區(qū)域構(gòu)建素養(yǎng)導(dǎo)向的小初高一體化STEM課程設(shè)計(jì)

鄭雪萍 陳健彬

【摘 要】本文從STEM課程現(xiàn)存問(wèn)題與設(shè)計(jì)理念出發(fā)，提出建立區(qū)域小初高一體化STEM課程目標(biāo)體系，構(gòu)建“主題-內(nèi)容-路徑”區(qū)域一體化課程內(nèi)容，形成基于“目標(biāo)-評(píng)價(jià)-成果-實(shí)踐”一致性原則的評(píng)價(jià)體系，助力STEM教學(xué)改革。

【關(guān)鍵詞】STEM教育；素養(yǎng)導(dǎo)向；一體化課程

【中圖分類(lèi)號(hào)】G434? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】B

【論文編號(hào)】1671-7384（2024）06-078-02

區(qū)域STEM課程設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題

STEM教育作為培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重要途徑，備受關(guān)注。STEM教育是科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）和數(shù)學(xué)（Mathematics）領(lǐng)域的融合教育，讓學(xué)生通過(guò)多領(lǐng)域知識(shí)解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，以培養(yǎng)適應(yīng)未來(lái)社會(huì)發(fā)展的創(chuàng)新人才[1]。我國(guó)的STEM教育在理論研究和實(shí)踐方面取得了顯著進(jìn)展，但在區(qū)域?qū)用娴膶?shí)施中仍然存在一系列問(wèn)題。

目前，我國(guó)各學(xué)段的STEM教育以廣州市天河區(qū)為例，有些中小學(xué)形成了零散的、個(gè)別化的STEM課程案例，但在區(qū)域?qū)用嫒狈攲釉O(shè)計(jì)、課程建設(shè)、資源開(kāi)發(fā)和教學(xué)實(shí)踐等方面的機(jī)制保障，教育目標(biāo)和內(nèi)容之間缺乏有效銜接，小學(xué)、初中和高中的STEM課程內(nèi)容零散且缺乏連貫性。這導(dǎo)致STEM教育存在零散和重復(fù)的問(wèn)題，零散導(dǎo)致教育效果削弱，而重復(fù)則造成教育資源浪費(fèi)。

區(qū)域一體化STEM課程設(shè)計(jì)理念

1.素養(yǎng)導(dǎo)向

素養(yǎng)導(dǎo)向是設(shè)計(jì)STEM課程的關(guān)鍵。本文所指的素養(yǎng)即學(xué)生應(yīng)具備的適應(yīng)終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展的正確價(jià)值觀、必備品格和關(guān)鍵能力。STEM教育旨在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維、解決問(wèn)題能力和實(shí)踐能力，與中國(guó)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)框架中提出的培養(yǎng)科學(xué)精神、學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)、責(zé)任擔(dān)當(dāng)、實(shí)踐創(chuàng)新等素養(yǎng)一致。STEM課程設(shè)計(jì)應(yīng)以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向，以培養(yǎng)創(chuàng)新人才為目標(biāo)，注重整合知識(shí)、技能和態(tài)度價(jià)值觀，形成多方面育人的新生態(tài)，促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展。

2.連貫性

通過(guò)縱向銜接和橫向聯(lián)合，確保STEM課程在小、初、高不同階段的內(nèi)容和難度呈現(xiàn)連貫性，形成有機(jī)的課程體系。為確保STEM課程在不同階段呈現(xiàn)連貫性，需要建立明確的STEM教育目標(biāo)和內(nèi)容體系，明確各階段的教育目標(biāo)，并根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律和知識(shí)結(jié)構(gòu)，制定連貫的課程內(nèi)容體系，注重教學(xué)內(nèi)容的進(jìn)階性，加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)和項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，并建立有效的評(píng)估機(jī)制。

3.整合性

STEM課程設(shè)計(jì)需要打破學(xué)科間的壁壘，實(shí)現(xiàn)科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)教育的有機(jī)整合。STEM學(xué)習(xí)的重點(diǎn)是解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，需應(yīng)用多學(xué)科的知識(shí)、技能和方法。《義務(wù)教育課程方案（2022年版）》提出要把“加強(qiáng)課程綜合，注重關(guān)聯(lián)”作為基本原則，要求“統(tǒng)籌設(shè)計(jì)綜合課程和跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)......開(kāi)展跨學(xué)科主題教學(xué)，強(qiáng)調(diào)課程協(xié)同育人功能”。因此，STEM課程設(shè)計(jì)可從國(guó)家課程進(jìn)行滲透整合，與校本拓展課程和培優(yōu)競(jìng)賽課程融合，體現(xiàn)STEM課程設(shè)計(jì)整體性。通過(guò)國(guó)家課程普及STEM教育和以學(xué)生興趣為基礎(chǔ)的拓展課程，培養(yǎng)科技創(chuàng)新人才。

