周曉琳 | 山東省濟南市天橋區寶華小學
當前,開展STEM教育是國力競爭、社會發展對人才培養的現實需求,也是實現學校內涵特色發展的必然追求和應然選擇。為進一步培養出面向未來的人才,更好地實現學校的優質發展,山東省濟南市天橋區寶華小學經歷5年探索,創建出獨具特色的STEM教育品牌。
組建團隊,項目管理。學校本著“學科多元、自愿申報”的原則,面向全校組建起來自數學、科學、信息、綜合實踐、美術五個學科的STEM教師團隊。團隊采用項目化管理,實施年度輪值負責制,由教師自主制定發展目標、認領任務、推進研究計劃、申請培訓、邀請專家指導等。此外,為全力支持項目組研究,學校還設立了專項實驗經費,以寬松的研究氛圍激發教師主動學習思考的熱情。
跟進培訓,主動發展。《STEM教師能力等級標準(試行)》從STEM教育價值理解、STEM學科基礎、STEM跨學科理解與實踐、STEM課程開發與整合、STEM 教學實施與評價五個維度對STEM教師提出了明確要求。為此,學校邀請來自上海的課程專家到校連續開設講座;組織教師走進全國先行實驗區、實驗校實地觀摩考察;組建課程工作坊,約請名校課程專家到校開展“體驗+研討”的項目式培訓,引進、實施STEM校本化課程。
協同教研,研究賦能。面對大部分教師STEM教學經驗不足的現狀,學校堅持教研先行,基于學科優勢、興趣點和機會均等原則開展協作研究,形成“個性解讀課程手冊—研討共性問題—課堂先行示范—反思完善實踐”的“四步教研法”,鼓勵教師依據學科專業特長對課程實施進行微調整、微創造,使STEM課堂彰顯出不同的教學智慧與教學風格。針對課程實施中暴露的諸多問題,我們以問題解決推動課程研究走向深入,以小組合作學習評價機制、頭腦風暴等方式保障課程實施更加有序高效。

總結STEM課程“五階段、多循環”實施范式。STEM課堂因其開放的空間和學習過程、自定義的材料和學生的個性化設計,常出現諸多不確定性和可能性,為教師的組織實施帶來挑戰。項目組教師大量研讀專業書籍和文獻資料,重視“工程思維”的培養,梳理總結出課程實施的共性特征和基本環節,將科學探究的“八要素”與工程設計流程相結合,歸納出“五階段、多循環”的STEM課程實施范式,前者包括提出問題、調查研究、設計制作、測試改進、成果展示五個環節,后者是指根據學生學習進程的需要,教師可以跳過或重復其中某個環節。該課程實施范式體現了STEM教育的基本規律,也為教師開展教學提供了基本支架。
建立課程實施的“三雙”保障機制。STEM教育的開放性、靈活性和個性化特點,讓教師在實踐中遭遇學習空間與時間不足、缺乏個性化指導資源等現實問題。學校因地制宜,創造性地建立課程實施的“三雙”保障機制——雙導師、雙空間、雙學程。
“雙導師”指采用“主講+助教”雙師協同的方式開展教學。講師負責推進課程教學,指導學生合作學習,關注課堂的共性推進。助教一般由班主任兼任,擔當課堂學習的觀察員、精彩瞬間的捕捉者、學習成果的分享者,側重學生的個性發現。
“雙空間”指打通學生校內和校外的學習空間與學習資源。STEM課程注重問題解決和研究實踐,為拓展更多學習資源,學校根據學生需要,把課堂搬到博物館、科技館等地,讓學生在自然和社會的大課堂中解決問題。如“立體農場”項目中,學生在自己設計搭建的立體種植架上種植蔬菜作物。發現蔬菜長勢不佳后,他們走進現代農業示范園觀察學習,在專家指導下了解了立體種植的智能化管理設計,改進出更加科學的立體種植系統。
“雙學程”指將STEM教育延伸到學生的假期生活,使STEM教育形成連續的學習進程。根據寒暑假特點及學生興趣,教師設計出各學段的假期項目式學習。如暑假“探秘濟西濕地”項目結合濟南市自然資源,構建以學生為主體的系列化學習任務,為其實地考察提供了充足時間。
要滿足三至六年級學生的開課需求,學校至少需要提前準備八至十個學期的大課程。引進課程價格不菲,其內容也與學生的區域環境距離較遠。針對這一問題,學校鼓勵骨干教師在“第一學科”嘗試研發“小項目短課程”,同時邀請國內多名課程專家,從課程目標、主題、結構、評價等方面全程跟進指導。
制定STEM課程目標。課程目標是開發課程和評價學生學習結果的重要依據,學校STEM課程目標的制定經歷了三輪迭代升級。初代的“拼圖型課程目標”從STEM課程涉及的相關學科中提取出課程標準對應學段目標中的有關要求,并將之組合在一起,缺少對各學科目標的總結提煉,各個小目標之間缺少內在關聯性,不能體現STEM的教育融合性特點。二代的“進口型學習目標”依據美國《K-12科學教育框架》統整學科,從科學探究與工程設計、科技知識與技能、科技與現實生活三個維度,指向學生知識與技術的提升要求。但其制定的出發點與我國小學的教育現狀、育人目標和教育重心有一定偏差。三代的“整合型學習目標”結合國情和學情,依據《中國學生發展核心素養》,確立了大概念的認識與應用、跨學科知識整合、提高問題解決能力、科學態度和人文關懷四維課程目標,在關注學生知識體系建構的同時,體現了STEM教育跨學科知識整合與問題解決能力提升兩個關鍵點,使課程開發有據可依。
設計課程開發模式。為降低一線教師自主開發課程資源的門檻,項目組提煉出STEM課程開發模板,主要模塊包括:課程前測,幫助教師了解學生課前認知水平以修正課程設計;學習目標,從四個維度幫教師明確課程目標導向,引導課程評價;任務及路徑,指向預定學習結果,提高師生的研究目的性;課程主體內容,包括工程意向書、頭腦風暴、產品制作、交流展示等主要環節。
篩選內容,合作開發。學校在篩選課程內容時注重尋找內容適合學生知識基礎和年齡特點、與學生生活經驗和現實環境適配的課程。教師從現有國家課程中梳理出因課時不足、多學科交叉、實踐條件要求高等問題而無法深入展開的項目以備遴選。大家圍繞“本位學科中核心素養有哪些體現”“不同學科在同一學段中可以做哪些整合”等問題展開討論,確定項目主題,開展前測。論證立項環節,教師從課程目標、內容選擇、課程設計、實施條件、課程評價等方面進行可行性分析,學校對通過論證后的課程予以立項,鼓勵其組建課程研發團隊,并給予一定的資金及資源支持。每個新開發的課程都要經過幾輪“試水試用”和打磨完善,特別是課程結構設計和課程手冊的修改。經過幾年積累,學校陸續完成了《海綿城市》《會唱歌的泥巴》等6個課程及配套課程手冊的編寫以及多個假期課程和學期短課程的設計,涵蓋了物質世界、航空航天、信息技術、機械結構、生命奧秘、人工智能等六大領域,構建起指向學生發展、符合國家課程標準的“寶華STEM課程體系”的主體部分。
STEM教育對教師的思想觀念、教學方式產生了深遠影響,項目式學習逐漸走進了語文、數學、科學、美術、綜合實踐等學科的課堂。未來,學校STEM教育品牌將努力實現STEM教育的普惠與普適,主動加強與學科教學、區域及社會資源的深度融合,在品牌發展中培養科創特長學生,打造學校智創教育特色。