淺談STEM項目校本課程開發(fā)與建設(shè)

【關(guān)鍵詞】STEM ?項目教學(xué) ?校本課程 ?課程建設(shè)

【中圖分類號】G42 ?【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2022）05-0070-03

一、為什么要開展STEM校本課程開發(fā)

（一）STEM教育正成為世界各國的國家人才培養(yǎng)戰(zhàn)略

鑒于STEM教育是基于具體的工程項目為依托，應(yīng)用數(shù)學(xué)和科學(xué)知識以及技術(shù)手段為工程項目服務(wù)，在項目實施過程中鍛煉應(yīng)用工程思維，培養(yǎng)學(xué)生的綜合科技應(yīng)用能力，綜合育人效果明顯，因此，STEM教育正成為世界各國爭相采取的國家人才培養(yǎng)戰(zhàn)略。我校有幸參與中國教科院“中國STEM教育2029創(chuàng)新行動計劃”，成為首批STEM教育種子學(xué)校，目前正在實施STEM校本課程的教研開發(fā)，本課題就是根據(jù)我?？萍冀逃k學(xué)特色而實施的項目教學(xué)研究，希望找到適合本校的可持續(xù)發(fā)展的STEM教學(xué)。

（二）我國起步雖晚，但我們在奮力追趕

經(jīng)查詢資料，歐美和日本等發(fā)達(dá)國家STEM課程上世紀(jì)80年代起源于大學(xué)，隨后引入高中開設(shè)STEM課程，已經(jīng)早成為傳統(tǒng)的必修課程，為發(fā)達(dá)國家培養(yǎng)科技人才作出巨大的貢獻(xiàn)。我們國家直到21世紀(jì)初才發(fā)現(xiàn)西方有STEM課程，才意識到STEM課程對科技綜合人才培養(yǎng)的重要性，才陸續(xù)開始引入大學(xué)的STEM課程。2010年以后，我國中小學(xué)的綜合實踐活動課程、通用技術(shù)課程和信息技術(shù)課程研討會上，開始提出STEM整合教學(xué)理念，越來越多的中小學(xué)嘗試開展STEM整合教學(xué)，STEM教育開始受到國家教育部門的重視，終于在2016年6月，中國教科院出臺《中國STEM教育白皮書》，標(biāo)志著我國STEM教育成為國家戰(zhàn)略行動，開啟中國STEM教育的新紀(jì)元。

（三）我校開展STEM教育具有優(yōu)勢

我校中山市第一中學(xué)是一所百年老校，一直是廣東省新課程改革樣板校，“一體兩翼”辦學(xué)特色鮮明，其中科技教育是重要的一翼，成為學(xué)校培養(yǎng)科技人才的重要途徑。2004—2008年，我校綜合實踐活動、通用技術(shù)、信息技術(shù)課程實現(xiàn)教學(xué)常態(tài)化，2008年開始，我校綜合實踐活動和通用技術(shù)實施教學(xué)整合，開展實施基于設(shè)計與制作的項目教學(xué)，已經(jīng)初現(xiàn)STEM教學(xué)雛形，2012年以后，STEM教學(xué)在我國興起，我校綜合實踐活動項目教學(xué)課程已經(jīng)實現(xiàn)常態(tài)化，目前正在進(jìn)行STEM模塊課教學(xué)，正在探索STEM課程可持續(xù)發(fā)展的研究。多年來，我校在綜合實踐活動、通用技術(shù)和信息技術(shù)學(xué)科教學(xué)中堅定實施項目教學(xué)，STEM課程走在省市前列，我們開展STEM教育有基礎(chǔ)有條件，具有可行性。

二、如何開發(fā)與建設(shè)STEM校本課程

（一）研究目標(biāo)

（1）試驗基于設(shè)計與制作項目的主題教學(xué)，實現(xiàn)STEM新課程的常態(tài)有效教學(xué)。（2）探索本校STEM模塊課程的育人效果，主要考查STEM課程對教師開發(fā)課程的能力鍛煉，以及對學(xué)生綜合科技能力的培養(yǎng)。

（二）研究思路

研究內(nèi)容框架如下：

（三）具體研究過程

本研究初步計劃分四個階段：準(zhǔn)備階段、調(diào)查階段、實驗階段、評價總結(jié)階段，用3年時間。

1.第一階段：準(zhǔn)備階段（2019年3月—2019年5月）

以文獻(xiàn)研究為主，了解新一輪課改的新動向，了解綜合實踐活動課程、信息技術(shù)和通用技術(shù)課程新標(biāo)準(zhǔn)要求等，查找本課題開展研究的法理支撐，明確本課題進(jìn)行研究的育人價值和實施研究的方向。

2.第二階段：調(diào)查階段（2019年6月—2019年8月）

（1）采用網(wǎng)絡(luò)問卷、微博和教學(xué)群調(diào)查國內(nèi)各省市友好學(xué)校STEM的開課情況;（2）實地調(diào)查市內(nèi)兄弟學(xué)校對STEM課程的實施情況;（3）調(diào)查學(xué)生對STEM課程的態(tài)度和要求，摸清學(xué)校實施STEM校本課程改革的實施條件和實際需求。

