七年级学生参与STEM课程的获得感与期望调查*

◎ 祝俊风 戴歆紫 李 英

进入新世纪，随着“21世纪技能”“核心素养”等概念的普及和深化，以美国为首的众多国家将STEM教育作为实现教育创新乃至实施国家战略的重要抓手。大力推进STEM教育，发展学生STEM素养，培养STEM人才成为很多国家教育改革的新动向。当前，STEM教育研究与实践在我国亦是如火如荼，但STEM教育中国化进程中面临着学科分隔、大班额、师资紧缺、教育理念异化等现实困境，这为在中国情境中深入开展STEM教育提出了挑战。上海市实验学校东校是上海市最早将STEM课程纳入七年级学生必修课程的学校之一，迄今已完成了三年的阶梯式探索。为了更好地优化本校的STEM课程，为STEM教育的中国化提供校本实践样本，我们对该校三年间参与STEM课程的七年级学生进行问卷调查，试图了解他们参与STEM课程的获得感以及对STEM课程的期望。

一、调查方法

（一）问卷编制

本研究采用自编“STEM项目调研与素质测评问卷”。该问卷分为两部分，第一部分为项目调研，包含2个一级指标、6个二级指标和18个三级指标，旨在调查初中生参与STEM课程的获得感（对STEM课程价值、学习效果、学习兴趣、学习参与度、课程难度的理解和感知）及期望（对课程组织形式、教师角色及品质、教学方式、学习评价的期望）。第二部分为素质测评，形式上借鉴PISA样题，内容包括分别侧重于科学探究、工程设计、创意设计的3个半开放性大题，旨在评估初中生的STEM基本素质，对应学生的测评成绩。

（二）调查对象

研究选取上海市实验学校东校2015—2018学年间参与STEM课程的三届学生作为调查对象。三届学生当年均为七年级，分别对应现行年级九、八、七年级。调查问卷通过“问卷星”在线发布，合计回收问卷448份，均为有效问卷。问卷的年级、男女比例如表1所示。

表 1 调查对象的基本数据

（三）分析工具

本研究综合运用了问卷星、Excel、SPSS作为分析工具。对应分析主要用于揭示同一变量的各个类别以及不同变量的各个类别之间的对应关系。对应分析图中，若代表某个变量的两个点在同一方位上距离较近，则表明两者有较强的关联性，若距离较远或不在同一个方位，则表明两者关联性较弱或无关联系。［1］在本研究中，对应分析用以分析学生的STEM的兴趣、在STEM课堂中的参与度、STEM测评得分之间的关系。

二、结果与分析

（一）对STEM课程的获得感

1. 关于STEM教育价值

75%以上的学生认可STEM教育在“培养动手实践能力”“促进团队协作能力”“提升创意设计能力”“提升问题解决能力”“培养逻辑思维能力”“培养表达交流能力”等能力方面的价值。相比之下，认为STEM教育的价值在于“学习系统的知识”的学生占比较低。这一定程度上反映了学生希望STEM项目能培养自己适应未来生活的能力诉求。

2. 关于STEM学习效果

学生认为STEM课程对自身影响较多的是“提升了自己的创造与创新能力（70.18%）”“能够有创意地设计一个探究或工程方案（67.49%）”“能够从现实生活中发现可研究的问题（64.80%）”“提升了交流与合作能力（63.45%）”。但学生对STEM课程提升批判性思维、运用数学工具分析数据、理解STEM项目中的原理等指标的感知度较低。

3. 关于STEM学习兴趣、参与度与测评成绩的关系

用矩阵量表的方式测量得到学生对于STEM课程的兴趣平均分为4.43（满分为5分，以下同），男、女生兴趣平均分分别为4.48和4.20，说明男生相较于女生兴趣略高；学生对于STEM课程的参与度平均分为4.36，男、女生参与度平均分分别为4.43和4.29，说明男生相较于女生的参与度略高。

对学生兴趣与STEM测评成绩进行对应分析，并探求学生兴趣与参与度之间的关系时，发现：兴趣高的学生成绩普遍较高，对STEM课程兴趣高的学生参与度也相对高，参与度高的学生STEM测评成绩普遍较高，反之亦然。

