課后服務STEM跨學科學習：理意、架構與路徑

首新 林長春 蔡其勇

摘? ?要： 針對課后服務課程“課程目標籠統(tǒng)、結構散亂、內容雜亂、教學過程隨意、課程發(fā)展無規(guī)劃”等問題，文章提出借助課后服務STEM跨學科學習蘊含的課程整合、技術融合、工程實踐三個核心理念推進“雙減”常態(tài)化進程，關注學生需求、學習力發(fā)展以及減負效果。同時，構建課后服務STEM跨學科學習架構模型，并闡釋課后服務STEM學習與正式課程學習、跨學科整合理念、技術運用、工程實踐過程等交叉融合的機制。最后，從教師實施視角提出課后服務STEM跨學科學習的實踐路徑。在課后服務課程蓬勃發(fā)展但質量良莠不齊的背景下，該研究提出以建立課后服務STEM跨學科學習架構為突破口，為課后服務跨學科“課程化”進路提供參考。

關鍵詞： 課后服務；STEM教育；跨學科學習

隨著“雙減”政策逐步落地于義務教育階段學校和校外培訓機構，中小學生過重作業(yè)負擔和過度校外補習等現(xiàn)象已得到有效遏制。2023年全國教育工作會議指出，繼續(xù)將“雙減”擺在突出位置來抓。在這一形勢下，如何開展課后服務課程資源建設成為破后而立亟待解決的新問題。STEM（Science Technology Engineering and Mathematics）教育倡導問題解決驅動的跨學科整合學習，是以數(shù)學為基礎，通過工程設計來理解科學和技術的教育活動。1 STEM教育將各個學科以項目式學習的方式融合在一起，旨在激發(fā)和培養(yǎng)學生的高階思維和問題解決能力。2 能力導向的STEM教育契合“課后服務拓展正式課程目標、促進學生全面發(fā)展”的教育目的，由此，課后服務STEM跨學科學習作為一種新課程樣態(tài)，成為建設課后服務課程資源的創(chuàng)新途徑。

一、課后服務課程發(fā)展難為之困

課后服務課程是指學校充分發(fā)揮教育服務能力，根據學生發(fā)展需求開設新的課程門類，或者對原有各類課程按照一定的邏輯線索進行切割、重組優(yōu)化，使其相互聯(lián)結而形成有機整體的課程體系。從當前中小學課后服務實施來看，雖然開設了新課程門類，但普遍存在如下五個方面的問題。

1.課程目標與學科課程標準缺乏一致性

目前課后服務的“課程化”程度偏低，學校的教育服務能力多停留在作業(yè)輔導、興趣培養(yǎng)等層次，對課程目標缺乏系統(tǒng)架構。究其緣由，主要是課后服務課程目標缺乏標準支撐，不能很好地對接學科課程標準規(guī)定的課程目標，導致后續(xù)教學內容缺乏連貫性和系統(tǒng)性，教學過程呈現(xiàn)隨意拼接，未能形成促進學生能力發(fā)展的教學閉環(huán)。

2.課程結構與正式課程脫節(jié)

橫向來看，課后服務課程一方面缺乏系統(tǒng)構建自身內部課程模塊，課程模塊之間的進階關系不夠清晰，另一方面與正式學科課程結構的關系也存在簡單復制、任意延伸的情形；縱向來看，課后服務課程結構仍未形成體系，特別是課程層次結構的邏輯自洽以及與正式課程如何有效銜接還不夠清晰，這直接導致出現(xiàn)課后服務課程豐富、學生積極投入的假象。

3.課程內容遴選缺乏標準

雖然我國中小學開發(fā)了不少課后服務課程，但是由于缺乏課程內容選擇標準，教學內容架構較為隨意。目前，課后服務課程內容仍處于探索性設計階段，筆者認為，尤其需要注重課程內容與正式/非正式課程、學生已有認知經驗之間的聯(lián)系，應制訂課程遴選標準，并以此為指導，選擇能培養(yǎng)學生興趣、鍛煉學生能力的課程內容媒介。

4.教學過程多憑經驗進行組織

由于課后服務課程目標與課程結構、課程內容之間缺乏對應關系，課程目標未能層層分解成課時教學目標，這導致教師課后服務仍然基于正式課程目標組織教學，對不同課后服務課程樣態(tài)采用單一教學形式，對學生的學習要求缺乏清晰的認識。

5.課程無可持續(xù)發(fā)展性

推進課后服務精品課程資源建設必須制定課程發(fā)展規(guī)劃，這是相關教育部門教育政策行為，也可以是社會行為。目前課后服務課程多是學科教師基于自身知識經驗開設1，課程體系本身尚缺乏系統(tǒng)性，課程發(fā)展更顯不足。相關教育部門亟待制定具有區(qū)域特色的課后服務課程發(fā)展規(guī)劃供學校參考，指導各級各類學校制定具有教育服務和教育發(fā)展意義的課程體系。另一方面，要挖掘非正式教育中的精品課程，如此內外聯(lián)動，方可有效推進課后服務課程的可持續(xù)發(fā)展。