3.第三階段：實施階段（2019年9月—2021年7月）

以行動研究為主，探索STEM課程整合新策略，實驗分兩輪進(jìn)行：

第一輪：2019年9月—2020年7月

制定STEM校本課程教學(xué)計劃和進(jìn)度計劃，完成STEM校本課程資源建設(shè)，各STEM校本課程項目組編寫本項目教學(xué)的教案，設(shè)計制作好課件，在教學(xué)實踐中不斷總結(jié)反饋，形成初步的校本教材。

第二輪：2020年9月—2021年7月

在新一屆班級繼續(xù)重復(fù)開展教學(xué)實踐，總結(jié)第一輪階段性成果，完成中期成果匯報，在第一輪的教學(xué)基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化整改，完善各STEM校本課程的材料，形成完整的STEM校本課程教案、課件、校本教材、學(xué)生作品集等，課題組成員撰寫階段性研究論文，編寫一些STEM校本教學(xué)課例等。

4.第四階段：總結(jié)評價階段（2021年9月—2021年12月）

開始第三輪教學(xué)，總結(jié)前2年實施兩輪STEM校本課程的情況，發(fā)現(xiàn)STEM校本教學(xué)可以常態(tài)化實施，課題組教師都熟悉本模塊的教學(xué)，教師和項目沒有變，就是鐵打的營盤，學(xué)習(xí)項目的每屆學(xué)生變了，就是那流水的兵，第三輪的實施按部就班，各校本課程自成體系，可滿足學(xué)生個性化教學(xué)的需求，實現(xiàn)STEM校本課程常態(tài)化實施。

三、研究的成果

（一）形成STEM校本課程教學(xué)體系，開設(shè)系列設(shè)計與制作STEM校本課程項目，形成教案、課件、校本教材等

實踐研究證明，基于設(shè)計與制作的STEM項目教學(xué)可以有效整合數(shù)學(xué)、科學(xué)、通用技術(shù)和綜合實踐活動課程，是實際可行和有效的跨學(xué)科實踐活動教學(xué)。課題實驗用時兩個半學(xué)年共五個學(xué)期，先后實踐了項目一《航空模型的設(shè)計與制作》，項目二《電子電路的設(shè)計與制作》，項目三《三維結(jié)構(gòu)的設(shè)計與制作》，項目四《創(chuàng)意機器人的設(shè)計與制作》，項目五《創(chuàng)意視頻的設(shè)計與制作》，每個學(xué)期的項目教學(xué)都能按計劃順利完成，每個STEM項目教學(xué)完成后都有學(xué)生作品展評，優(yōu)秀作品推薦參加市、省的科技創(chuàng)新也獲得優(yōu)異成績。從2019年12月開始，課題試驗的項目一《航空模型的設(shè)計與制作》和項目四《創(chuàng)意機器人的設(shè)計與制作》，已成為廣東省初中科技實踐活動地方教材，已經(jīng)在廣東省內(nèi)出版發(fā)行使用。

（二）課題研究促進(jìn)教師的教研工作，提高了教師的教育教研能力，課題研究的大量成果獲獎豐富

課題組成員撰寫的教研論文在省級學(xué)術(shù)期刊發(fā)表5 篇;課題組教師參加各級教學(xué)教研競賽獲獎豐富，獲省級獎4 項，市級獎10多項。

（三）促進(jìn)學(xué)?？萍冀逃?，學(xué)生科技競賽成績突出

為突出我校科技教育的校本特色，本課題的項目教學(xué)全部為科技類STEM項目，特色鮮明，科技類STEM主題的項目教學(xué)，實現(xiàn)數(shù)學(xué)、科學(xué)、技術(shù)和工程等綜合應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的工程思維，鍛煉學(xué)生的動手能力，有效提高學(xué)生的綜合科技素養(yǎng)。本課題的研究促進(jìn)了學(xué)校科技教育的濃厚氛圍，學(xué)生積極參與各類科技興趣小組活動，學(xué)生課余參加青少年科技創(chuàng)新大賽、航模比賽和創(chuàng)客挑戰(zhàn)賽等科技競賽，獲獎人數(shù)眾多，成績突出，近3年獲全國獎3項，省級獎21項，市級獎37項。

四、研究結(jié)論反思

本課題探究了在綜合實踐活動、信息技術(shù)和通用技術(shù)課程教學(xué)中實施STEM項目教學(xué)，嘗試實施跨學(xué)科實踐活動的整合教學(xué)，摸索適合本校實際的STEM科技教育校本特色課程。經(jīng)過幾年的實踐研究，得出結(jié)論與反思如下：

