新課標(biāo)理念下STEM跨學(xué)科融合教育的實(shí)踐探索

■丁義國(guó) 程然

江蘇省海安市海陵中學(xué)的辦學(xué)目標(biāo)為“質(zhì)量第一，品格至上，創(chuàng)新?tīng)?zhēng)先”，其中“創(chuàng)新?tīng)?zhēng)先”旨在培養(yǎng)創(chuàng)新人才，提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。學(xué)校以中國(guó)教育科學(xué)研究院STEM教育2029 創(chuàng)新教育行動(dòng)計(jì)劃“初中學(xué)段STEM 教育課程開(kāi)發(fā)與建設(shè)”課題研究為抓手，依托信息化教學(xué)大環(huán)境和本地區(qū)科技資源，通過(guò)成立機(jī)器人社團(tuán)、無(wú)人機(jī)社團(tuán)、趣味編程社團(tuán)、趣味生物社團(tuán)，建設(shè)“創(chuàng)客空間”等途徑，對(duì)新課標(biāo)理念下STEM 跨學(xué)科融合教育開(kāi)展了實(shí)踐探索。

一、STEM課程目標(biāo)

STEM 教育以實(shí)際問(wèn)題的提出、分析、解決為基本流程，強(qiáng)調(diào)跨學(xué)科整合、多學(xué)科融合。學(xué)校STEM 教師團(tuán)隊(duì)來(lái)自信息技術(shù)、物理、化學(xué)、生物學(xué)、勞技等多個(gè)學(xué)科，各學(xué)科教師以本學(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn)為指引，開(kāi)發(fā)符合學(xué)校實(shí)際的教學(xué)項(xiàng)目，引領(lǐng)學(xué)生在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)、問(wèn)題式學(xué)習(xí)中將各學(xué)科知識(shí)和技能加以融合、運(yùn)用，碰撞出新的思維火花，并積極驗(yàn)證自己的想法，努力生成新方法、新技術(shù)。

二、STEM課程架構(gòu)

學(xué)校STEM 校本課程為三級(jí)課程，按學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律和興趣細(xì)分為普及型課程、提高型課程和優(yōu)化型課程，見(jiàn)圖1。普及型課程如Arduino 基礎(chǔ)、三維設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、Scratch、手工焊接、無(wú)人機(jī)基礎(chǔ)飛行知識(shí)、生物學(xué)科基礎(chǔ)等，以任務(wù)驅(qū)動(dòng)方式展開(kāi)，是社團(tuán)成員必修的基礎(chǔ)課程。同時(shí)，無(wú)人機(jī)、創(chuàng)意機(jī)器人兩門課程都需要編程語(yǔ)言作為基礎(chǔ)，而Python 比起其他編程語(yǔ)言，后續(xù)拓展功能強(qiáng)大，因此，我們成立的編程社團(tuán)主講Python 語(yǔ)言，在校本三級(jí)課程里面它也屬于普及型課程，對(duì)所有學(xué)生開(kāi)放。有了編程語(yǔ)言等普及型課程作為支撐，學(xué)生可選擇最感興趣、與生活息息相關(guān)的實(shí)踐型項(xiàng)目進(jìn)行學(xué)習(xí)。