二、STEM跨學科學習推進課后服務供給的理意

目前，課后服務供給主要面向資源渠道和資源推介2，由于上述發(fā)展困境，其“課程化”進路還需深化。課后服務主要以輔導形式與正式課程形成互補，因此，拓寬資源渠道、開展資源推介成為“課后服務”普遍關心的問題。3 然而，堆砌的資源并不能發(fā)揮課后服務的教育服務功能，而需要將學習資源進行重組和整合，鑒于此，跨學科STEM學習兼具學習內容的整合性和能力發(fā)展的多維性，成為整合課后服務多樣化教育資源邁向“課程化”的有力抓手。

1.課后服務STEM跨學科學習的核心理念釋義

由于我國正式學科課程教學時間的限制，基于學科的STEM學習境況并非太好4，導致課堂中的科學探究、工程設計等可能只展開其中的某一環(huán)，而課后服務STEM教學持續(xù)1—2小時的活動輔導能讓學生充分經歷跨學科知識整合和遷移的認知過程，不僅契合教育服務的功能，更能培養(yǎng)學生持續(xù)的STEM學習興趣。課后服務STEM學習表征STEM教育跨學科融合理念，采用大概念、大單元的形式將四個學科知識統(tǒng)整為具有聯(lián)系的有機體，同時關照信息技術手段在促進工程實踐中的支架作用；以工業(yè)（設計）問題等現(xiàn)實背景為教育起點，通過讓學生進行基于項目的問題解決，經歷分析、批判、創(chuàng)造等高認知過程，聯(lián)結正式課程中的已有學科概念和知識，激發(fā)認知水平，拓展認知層次，形成跨學科知識，進而樹立跨學科思維和培養(yǎng)創(chuàng)造性地解決問題的能力。可見，課后服務STEM跨學科學習蘊含了課程整合、技術融合、工程實踐三個核心理念。

（1）課程整合：課后服務STEM跨學科學習的“課程化”進路

課后服務的“5+2”模式1 （即每周開展5天，每天至少2小時）為STEM跨學科學習所倡導的課程整合提供了充分的時域保障，為此，如何進行STEM學科整合成為突出的現(xiàn)實問題。課后服務STEM跨學科學習有兩種課程整合思路：一是基于大概念、跨學科概念形成科學學科內部的關聯(lián)，圍繞某一主題內容尋求其在不同學科之間的運作態(tài)勢，以共同疊合的概念領域開發(fā)一系列新課程；二是以工程設計、技術應用為特征的學科之間融合，通過圍繞工程項目進行構思、設計、實施和運作等，實現(xiàn)學科之間不同層次的統(tǒng)合，逐漸弱化學科邊界和結構壁壘，形成實踐性課程。目前，正式STEM學習仍主要在學科課程中進行，這源于學科知識結構的系統(tǒng)學習是促進跨學科整合的基礎，而相較于正式課程的后時序性、拓展性、互補性等特征，課后服務STEM跨學科學習為真正實現(xiàn)學科統(tǒng)整創(chuàng)設了時空域和發(fā)展空間。其在主導學科的支持下，結合輔助學科的內容體系，形成學科主次分明但內容結構聯(lián)合的體系，學生在學習過程中激發(fā)正式課程中的多學科知識解決問題，同時融入興趣培養(yǎng)、合作交流、情感互動等非認知因素，以實現(xiàn)STEM學科整合的能力目標和情感目標。

（2）技術融合：課后服務STEM跨學科學習的“情境化”變革

課后服務的常態(tài)化為STEM學習所倡導技術創(chuàng)新教育應用提供了足夠的映現(xiàn)空間。目前，工業(yè)技術、信息技術與STEM教育的融合促進了教學環(huán)境、學習過程和師生互動形式的變革。新一輪科技革命背景下的人工智能技術、3D打印、開源硬件、VR/AR、可穿戴設備等技術應用于STEM學習活動，以跨學科課程為媒介，以項目活動為學習形式，以工程設計思維為培養(yǎng)目標，為課后服務STEM內容革新提供了操作空間。當前，現(xiàn)代教育技術已不僅僅是輔助課程設計，而是以沉浸式、游戲化、個性化的學習環(huán)境增強學生學習參與度，開創(chuàng)與學習對象的交互，以全新的智能化環(huán)境增強高層次心智活動的發(fā)生。2 課后服務STEM跨學科學習的常態(tài)化發(fā)展必須融合信息技術環(huán)境，深度發(fā)揮技術的干預性、交互性、臨場感等特征，以技術的可視化推進課后服務STEM跨學科學習體系構建，以技術應用整合STEM學科知識，以交互式體驗引發(fā)學生已有認知經驗，以智能化學習環(huán)境促進高階思維提升，以此實現(xiàn)“技術帶來課程全方位的革新”。3

