合等關(guān)系。

2.5.2" STS" STS是科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)（Science， Tech-nology and Society）的統(tǒng)稱，重視科學(xué)和技術(shù)在日常生活與工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，要求教育成果須契合國(guó)家和社會(huì)的發(fā)展需要，強(qiáng)調(diào)學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，注重開放形式的課堂活動(dòng)。

3" 初中英語典型句型的補(bǔ)充與完善

中學(xué)英語課程教學(xué)通常只涉及日常生活和社會(huì)活動(dòng)，很少涉及科研背景[4]。如果基于STEM教育理念增加有關(guān)科研背景的內(nèi)容，則可進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，助其樹立遠(yuǎn)大理想。以初中英語新課標(biāo)教材為例，一些典型例句可以補(bǔ)充具有一定科研背景的句子，根據(jù)記憶的特點(diǎn)[5]，

在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)意識(shí)的同時(shí)，使其英語知識(shí)也得以鞏固。

1）Thanksgiving is an American festival."可補(bǔ)充：National science popularization day is a Chinese festival.

每年九月的第三個(gè)雙休日是全國(guó)科普日，中國(guó)科協(xié)每年都組織全國(guó)學(xué)會(huì)和地方科協(xié)在全國(guó)開展科普日活動(dòng)。該句的補(bǔ)充可增強(qiáng)學(xué)生的科學(xué)意識(shí)。

2）It is celebrated on the forth Thursday in November.可補(bǔ)充：It is celebrated on the third weekend in Septem-ber.

該句的補(bǔ)充可令學(xué)生記牢該節(jié)日，激勵(lì)自己刻苦學(xué)習(xí)，勇攀科技高峰。

3）There are flowers and national flags everywhere.

可補(bǔ)充：There are rice seedlings everywhere.

育種專家袁隆平培育的雜交水稻解決了很大的糧食問題，他的實(shí)驗(yàn)基地到處是稻秧。該句的補(bǔ)充可引導(dǎo)學(xué)生樹立研究農(nóng)業(yè)科學(xué)的理想。

4）We have celebrated it since 1777.

可補(bǔ)充：We have celebrated Youth Day since 1939.

1919年反帝愛國(guó)的“五四運(yùn)動(dòng)”是我國(guó)新民主主義革命的開端。該句的補(bǔ)充可激發(fā)學(xué)生的愛國(guó)熱情。

5）You can see American flags everywhere.

可補(bǔ)充：You can see nurses and doctors everywhere.

2019年年末，武漢爆發(fā)COVID-19疫情，全國(guó)各地醫(yī)療志愿者馳援武漢。該句的補(bǔ)充可弘揚(yáng)無私奉獻(xiàn)的精神，同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生樹立研究醫(yī)學(xué)的理想。

6）I remained by the canyon for half an hour.

可補(bǔ)充：I remained by the aircraft carrier for half an hour.

國(guó)產(chǎn)航空母艦的下水標(biāo)志著我國(guó)自主設(shè)計(jì)制造航母取得重大階段性成果，有機(jī)會(huì)參觀航母是件榮耀的事。該句的補(bǔ)充可激發(fā)學(xué)生的民族自豪感，同時(shí)引導(dǎo)其積極獻(xiàn)身國(guó)防科技事業(yè)。

7）I visited the Gaint’s Causeway two years ago.

可補(bǔ)充：I visited the Xichang Satellite Launch Center two months ago.

探月工程的成功開展提升了我國(guó)的國(guó)際地位。該句的補(bǔ)充可引導(dǎo)學(xué)生樹立勇攀高峰、探索太空的遠(yuǎn)大理想。

8）She is my hero because she is one of the best table tennis players in the world.

可補(bǔ)充：She is my hero because she is one of the best tra-ditional Chinese Medicine professors in the world.

屠呦呦為國(guó)爭(zhēng)光，發(fā)現(xiàn)了青蒿素，獲得諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。該句的補(bǔ)充可激發(fā)學(xué)生的報(bào)國(guó)熱情，同時(shí)引導(dǎo)其樹立研究中醫(yī)學(xué)的理想。

9）In the end， he dies of his wound.

可補(bǔ)充：In the end， Qian Xuesen dies of his pulmonary infection.

錢學(xué)森是我國(guó)“兩彈一星”功勛獎(jiǎng)?wù)芦@得者。該句的補(bǔ)充可引導(dǎo)學(xué)生牢記終身學(xué)習(xí)思想，堅(jiān)定科技報(bào)國(guó)的信念。

10）Dr Bethune’s work for Chinese people made him a hero in China.

可補(bǔ)充：Professor LI Lanjuan’s work for the critically ill patients made her a heroine in China.

李蘭娟院士的研究成果——人工肝在抗擊新冠肺炎疫情的戰(zhàn)斗中為降低病死率作出巨大貢獻(xiàn)。該句的補(bǔ)充可提高學(xué)生為人民服務(wù)的意識(shí)。

4" 結(jié)論

STEM教育理念的內(nèi)涵是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，激發(fā)其科技意識(shí)。在中學(xué)英語教學(xué)內(nèi)容中補(bǔ)充具有科學(xué)背景的例句，可以給枯燥乏味的語言課程增添趣味，也可以讓學(xué)生明確該課程的工程應(yīng)用前景而激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)具有重要意義。

參考文獻(xiàn)

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作者：李榮起，夏津縣鄭保屯鎮(zhèn)運(yùn)河社區(qū)小學(xué)，中小學(xué)一級(jí)教師，研究方向?yàn)橛⒄Z教學(xué)（253200）；李春明，通信作者，中國(guó)石油大學(xué)（華東）中國(guó)石油大學(xué)勝利學(xué)院，教授，研究方向?yàn)榻虒W(xué)方法（257061）。