區(qū)域小初高一體化STEM課程設(shè)計(jì)策略

1.建立區(qū)域STEM課程建設(shè)團(tuán)隊(duì)

整合區(qū)域優(yōu)質(zhì)教育資源是實(shí)現(xiàn)區(qū)域小初高一體化STEM課程開(kāi)發(fā)的重要保障。廣州市天河區(qū)擁有多所高校和科研機(jī)構(gòu)，由廣州市天河區(qū)教師發(fā)展中心的學(xué)科教研員牽頭，依托實(shí)驗(yàn)學(xué)校的校長(zhǎng)和骨干教師，聯(lián)合高校和科研機(jī)構(gòu)的教授與專(zhuān)家，形成STEM教育探索項(xiàng)目的創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)。創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)以素養(yǎng)為目標(biāo)，以項(xiàng)目為組織方式，以主題學(xué)習(xí)為框架，集課程研究、教師培訓(xùn)、實(shí)踐基地于一體，開(kāi)發(fā)適合小初高一體化的STEM課程。

2.構(gòu)建區(qū)域小初高一體化STEM課程目標(biāo)體系

構(gòu)建素養(yǎng)導(dǎo)向的小初高一體化STEM課程目標(biāo)體系是設(shè)計(jì)STEM課程的核心，也是課程建設(shè)的指南?；谒仞B(yǎng)導(dǎo)向、連貫性和整合性的設(shè)計(jì)理念，構(gòu)建凸顯STEM教育育人功能的一體化目標(biāo)體系。一體化目標(biāo)的基本原則是：堅(jiān)持一個(gè)核心，一條主線索，整合三級(jí)課程進(jìn)階，連通四個(gè)階段分解目標(biāo)。其中，堅(jiān)持一個(gè)核心就是以培養(yǎng)創(chuàng)新人才為核心，以確保1～12年級(jí)的STEM教育目標(biāo)的一致性；抓住一條線索就是將創(chuàng)新貫穿于教育的始終，整合三級(jí)課程進(jìn)階是整合國(guó)家課程、地方課程和校本課程使目標(biāo)螺旋上升；連通四個(gè)階段分解目標(biāo)是以培養(yǎng)創(chuàng)新人才總目標(biāo)為起點(diǎn)，構(gòu)建連通小學(xué)（1～3年級(jí)）、小學(xué)（4～6年級(jí)）、初中、高中四個(gè)階段多維度分學(xué)段目標(biāo)，從而形成縱向連通、橫向整合、螺旋上升的一體化目標(biāo)體系。

區(qū)域小初高一體化STEM課程核心素養(yǎng)目標(biāo)由創(chuàng)新與創(chuàng)造力、批判性思維、溝通技能、合作精神、數(shù)字素養(yǎng)和全球意識(shí)六大素養(yǎng)構(gòu)成，整合三級(jí)課程并分解目標(biāo)以促進(jìn)學(xué)生進(jìn)階發(fā)展。例如，創(chuàng)新與創(chuàng)造力目標(biāo)分解為：對(duì)問(wèn)題保持好奇心，并通過(guò)觀察和實(shí)驗(yàn)提出創(chuàng)新性解決方案（1～3年級(jí)）；能進(jìn)行簡(jiǎn)單的工程設(shè)計(jì)和創(chuàng)造性解決問(wèn)題，激發(fā)創(chuàng)新意識(shí)（4～6年級(jí)）；能應(yīng)用科學(xué)知識(shí)和技術(shù)解決實(shí)際問(wèn)題，提出創(chuàng)新方案并進(jìn)行實(shí)踐（7～9年級(jí)）；能開(kāi)展獨(dú)立科學(xué)研究項(xiàng)目，具有一定的創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力（10～12年級(jí)）。