（3）工程實踐：課后服務STEM跨學科學習的“設計化”體驗

課后服務的個性化，為STEM學習所強調的“工程實踐”提供了多樣化的學習方式。STEM跨學科學習的核心是工程實踐，工程實踐又以設計為中心，融合技術創(chuàng)新、科學過程和數(shù)學思想，旨在培養(yǎng)學生創(chuàng)造性思維、問題解決能力和實踐精神。課后服務的個性化，搭建了工程設計與創(chuàng)新教育之間的橋梁。通過開設多樣化工程實踐導向的STEM內容，學生能根據自己的學習興趣進行選擇，如偏愛計算機科學的學生可以選擇機器人建模或編程實踐，偏愛工程科學的學生可以選擇橋梁設計、3D打印等。但無論何種工程實踐課程，都應遵循“明確問題—原型設計—構建模型—測試優(yōu)化—改進完善”的工程實踐思路進行內容設計，直面工程項目中的“結構不良問題”，通過制訂方案、建立模型、迭代優(yōu)化的方式不斷對產品進行優(yōu)化。同時，學生在解決工程問題的過程中應學會設計和合作，形成以設計思維、溝通合作、問題解決為核心的能力發(fā)展框架。

2.課后服務STEM跨學科學習促進“雙減”常態(tài)化進程

課后服務STEM跨學科學習是落實“雙減”常態(tài)化的重要過程，這個過程可以圍繞“學生需求是否得到真正滿足、課外補習負擔是否有效減輕、學習力是否得到切實提升”三個維度展開。課后服務STEM跨學科學習所遵循的課程整合、技術融合、工程實踐等核心理念，為“雙減”常態(tài)化提供了過程性基礎。

（1）“課程整合”核心理念：彰顯多樣化，滿足學生需求

課程整合以工程實踐為基礎，致力于達成事實性知識向社會性知識、技術性知識向實踐性知識、單一性知識向整合性知識的轉向，其與正式課程知識互補并基于此加以拓展，由此滿足學生的多樣化需求。這種轉向在于以統(tǒng)整的知識削弱服務空間褊狹、服務內容空洞、服務形式單一等制約，讓學生能夠基于已有經驗或自身興趣接納課后服務，幫助學生告別藝術、閱讀、社團、興趣小組等的形式化和簡單化，形成基于學科又跨越學科，承載一定技能、思維、方法學習而又能滿足學生探索需求和學習興趣的服務過程，避免課后服務只輔導而不服務的“形式主義”傾向，以多學科整合滿足學生的多樣化需求。

（2）“技術融合”核心理念：推進智慧學習，減輕課外負擔

技術融合能變革課程，進而幫助課后服務STEM學習走向課程化，遏制課外補習的“五點半”現(xiàn)象。“五點半”現(xiàn)象本質上是家長對課后服務效果的擔憂，因而在學校課后服務之后“加碼”，課后服務STEM學習就是要解除這一擔憂，以技術支撐的新課程樣態(tài)讓家長也滿意。由于課后服務時空的可協(xié)調性，技術融合課程有更廣的操作空間，技術能促進課程結構、任務、內容發(fā)生改變，進而重構形成新生態(tài)的課程。融合技術構建的課后STEM智慧學習環(huán)境能讓課后服務與正式課程呼應，讓學生學有鞏固、做有發(fā)現(xiàn)、探有創(chuàng)新，促進“雙減”逐步見成效。

（3）“工程實踐”核心理念：增進設計與合作，提升學習力

工程實踐旨在告別程式化的課堂學習過程，為學生提供真實工業(yè)情境和設計場域，激勵學生合作參與、自主學習的主動性，增強其學習力。學習力是一種匯合取向的能力和傾向，指向學生理解、運用和創(chuàng)造知識過程中的學習意志、學習動機、學習能力和創(chuàng)新能力等素質的集合，是促進持續(xù)學習和健康發(fā)展的內生性表現(xiàn)。工程實踐理念凸顯學習的自主性和創(chuàng)新性，契合學習力的培養(yǎng)，其關注學生在工程設計和實踐基礎上的能力發(fā)展，能夠促使學生在STEM活動中運用正式課程所學知識、技能、方法解決問題，樹立學習的自我意識和合作精神，從而實現(xiàn)課后服務“培養(yǎng)學生良好學習習慣，鍛煉學生能力”的教育服務意義。