（一）在綜合實踐活動、信息技術(shù)和通用技術(shù)實施STEM項目是可行的

綜合實踐活動課程、信息技術(shù)課程和通用技術(shù)課程都是普通高中國家規(guī)定的必修課程，這幾門課程的課程標(biāo)準(zhǔn)都明確要求，提倡在日常教學(xué)中多實施項目式學(xué)習(xí)，項目教學(xué)正在成為這些學(xué)科教學(xué)的趨勢。STEM教育是典型的項目式學(xué)習(xí)，是解決某個實際問題的教學(xué)，學(xué)生要應(yīng)用所學(xué)的知識進(jìn)行活動前設(shè)計，在實際制作活動中要應(yīng)用多種方法和技術(shù)，STEM項目教學(xué)是設(shè)計制作過程，又是研究性學(xué)習(xí)過程，充分體現(xiàn)學(xué)生的主體性、主動性、綜合性和實踐性，而且具有鮮明的科技特色。在綜合實踐活動、信息技術(shù)和通用技術(shù)教學(xué)中開展STEM項目教學(xué)，具有天然的優(yōu)勢，我們實際的教學(xué)研究也表明，在綜合實踐活動、信息技術(shù)和通用技術(shù)實施STEM項目是可行的，而且可以實現(xiàn)常態(tài)化教學(xué)和可持續(xù)發(fā)展。目前我校開設(shè)的五個STEM項目已經(jīng)成為學(xué)校的校本特色課程，豐富了學(xué)校術(shù)科模塊課程體系建設(shè)。我們以基于技術(shù)設(shè)計與制作的STEM項目教學(xué)作為校本特色的技術(shù)教育課程，普及設(shè)計制作類的研究性學(xué)習(xí)活動，保證每年都有優(yōu)秀的科技創(chuàng)新作品，突出我校重視科技創(chuàng)新教育的校本特色。

（二）研究成果得到實際的推廣應(yīng)用，已產(chǎn)生良好的教育示范效益

（1）研究的項目成為省市正式教材。本輪研究我們一共實施了五項STEM項目，均取得教學(xué)成功，這些項目不但成為我校的校本模塊課程，有2個項目《航空模型的設(shè)計與制作》和《創(chuàng)意機器人的設(shè)計與制作》，已經(jīng)成為廣東省省級地方教材，目前在中山市和廣東省內(nèi)初中學(xué)校作為科技活動教材，《航空模型的設(shè)計與制作》教材在全國很多學(xué)校購買使用3000多本，山西省某高校無人機班也采用此書作為教材。

（2）研究成果正輻射引領(lǐng)學(xué)科發(fā)展。本人專注實施綜合實踐活動項目教學(xué)，2021年3月，本人成為廣東省綜合實踐活動名教師工作室主持人，萬錄品名教師工作室的目標(biāo)就是堅定實施綜合實踐活動項目教學(xué)研究，帶領(lǐng)更多的學(xué)校開展項目教學(xué)，培養(yǎng)更多的省市綜合實踐活動項目教學(xué)的骨干教師，2021年7月，萬錄品名教師工作室被廣東省教育廳教育裝備中心指定為《廣東省創(chuàng)客實踐室建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》研制單位，正在負(fù)責(zé)航空機器人創(chuàng)客空間標(biāo)準(zhǔn)制定。2021年10月，中山市教育技術(shù)中心指定工作室成員萬錄品和潘志韌老師共同牽頭成立編程飛行無人機的設(shè)計與制作項目聯(lián)合體，在中山培養(yǎng)航空機器人STEM項目種子學(xué)校，目前正在實施過程。由于我們開展了STEM項目教學(xué)研究，課題研究成果得到推廣，多名課題組老師成為自己負(fù)責(zé)項目的教學(xué)領(lǐng)頭人，課題組陳衛(wèi)軍老師和潘志韌老師正在成長為優(yōu)秀的科技教育能手和骨干。

（三）研究的不足與還需努力的方向

教學(xué)研究的最終目的都要回歸育人效果，我們開展STEM校本項目教學(xué)究竟有怎樣的育人效果？這一直是我們在思考的問題，我們在項目教學(xué)完成后，進(jìn)行了教學(xué)效果的問卷調(diào)查，因客觀原因沒有進(jìn)行班級對照試驗，也沒有開展學(xué)生個體的對照實驗，希望以后條件具備后我們再進(jìn)行育人效果的對照實驗，學(xué)生的科技素養(yǎng)和動手能力，不是一個學(xué)期十幾節(jié)課就可以形成，需要在幾個學(xué)期甚至幾年的持續(xù)實踐中慢慢積累習(xí)得。我們開展STEM校本項目教學(xué)研究的根本目的，就是要普及科技實踐活動，鍛煉學(xué)生的動手能力，落實“德智體美勞”五育并舉，實現(xiàn)實踐育人和綜合育人。今后我們將繼續(xù)實施STEM校本項目教學(xué)，發(fā)揮STEM教育種子學(xué)校和種子教師的作用，帶動更多的學(xué)校開展STEM教育，為國家培養(yǎng)更多的科技人才，促進(jìn)區(qū)域科技教育的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]王素，李正福.STEM教育這樣做[M].北京：教育科學(xué)出版社，2019年10月.

[2]夏雪梅.項目化學(xué)習(xí)設(shè)計（第2版）[M].北京：教育科學(xué)出版社，2021年3月.

[3]周玉芝.STEM教育視野下的課程開發(fā)與學(xué)科教學(xué)改進(jìn)[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2019年10月.

[4]中國STEM教育2029創(chuàng)新行動計劃.中國教育科學(xué)研究院，2018年5月.