3.構(gòu)建區(qū)域小初高一體化STEM課程內(nèi)容

區(qū)域小初高一體化課程內(nèi)容是實(shí)現(xiàn)STEM教育目標(biāo)的重要載體。課程內(nèi)容要緊緊圍繞目標(biāo)體系，采用項(xiàng)目化形式構(gòu)建區(qū)域小初高一體化STEM課程的內(nèi)容。課程內(nèi)容主要分為基礎(chǔ)課程、拓展課程和培優(yōu)課程三個(gè)層次。其中，基礎(chǔ)課程注重基礎(chǔ)知識(shí)與技能學(xué)習(xí)，與STEM教育相輔相成；拓展課程關(guān)注人工智能和城市森林兩大主題，引導(dǎo)學(xué)生了解科技發(fā)展與環(huán)境保護(hù)，關(guān)注現(xiàn)實(shí)世界；培優(yōu)課程則將STEM競(jìng)賽轉(zhuǎn)化為課程，培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才。同時(shí)，其內(nèi)容設(shè)計(jì)具有連貫性、梯度性和系統(tǒng)性，以學(xué)生能力特點(diǎn)為基礎(chǔ)，涵蓋了多個(gè)主題，如綠色生態(tài)、回收利用、智慧農(nóng)場(chǎng)、清潔能源和未來(lái)城市等，每個(gè)主題都包含了驅(qū)動(dòng)問(wèn)題、核心概念、實(shí)踐環(huán)節(jié)和評(píng)估方法等內(nèi)容。例如1～3年級(jí)以“綠色生態(tài)”為主題，在每個(gè)學(xué)年上學(xué)期以“如何在我們的城市中創(chuàng)造更多的綠色空間？”作為城市森林STEM項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)問(wèn)題，讓學(xué)生通過(guò)植物觀察與調(diào)查等探究活動(dòng)，理解“植物生長(zhǎng)與城市綠化”核心概念。而在每個(gè)學(xué)年下學(xué)期以“如何利用科技手段保護(hù)城市綠化？”作為人工智能STEM項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)問(wèn)題，引入簡(jiǎn)單的傳感設(shè)備讓學(xué)生探究應(yīng)用等，使其理解“科技在環(huán)境中的應(yīng)用”核心概念。這就形成了以“關(guān)注現(xiàn)實(shí)、面向未來(lái)”為大主題，“主題-內(nèi)容-路徑”區(qū)域一體化的STEM課程框架。

4.構(gòu)建區(qū)域小初高一體化STEM課程評(píng)價(jià)體系

構(gòu)建區(qū)域小初高一體化STEM課程評(píng)價(jià)體系，需綜合考慮評(píng)價(jià)目標(biāo)、標(biāo)準(zhǔn)、任務(wù)和活動(dòng)設(shè)計(jì)?；凇澳繕?biāo)-評(píng)價(jià)-成果-實(shí)踐”一致性原則，將過(guò)程性評(píng)價(jià)和總結(jié)性評(píng)價(jià)相結(jié)合建立連續(xù)性評(píng)價(jià)體系。小初高一體化的STEM課程評(píng)價(jià)體系應(yīng)該是一個(gè)連續(xù)的過(guò)程，而不是僅僅在某個(gè)階段進(jìn)行一次性的評(píng)估。在各個(gè)學(xué)段，應(yīng)根據(jù)學(xué)生的發(fā)展水平，制定相應(yīng)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和任務(wù)，以全面追蹤學(xué)生的STEM素養(yǎng)發(fā)展。評(píng)價(jià)強(qiáng)調(diào)多元多樣，包括評(píng)價(jià)主體的多元與評(píng)價(jià)方法的多樣，要以過(guò)程性評(píng)價(jià)為主，著力評(píng)價(jià)學(xué)生的工程思維、批判性思維、創(chuàng)新思維和解決實(shí)踐問(wèn)題能力，同時(shí)要注重物化成果的評(píng)價(jià)。學(xué)校通過(guò)區(qū)域各部門(mén)密切合作，整合跨學(xué)段目標(biāo)設(shè)計(jì)，確保評(píng)價(jià)體系的統(tǒng)一和協(xié)調(diào)；在實(shí)踐中動(dòng)態(tài)調(diào)整評(píng)價(jià)體系，實(shí)現(xiàn)對(duì)STEM教育質(zhì)量的有效評(píng)估，保證能促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展。

區(qū)域構(gòu)建素養(yǎng)導(dǎo)向的小初高一體化STEM課程設(shè)計(jì)對(duì)于提高學(xué)生的核心素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和解決實(shí)際的問(wèn)題能力具有重要意義。區(qū)域應(yīng)站在面向可持續(xù)發(fā)展-面向培養(yǎng)未來(lái)創(chuàng)新人才的高度，整合區(qū)域的STEM教育資源，使STEM教育形成合力，才能發(fā)揮STEM教育應(yīng)有的效果。

注：本文系廣州市教育科學(xué)規(guī)劃2022年度課題“素養(yǎng)導(dǎo)向的STEM教育探索創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)”（課題編號(hào)：202213992）的階段性成果

參考文獻(xiàn)

金旭球. 能力本位的STEM課程設(shè)計(jì)：聯(lián)合國(guó)教科文組織國(guó)際教育局STEM能力框架及啟示[J]. 中國(guó)電化教育，2020（12）： 90-98.