三、課后服務STEM跨學科學習的基本架構

課后服務STEM跨學科學習是對正式和非正式STEM課程的進一步發(fā)展，是“雙減”政策支撐下的服務性課程。借助查默斯（Chalmers）提出的STEM活動設計“系統(tǒng)網模式”和埃爾多岡（Erdogan）根據STEM教學過程提出的STEM項目設計四要素1，同時兼顧課后服務學習的教育服務性，以及上述課后服務STEM跨學科學習的理意，課后服務STEM跨學科學習的基本架構涵蓋關聯(lián)學科課程標準的課程目標、主題統(tǒng)整的學習內容、工程實踐導向的實施過程、服務性的學習資源、整合信息技術的學習策略、基于證據的學習目標診斷等，即“六維”結構模型（見圖1）。該模型由上下雙層構成：上層主要說明需要架構的課后服務STEM跨學科學習的六個方面，描述了從課程設計到實施的時間序列；下層主要闡釋課后服務STEM跨學科學習設計與實施的具體路徑，并揭示了從理念到實踐的逐層關系。

1.關聯(lián)學科課程標準目標：課后服務STEM跨學科學習服務性與教學性準則

關聯(lián)STEM學科課程標準規(guī)定的課程目標，是課后服務STEM活動設計與開發(fā)的準則。我國尚未制定整合性STEM課程標準，因此，需要借助我國已頒布的STEM學科課程標準或國外STEM課程標準來設置系列STEM課程期望水平。1 課后服務STEM學習期望水平也應基于現(xiàn)有STEM學科課程標準進行高低謀劃，與其形成互補和拓展。在規(guī)劃課后服務STEM學習目標時，要從相關STEM學科課程標準中選擇目標的認知層次，以學生在正式課程中所學習的知識為起點，分解課程目標的層級關系，將較為抽象的認知目標與整合性的學習內容契合在一起，設計能涵蓋多學科主題的行為表現(xiàn)目標，包括跨學科概念、科學實踐、合作與批判態(tài)度等2，最后將行為表現(xiàn)目標進行具化。值得注意的是，課后服務STEM跨學科學習目標的制訂不應盲目地遵循STEM學科課程標準要求，還要體現(xiàn)課后課程的教育服務性，以培養(yǎng)興趣、發(fā)展能力、規(guī)范學習習慣為抓手，鍛煉學生工程實踐的能力。

2.主題統(tǒng)整：實現(xiàn)課后服務STEM跨學科學習內容整合的現(xiàn)實抓手

主題統(tǒng)整是依據課后服務STEM學習目標，以主題來實現(xiàn)跨學科學習的關鍵媒介形式。首先，統(tǒng)整的邏輯起點要依據正式STEM學習的知識經驗和能力水平，設計能激發(fā)學生探究興趣，又具有一定挑戰(zhàn)性的主題內容，使學生逐步通過工程實踐活動進行項目式問題解決。其次，基于學科知識結構進行知識重組時，要平衡學科知識結構的系統(tǒng)性與跨學科知識的分離性，將孤立、分散的知識進行“點”的排布，形成圍繞某一主題的“線性”關系，構建主題之間的“面”分布，促成主題統(tǒng)整形成“集”相關。通過交叉關聯(lián)、層級連接、進階拓展，使知識從碎片的、靜態(tài)的形態(tài)逐步重組，形成動態(tài)的、應用面廣的跨學科知識，實現(xiàn)基于主題統(tǒng)整的跨學科知識。最后，要重視主題情境的真實性，與學生的個體經驗、區(qū)域STEM事件、全球科技和工程發(fā)展等建立關聯(lián)，彰顯面對復雜情境時解決實際工程問題所需要的STEM知識，讓學生沉浸于情境任務中構建跨學科知識的概念，促進進階性、連貫性知識構建與能力的發(fā)展。

3.工程實踐：課后服務STEM跨學科學習實踐的迭代載體

工程實踐指向課后服務STEM學習的實踐層面，迭代性是其主要載體，體現(xiàn)了CDIO工程教育理念。CDIO表示構思（Conceive）、設計（Design）、實現(xiàn)（Implement）和運作（Operate），是一個創(chuàng)造性的設計和實踐過程。其中，設計是CDIO的核心，設計一方面認同偶然因素的創(chuàng)新價值，另一方面也規(guī)避不確定性所帶來的風險，通過測試和評價進行優(yōu)化迭代，促成創(chuàng)造性設計形成具有穩(wěn)定樣態(tài)的產品，展示一定的新功能、新性質。CDIO學習實踐旨在讓學生歷經問題、想象、計劃、創(chuàng)造、測試、改進、實施、產品優(yōu)化等工程實踐過程。一方面，其以具有現(xiàn)實意義的工程問題激發(fā)學生的設計渴望，在產品設計與實踐過程中加深對知識的理解，尋求STEM學科知識之間的聯(lián)系，并充分構建跨學科知識，進行批判性審視，從而實現(xiàn)以學科知識為基礎的知識群組向跨學科知識、學科思維融合的轉化；另一方面，其以知識遷移和產品優(yōu)化為新起點，形成迭代環(huán)，遷移知識結構促成自我經驗的再生，啟發(fā)學生以發(fā)展的觀點看待工程設計的“不完全性”，通過分析評價、析取優(yōu)化、修訂創(chuàng)新等方式，實現(xiàn)模型（或產品）功能、結構、形態(tài)等的最優(yōu)解，這也是培養(yǎng)批判性思維、創(chuàng)造性思維等高層次思維的過程。