圖1 初中學(xué)段STEM課程體系

三、STEM課程實(shí)施

學(xué)校把STEM 課程列入校本課程，成立了機(jī)器人社團(tuán)、無(wú)人機(jī)社團(tuán)、趣味編程社團(tuán)、趣味生物社團(tuán)，建設(shè)了“創(chuàng)客空間”。課程實(shí)施根據(jù)需求確定授課地點(diǎn)：項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的地點(diǎn)分別設(shè)在學(xué)校的創(chuàng)客教室、微機(jī)房、實(shí)驗(yàn)室、操場(chǎng)等；而問(wèn)題式學(xué)習(xí)則選擇科技中心、博物館、農(nóng)業(yè)園、科普?qǐng)@地等作為實(shí)踐基地。學(xué)校根據(jù)學(xué)生需求選擇合適的上課地點(diǎn)，提倡讓學(xué)生親身經(jīng)歷，鼓勵(lì)學(xué)生思考、創(chuàng)新、實(shí)踐。在課時(shí)方面，短期項(xiàng)目1—2 個(gè)課時(shí)，長(zhǎng)期項(xiàng)目4—8 個(gè)課時(shí)，不同年級(jí)可交叉安排短期項(xiàng)目和長(zhǎng)期項(xiàng)目。課程實(shí)施時(shí)，每節(jié)課課前有教學(xué)設(shè)計(jì)，課后有反思，任課教師按教學(xué)反饋情況調(diào)整教學(xué)設(shè)計(jì)，經(jīng)備課組內(nèi)教師共同多次磨課之后完善教學(xué)設(shè)計(jì)。在教學(xué)過(guò)程中，教師觀察并記錄學(xué)生在學(xué)習(xí)中掌握了哪些方法，及時(shí)收集學(xué)生在每一學(xué)習(xí)階段的反饋，以問(wèn)卷調(diào)查方式收集不同學(xué)生對(duì)課程的評(píng)價(jià)，為后續(xù)改進(jìn)和完善做好準(zhǔn)備。

四、STEM課程評(píng)價(jià)

著名教育專家斯塔佛爾姆說(shuō)：“評(píng)價(jià)不在于證明，而在于改進(jìn)。”STEM 課程有別于傳統(tǒng)課程，各種新奇的實(shí)驗(yàn)裝置豐富了學(xué)生活動(dòng)，課堂氣氛熱烈，但同時(shí)要關(guān)注知識(shí)的傳授和學(xué)生能力素養(yǎng)的提升。我們采用綜合性評(píng)價(jià)體系，即總結(jié)性評(píng)價(jià)和表現(xiàn)性評(píng)價(jià)相結(jié)合。其中，總結(jié)性評(píng)價(jià)主要通過(guò)學(xué)生檔案形式進(jìn)行記錄和呈現(xiàn)，包括項(xiàng)目活動(dòng)目標(biāo)、對(duì)象、時(shí)間、地點(diǎn)、小組分工、活動(dòng)過(guò)程、活動(dòng)結(jié)果、心得體會(huì)等；表現(xiàn)性評(píng)價(jià)涵蓋協(xié)作能力、溝通能力、表達(dá)能力、批判性思維等方面，評(píng)價(jià)方法多元化，包括學(xué)生自評(píng)、學(xué)生互評(píng)、教師評(píng)價(jià)以及專家評(píng)價(jià)等。評(píng)價(jià)與教學(xué)相結(jié)合，評(píng)價(jià)的結(jié)果可作為課程改進(jìn)的參考依據(jù)。由于STEM 課程教學(xué)流程由課程設(shè)計(jì)、課堂活動(dòng)、教學(xué)成果展示等組成，因此在每個(gè)環(huán)節(jié)都可由教師、學(xué)生開(kāi)展自評(píng)及互評(píng)。比如在教學(xué)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，主要由學(xué)科組教師實(shí)施評(píng)價(jià)，包括學(xué)科融合、項(xiàng)目主題設(shè)計(jì)、學(xué)生學(xué)情、器材準(zhǔn)備情況等，任課教師根據(jù)評(píng)價(jià)對(duì)教學(xué)設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)整和完善。

行勝于言。近年來(lái)，學(xué)校STEM 教育成果卓然：STEM 課程貫穿于整個(gè)初中學(xué)段，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)技術(shù)的熱情，拓寬了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的思路，提升了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)；一批動(dòng)手能力強(qiáng)、思維活躍、科技素養(yǎng)較高的優(yōu)秀學(xué)生，在人工智能競(jìng)賽等活動(dòng)中取得了優(yōu)異成績(jī)；與高中創(chuàng)新人才培養(yǎng)形成傳送鏈，每年都有多名社團(tuán)學(xué)生獲得高中特長(zhǎng)生招生考試資格，獲得家長(zhǎng)高度認(rèn)可和社會(huì)的廣泛贊譽(yù)。