4. 关于STEM课程难度

当问及学生对完成STEM课程中的一些任务时，学生对“进行创意设计”“收集证据并对其进行分析和解释”感知度较低，自评分分别为3.91和4.02；而对“在小组合作中与同伴积极交流合作”“自信、主动地参与项目展示”得分较高，自评分分别为4.26和4.17。这反映了批判性思维和问题解决这类高级思维能力在STEM课程的设计和实施时可能缺乏足够的关注。此外，学生对STEM课程难度的感知不存在性别差异，男生（4.10）和女生（4.08）评分结果大致相当。

（二）对STEM课程组织形式的期望

1. 组织规模

调查显示，50.67%的学生希望以小组化（1—3人）的形式开展STEM课程，希望以小班化（约20人）和大班化（约40人）开展STEM课程的分别占37.22%和12.11%。综合来看，学生更偏好小规模的课程组织形式。

2. 课程类型

调查显示，68.61%的学生建议将STEM作为选修课。28.25%的学生建议将STEM作为必修课，支持不开设STEM课程的仅占3.14%。分析不同性别、年级学生的数据，得出的结论与此一致。选择将STEM作为必修课的女生比男生少（见图1），九年级（第一届的两个实验班，平均学业水平相较于平行班较好）对“将STEM课程作为必修课”的支持率远高于其他年级（见图2）。

图1 不同性别的学生对STEM课程类型的期望

图2 不同年级的学生对STEM课程类型的期望

3. 教师安排

调查显示，50.90%的学生更希望一个班级在一学年内由两位教师任教，但选择一个班级在一个学年内由三位教师任教的学生比例最低（12.33%）（见图3）。通过分析不同性别、不同年级的数据，得出的结论一致。这可能反映了大多数学生的一种心态：既希望能接触不同风格的STEM教师，学习更多样的STEM课程，又希望能与STEM教师保持一种相对稳定和持续的关系，以期更深入地学习这样的课程。

图3 学生对STEM教师安排的期望

4. 项目周期

短周期项目能让学生在相同的时间内经历更丰富多样的STEM挑战，长周期项目能围绕某一主题进行持久、深入的探究。调查显示，学生对于在整个学年有2个长周期的项目、整个学年有6—8个短周期的项目、整个学年有1个长周期项目加若干个短周期项目的支持率相近，分别为31.84%，32.06%，36.10%。相比之下，女生更喜欢整个学年都是短周期项目（37.38%）。

（三）对STEM教师的期望

1. 教师角色

60%以上的学生认为教师是“解决问题的伙伴”“学习活动的激励者”，学生对教师作为“学习活动的评价者”身份认同度最低。从性别差异看，更多的男生认为教师是“解决问题伙伴”“知识的传授者”“学习活动的组织者”，女生在认为教师是“学习活动的激励者”“问题解决的教练”方面多于男生（见图4）。七年级学生处于生理和心理发展的重要时期，男生面对开放性问题，可能需要教师更细致的组织和指导，而女生更在乎教师的激励和针对性指导。

图4 不同性别的学生对STEM教师角色的期望

2. 教师品质

对于教师应该具备的品质，认为STEM教师应具有很好的亲和力、热爱学生的品质的学生最多（82.74%），其次是教师能够激发学生参与学习和组织教学活动（81.17%）。除认为教师应该“帅气、漂亮”认同度较低以外，其他几项的选择率相差不大（见图5）。

图5 学生对STEM教师品质的期望

（四）对STEM教学方式的期望

1. 教学过程

在STEM学习过程中，64.35%的学生特别希望教师能提供丰富的资源、材料支持学生的自主学习，62.33%的学生希望老师能介绍一些解决问题的方法，61.66%的学生希望在他们设计、制作的过程中教师能给予指导。另外，学生还希望教师能把知识讲得透彻、重视激发他们的参与度、公正地评价他们的表现、让他们多做一些。可以看出，学生总体上需要教师在其学习过程给予各种支持，包括资源、方法、思路等方面。

2. 指导形式

在STEM学习过程中，绝大多数学生（89.46%）希望教师在小组合作中给一些提示让他们自己反思，而不是直接告诉他们怎么做或者根本不指导。这也说明学生需要自我思考的空间并且有自我探究的主观能动性。