4.服務性資源：深化課后服務STEM跨學科學習認知進程的保障

服務性資源指向內容整合的外界，是課后STEM學習資源的教育服務性表現(xiàn)。一方面，課后服務STEM學習資源將延展跨學科整合的精髓，從社會科學問題、科技環(huán)境議題、工業(yè)發(fā)展需求等方面形成促進跨學科學習的資源群，推進STEM內容整合與外部社會、經濟、科技事件等環(huán)境積極互聯(lián)，建立多通道、多元化的課后學習環(huán)境。另一方面，課后服務STEM學習資源將延伸跨學科學習，將學校課后服務向社區(qū)、家庭等非正式學習場所拓展，同時引接自主學習和家庭教育，形成網格化學習活動空間。具體來看，課后服務STEM學習資源既包括虛擬STEM網絡活動空間、數(shù)字化學習環(huán)境等信息技術支撐的資源，還包括開源硬件、3D建模工具、可視化編程平臺等軟硬件學習系統(tǒng)。課后服務STEM學習資源將促進學生認知發(fā)展，服務學生個性化的課后學習需求。

5.支架式助學策略：支撐課后服務STEM跨學科學習的技術指引

與正式STEM課程不同，課后服務STEM跨學科學習吸引學生的最大優(yōu)勢是其始終與新技術保持聯(lián)系，為學生提供更具個性和特色的學習方式，從而使課后STEM活動避免形式化，真正達到增強學習體驗、豐富STEM學識的目的。顯然，借助工業(yè)技術、信息技術手段，學生的參與度、思維能力、合作態(tài)度等能得到有效提升，實現(xiàn)技術與STEM實踐的融合，從而形成新的學習方式。同時，技術增強能重構學習所構建的智慧學習環(huán)境，讓問題發(fā)現(xiàn)、方案設計、模型建構、測試改進等學習過程以不同方式或多種渠道呈現(xiàn)觀察、論證、推理、合作等過程，提高了可視的學習效率。技術支撐已成為課后服務STEM學習可持續(xù)發(fā)展的保障，如整合工業(yè)技術（如3D打印等）的課后STEM活動讓技術與學習過程始終契合在一起，融入信息技術（如個性化學習推介等）的課后STEM活動讓整個學習過程更加智能、高效，從而改變了學習溝通、協(xié)作的方式。但要實現(xiàn)以技術為支架的課后服務STEM教學，教師應充分理解工業(yè)技術制造過程與工程實踐學習過程的融合，同時也要學習現(xiàn)代信息技術教育手段，并在STEM活動中嵌入技術，及時獲取學生學習過程中的反饋，不斷修正技術支撐的反饋性策略，實現(xiàn)技術功用向教學策略的升華。

6.伴隨式診斷：證據導向的課后服務STEM跨學科學習評價

目標診斷指向課后服務STEM學習活動的可持續(xù)發(fā)展，是對學生跨學科知識缺失、工程實踐體驗不足、情境化問題解決能力匱乏的回應。在正式學習中，由于對學科知識體系構建的重視，學生往往沒有更多的機會從多學科視角審視問題，教師傳授知識的“權威性”也無意識地阻礙了學科思維的發(fā)展，容易形成接受型學習氛圍。課后服務STEM跨學科學習注重學習體驗和親身實踐，在關照跨學科知識形成的同時，更加注重在工程實踐中情意目標、能力目標的達成，更鼓勵采用伴隨式評價對學生參與度、行為表現(xiàn)進行及時、持續(xù)的監(jiān)控和干預。參與工程實踐活動所伴隨產生的設計圖、計劃單、產品等過程證據，以及活動參與度、協(xié)作表現(xiàn)等行為證據，都為評估提供了可視化信息。基于證據的學習診斷，讓階段性評價與后續(xù)干預組成序列群組，將學生在課后服務STEM學習活動中的過程表現(xiàn)和課程改進連接在一起1，一方面教師可評估學生的創(chuàng)新實踐、批判認知、問題解決等高層次思維，另一方面也為后續(xù)課程內容完善提供了可行的方向。

四、課后服務STEM跨學科學習的實踐路徑

1.根據學科課程標準，建立課后服務STEM跨學科學習目標

如前所述，我國尚未有整合性STEM課程標準頒布，因而STEM跨學科學習目標也未達成統(tǒng)一。但2022年頒布的各學科義務教育課程標準均強調“設立跨學科主題學習活動，加強學科間相互關聯(lián)”，這為基于學科課程標準建立課后服務STEM跨學科學習目標提供了基準。鍛煉學生能力是開展課后服務的重要意義之一，學生基于正式課程所學的學科概念、技能、思想，以及在參與課后服務STEM學習中所發(fā)展的設計思維、問題解決能力和協(xié)作共情意志等，契合知識整合、情感體驗、能力導向的學習目標。在制訂學習目標時，教師應參考義務教育各學科課程標準（2022）所規(guī)定的跨學科學習目標和能力水平，并兼顧課后STEM活動的教育服務功能，將宏觀目標分解成契合具體STEM內容的行為表現(xiàn)期望，實現(xiàn)課后服務STEM跨學科學習目標與正式課程目標的聯(lián)結、延伸和擴展。

在整體規(guī)劃一段時期的課后服務STEM活動目標時，不僅要制訂層級進階的學習目標，還要注意使遴選的主題內容與學習目標相對應，促進STEM學科之間的知識整合，減少課程內容之間的疏離分散，完善課程內容結構，從而以系統(tǒng)效應彰顯課后服務STEM跨學科學習目標的整體性。在進一步細化成單元/課時目標時，還應結合學生近期在正式課程所學和已有的跨學科教學資源，細化跨學科概念、綜合能力以及情意體驗等方面的指標，強化課后服務STEM活動在推進學生綜合素養(yǎng)發(fā)展方面的意義。

2.借助課程整合理念，建立主題統(tǒng)整的課后服務STEM跨學科學習內容

課后服務STEM課程內容是對正式學科課程關鍵學習內容的重組，學生通過學科知識構建并發(fā)展跨學科知識，形成對事物及其發(fā)展的穩(wěn)定、連貫、統(tǒng)整的新認知結構。課程整合在于促進學生形成新的跨學科知識，讓學生能基于正式課程知識和自我實踐經驗進行知識改造和遷移。而實現(xiàn)這一過程需要以“主題”作為媒介，讓學生圍繞某一主題內容進行探究、設計和工程實踐。從橫向來看，課后服務STEM主題設計一方面要注重科學學科與工程、技術之間的聯(lián)系，圍繞某一科學內容，以技術支撐、工程試驗作為實現(xiàn)內容的次要方面進行實踐型的學科整合；另一方面要挖掘本身分離、自有學科結構的科學學科群之間的聯(lián)系，以各科學學科內容的交叉點、學科之間大概念為切入點，構建新的跨學科主題學習內容，促進學生運用多學科知識解決問題。從縱向來看，要注意將STEM學習的整合性與課后服務學習的教育服務性結合起來。要注重對課后服務STEM學習進行進階性整合，主題統(tǒng)整的層級和跨度不能高于學生的認知發(fā)展水平；關照課后STEM內容與正式學科內容的內在邏輯，以主題統(tǒng)整為明線，以教育服務為暗線，構建從學科關聯(lián)水平、學科滲透水平到跨學科融合水平的內容體系。同時，還要以全局意識實現(xiàn)進階內容的有效銜接和平穩(wěn)過渡，回歸以教育服務引導學生自身發(fā)展，啟蒙學生形成跨學科STEM素養(yǎng)。

3.通過課后服務STEM工程實踐過程，探索教育服務性學習

工程實踐是STEM活動的核心，1 課后服務STEM活動以工程實踐驅動學習內容層層展開，與正式課程以互補的方式形成服務性教育，扭轉“課后服務僅僅是作業(yè)輔導”的認識，讓學生在課后STEM學習活動中不僅能獲得新知識，還能形成對工程方法、技術手段等的認識，樹立規(guī)范操作準則和工程過程思想。工程實踐作為服務性學習載體主要體現(xiàn)在兩個方面：一方面，工程實踐的迭代性在課后服務中充分展現(xiàn)，服務學生的創(chuàng)造性思維和問題解決能力。產品迭代承載的設計改進和模型修正需與產品的實際功能和價值相聯(lián)系，這避免了產品孤立性和去情境化，促進工程實踐學習中知識和能力的漸進發(fā)展。同時，產品迭代過程也是學生之間合作、交流的過程，在經歷沖突、和解到達成一致后，學生的合作意識、批判思維、術語表達能力等也將得到熏陶。另一方面，工程實踐以真實情境再現(xiàn)服務學生實踐能力的培養(yǎng)。課后服務STEM跨學科學習中的工程實踐大多通過布局真實工業(yè)問題和設計難題，圍繞解決一個實際問題而展開，以情境激發(fā)學生的探究興趣和高層次認知。如此，課后服務STEM活動跨越了學科輔導層次，增強了發(fā)展學生實踐能力的作用。