3. 指导时机

当所处的学习状态不同时，学生对教师指导的期待不尽相同。在纪律混乱、偏离任务时，大多数学生（分别为63.84%、50.89%）认为教师此时必须来指导；在进度缓慢、陷入困境时，更多的学生（分别为51.12%、46.21%）认为教师此时最好来指导；而在小组争论不休时，认为教师“可以来指导”比“最好来指导”的学生多，分别为40.63%和34.82%。

（五）对STEM学习评价的期望

1. 关于评价目的

46.41%的学生认为在STEM课程中，教师对学生评价的目的在于“激励学生更自信、更自主地开展学习活动”，而选择“确定学生目前学习水平，便于给出恰当的学习等级”的学生仅有10.76%。

2. 关于评价方式

绝大多数学生（84.08%）希望采取同伴评价的方式，其次为教师评价（64.13%）、自我评价（60.99%）和专家评价（45.52%），期待家长评价的比例最低（21.97%）。由此可见，对于七年级学生而言，同伴对他们有着非常重要的意义，他们较少地考虑把家长作为STEM学习表现的评价主体。

3. 关于评价频次

在STEM学习中，大多数学生（53.81%）希望教师在学习过程中对自己进行诊断和反馈的次数为每节课1—2次。说明学生在STEM学习的过程中期望得到教师的评价，但也不意味着评价的次数过多。

三、 结论与启示

（一）把握核心价值，不断优化STEM课程

STEM教育强调多学科交叉融合，其核心价值与“21世纪技能”中提到的4C（创造与创新能力、批判性思维与问题解决能力、沟通与交流能力、团队协作能力）核心能力密切相关，这决定了STEM教育理念在核心素养导向下的当前学校课程与教学改革中的重要性。在STEM教育中国化的进程中，由于教师受传统分科教学根深蒂固的影响以及对STEM教育理念的理解不够透彻，STEM课堂常常被窄化成单纯的动手实践、验证性科学实验课或是传统劳动技术课，与真正的STEM教育理念貌合神离，这让STEM教育的价值大打折扣。我们要看到，认为STEM课程对其运用批判性思维等高阶能力、使用工具解决问题的能力有所助益的学生比例还不高。这需要我们在下阶段的校本化实践中引起重视，并对STEM课程设计和实施进一步优化。

（二）关注性别差异，照顾每位STEM学生

调查结果显示，参与STEM课程的男生和女生对STEM课程的兴趣、参与度、课程安排、教学方式的期望等方面存在诸多不同。结合STEM课堂观察和教学经历，男生和女生在STEM课堂中确实会有不同的关注点，不同的学习需求以及不同的优势。尽管大班教学中，教师难以照顾到每一位学生，但可以在性别差异中多作关注，力求不同性别的学生都能在STEM课堂中得到尽可能大的发展。比如在分组时，可以适当均衡男女比例；在设计任务时，要满足男女生的需求和特点；在评价时，尽可能兼顾不同性别的偏好。

（三）基于真实情景，提升学生STEM兴趣

从调查结果来看，学生对于STEM课程的兴趣、学生在STEM课堂中的参与度、学生在STEM测评中的得分，三者呈正相关。可见，激发学生参与STEM课程的兴趣可以成为提升STEM学习效果的关键切入点。至于如何激发学生兴趣，STEM教育本身或许已经给出了答案。STEM教育中的问题或项目来自于并作用于真实情境，面对模糊的任务，明确的结果，学生被赋予真实的学习者、探索者身份，他们需要像科学家、工程师那样工作。而真实情境下的未知、探索、挑战正是兴趣萌芽滋长的最佳土壤。

（四）甄别走向激励，变革STEM学习评价

从调查结果来看，学生已经充分意识到STEM课堂中的评价的目的是使其更自信、更自主地展开学习活动而非甄别评级，这与我们在评价理念上的更新并在实践中积极探索有效的评价方式息息相关。STEM项目学习要求教师要对评价的意义有全新的认识，教师要把注意力从终结性评价转移到形成性评价中。同时，在终结性评价中，要警惕测验分数或等级对学生的消极影响，并把这种影响降至最低。