4.融合現(xiàn)代信息技術，深化課后服務STEM跨學科學習服務資源

課后服務STEM學習資源的可持續(xù)發(fā)展需要師生“共生”，由教師供給轉向師生共建，教師可將學生的STEM學習作品經過篩選、完善之后制作成案例資源，通過網絡平臺供學生相互借鑒。1 借助網絡信息技術平臺，學生可將小組的STEM作品發(fā)布，也可在虛擬環(huán)境平臺下進行建模，更可以組建興趣小組形成學習共同體，在學習平臺共建學習社區(qū)。2 借助信息技術構建的VR學習、桌面學習資源等還可進一步實現(xiàn)學習交互，引發(fā)學生反復感知情境的興趣，促進實踐體驗、情感生成的課后延伸，實現(xiàn)課程學習資源深化認知進程、提升高層次思維的目標。此外，通過運用學習分析技術、大數(shù)據信息分流和智能推送技術，可實現(xiàn)學習過程記錄、學習進程分析、學習結果可視化的學習者精準“畫像”，進而為每位學生推薦個性化STEM學習資源，優(yōu)化課后服務過程。

5.利用技術支架，實現(xiàn)課后服務STEM教學策略的及時性與有效性

技術賦能為展現(xiàn)學習過程提供了可視化證據，可以幫助教師進行有針對性的學習輔導，體現(xiàn)課后STEM活動的個性化。一方面，借助工業(yè)技術（如觸感技術、3D打印等）形成沉浸式學習環(huán)境，通過技術指引切換不同的設計學習過程，教師能依托技術環(huán)境進行情境再造，讓學生獲得臨場感體驗和個性化發(fā)展。在這一環(huán)境下，學生不僅能體驗技術本身，還能基于技術環(huán)境進行任務驅動的問題解決，在知識應用、技能發(fā)展、思維提升、情感形成等方面發(fā)生顯著變化。另一方面，利用信息技術（大數(shù)據分析、人工智能等）采集學生學習過程的數(shù)據信息，可生成學生群體一段時間內的學習報告，幫助教師及時掌握課后STEM活動的服務效果，優(yōu)化課后STEM活動過程，從過程性視角進行動態(tài)診斷，滿足學生課后學習的多樣化、個性化需求。值得指出的是，技術支架賦能課后STEM活動仍具有隱性效應，特別是在基于工業(yè)技術的STEM活動中，由于依靠工業(yè)技術創(chuàng)設的學習環(huán)境隱性作用于STEM活動，教師要時刻樹立技術與STEM活動深度融合的意識，依托技術構建有別于正式課堂的學習環(huán)境，凸顯課后服務興趣培養(yǎng)、習慣養(yǎng)成、能力發(fā)展的導向。

6.基于過程證據，開展課后服務STEM跨學科學習效果診斷與評價

過程證據主要來源于課后STEM活動中的學生階段性表現(xiàn)、產品完成度、作品創(chuàng)造性等，以及基于信息技術生成的學習過程變化數(shù)據。過程性數(shù)據是一種能反映學習增值的有效證據，主要是通過跟蹤STEM學習進程與組織改進主題內容來最大限度地實現(xiàn)課后服務對學生個性化發(fā)展的滿足，在“主體—主體”思維方式下開展基于學生需求、促進個性化發(fā)展的教育服務。3 充分利用信息技術采集的過程證據，在結構上應充分展現(xiàn)課后STEM活動目標是否滿足學生的課后學習需求及需求層次，體現(xiàn)過程診斷與評價的多元化、開放性、實效性，彰顯既注重學生學習需求又鍛煉學生能力的教育服務功能。過程證據并非冷冰冰的數(shù)據信息，還表征著學習行動、意志和情感的變化，教師要從承載知識、技能、行為表現(xiàn)的過程數(shù)據中剝離學生的非認知情意，展現(xiàn)從知識整合、能力發(fā)展到情感價值樹立的變化圖景。

五、結語

課后服務STEM跨學科學習是推進學生全面發(fā)展的重要途徑，在當前注重科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)的教育背景下，課后服務STEM跨學科活動也為培養(yǎng)學生對STEM學科的興趣，以后選擇從事STEM行業(yè)，成為國家科技創(chuàng)新人才奠定基礎。誠然，課后服務STEM活動是介于學校正式課程和科普場館非正式課程之間的新生課程樣態(tài)。構建課后特色STEM學習活動不僅是課后服務課程資源精品化需求，也是啟蒙學生STEM素養(yǎng)的新路徑。但學生STEM素養(yǎng)的形成是一個緩慢、進階、連續(xù)的過程，故而，如何準確把握課后服務STEM跨學科學習的理意，開發(fā)出適切指向本土化課后服務STEM學習活動，仍然是值得探討的話題。本文所述課后服務STEM跨學科學習架構及實踐路徑為探索課后教學改革提供了參考。在總體架構之下，后續(xù)依據STEM學科課程標準建立課后服務STEM學習目標體系，開發(fā)主題統(tǒng)整的STEM項目內容，建設共生性STEM服務課程資源，將是進一步研究的重點。

STEM Interdisciplinary Learning in After-Class Service： The Principle， Structure and Pathway

SHOU Xin1，2， LIN Changchun2， CAI Qiyong3

（1.School of Education， Southwest University，Chongqing，400715；2.Science Education and Communication Research Center，Chongqing Normal University，Chongqing，401331； 3.Chongqing Academy of Education Science，Chongqing，400015）

Abstract： Considering the problems in the after-class service curriculum， such as “objectives ambiguity， structure confusion， content disorder， arbitrary teaching process and a lack of curriculum development planning”， this paper proposes using the three core concepts of curriculum integration， technology convergence and engineering practice from STEM interdisciplinary learning in after-class service to promote the common practice of the Double-Reduction policy and to focus on student need， their learning ability development and the burden reduction effects. The paper also suggests constructing basic STEM framework and tries to explain the integration mechanism of STEM system with formal curriculum， interdisciplinary integration ideas， technology application and engineering practice. Finally， it puts forward the practical path of STEM from the perspective of how teachers can implement it effectively. This research treats the establishment of STEM framework as a breakthrough point， and provides some reference for the making of after-class service interdisciplinary curriculum.

Key words： after-class service，STEM education，interdisciplinary learning

基金項目：本文系中國博士后科學基金第72批面上資助（資助編號：2022M722625）、重慶市教委科學技術研究項目“基于交互式協(xié)作圖示的科學論證提升機制研究”（項目編號：KJQN202100548）、重慶市教育科學規(guī)劃課題“科學教育專業(yè)本科生STEM課程整合能力及其培養(yǎng)研究”（項目編號：2020-GX-010）的階段性研究成果。

作者簡介：首新，西南大學教育學部博士后，重慶師范大學科技教育與傳播研究中心副教授，主要從事STEM教育與科學教學研究；林長春，重慶師范大學科技教育與傳播研究中心教授，主要從事教師教育研究；蔡其勇，重慶市教育科學研究院院長，教授，主要從事教師教育研究。

1? G.Yakman：“What is the Point of STE@M？-a Brief Overview STEAM： a Framework for Teaching Across the Disciplines”，載ACADEMIA網：https：//www.academia.edu/8113832/What_is_the_Point_of_STEAM_A_Brief_ _Overview_of_STEAM_Education，最后登錄日期：2022年5月21日。

2? 林靜，石曉玉：《小學科學課程中開展STEM教育的問題與對策》，《課程·教材·教法》2019年第3期，第108-112頁。

1? 劉登琿，卞冰冰：《中小學課后服務的“課程化”進路》，《中國教育學刊》2021年第12期，第11-15頁。

2? 熊晴，朱德全：《學校“課后課程”供給體系建設：邏輯框架與推進機制》，《中國教育學刊》2022年第3期，第29-34頁。

3? 李醒東，趙偉春：《對義務教育階段學生課后服務的再思考》，《中國教育學刊》2020年第11期，第61-65頁。

1? 何善亮：《在學科教學中開展STEM教育的有效策略》，《天津師范大學學報（基礎教育版）》2020年第3期，第1-6頁。

2? “5+2”模式是教育部于2021年7月召開新聞通氣會提出的概念，即義務教育學校每周5天都要開展課后服務，每天至少開展2小時，結束時間要與當?shù)卣Ｏ掳鄷r間相銜接。

3? 祝智庭，彭紅超：《技術賦能智慧教育之實踐路徑》，《中國教育學刊》2020年第10期，第1-8頁。

4? R. Puentedura：《Transformation， Technology， and Education》，載hippasus網：http：//hippasus.com/resources/tte/，最后登錄日期：2022年6月10日。

1? Christina Chalmers（2015）認為，系統(tǒng)的STEM課程包括四個子系統(tǒng)：構建原則系統(tǒng)、活動序列系統(tǒng)、思維工具系統(tǒng)、評估反饋系統(tǒng)，處理好四個子系統(tǒng)之間的關系有助于形成網格式STEM課程；Niyazi Erdogan（2016）從過程性視角提出了STEM項目開發(fā)的四要素：投入、管理、實施、評估，具有一定的時間序列性，形成了STEM項目開發(fā)主線鏈。

1? 王晶瑩：《STEM學習環(huán)境論》，上海教育出版社2020年版，第53頁。

2? 許秋璇，楊文正：《融入“大概念”的STEM整合課程設計模型構建與應用研究》，《電化教育研究》2020年第7期，第86-93頁。

1? M.Harwell， M.Moreno， “A Study of STEM Assessments in Engineering， Science， and Mathematics for Elementary and Middle School Students”， School Science and Mathematics， Vol.46，no.2（2015）， pp.66-74.

2? 李學書：《STEAM跨學科課程：整合理念、模式構建及問題反思》，《全球教育展望》2019年第10期，第59-72頁。

1? 張家軍，靳玉樂：《論案例教學的本質與特點》，《中國教育學刊》2004年第1期，第51-53頁。

2? 孫田琳子，張舒予：《迭代共生：開放課程資源建設的路徑創(chuàng)新》，《開放教育研究》2015年第4期，第113-119頁。

3? 胡定榮，邱霞燕：《學校課程治理哲學思考三題》，《教育研究與實驗》2020年第6期，第43-48頁。