中小学STEM课程平移项目分析与启示

钱世伟

自2016年起，浙江省教育厅与美国印第安纳州教育厅合作实施“STEM课程平移项目”，邀请美国教师走进浙江省中小学课堂，面向学生开展STEM教学。2018年暑期的“STEM课程平移项目”在杭州市拱墅区、西湖区和上城区同时举行，各区开设8个平移项目教学班。600多名中国学生与30名美国教师开展了为期两周的STEM学习，来自全省各地的450多名教师观察课堂学习过程，体会美国教师课程组织与教学实施的经验。浙江省STEM教育“种子学校”与“培育学校”各派一个4人研修小组，负责观察研修一个教室的项目学习全过程，同时穿插美方与中方教师的互动研讨、专题讲座等活动。

这种以观察为基础的“做中学”实践研修让每一位参训者深度参与。组建研修小组，研发研修工具，为项目带回各自学校开展跟进实践打下坚实的基础，使得本次研修成果丰富，后期平移学校跟进实验进展顺利有效。

课程平移项目分析

本次课程平移项目，美方带来的12个项目具有一定的代表性，可以较为全面地了解美方教师在STEM项目实施中所展现的教育理念，以及一些教学模式和策略，这对我们开展STEM教育的本土化探索具有很大的启示意义。每个项目开设两个班级，由美方两位教师同时进行教学，笔者参加的是西湖班的空气动力学课程项目。这些课程项目共同的要素是有真实情境、关键问题、设计方案、实施方案、改进方案、产品交流展示，以及关注过程、注重团队建设。课时安排为三个半天，共12课时，最后半天是成果展示，穿插研修教师与外教的互动探讨、专题讲座、反思交流等。

笔者在与外教的互动研讨中，也咨询了美方教师，了解到目前美国的STEM课程也不是所有学校都在开展，也并非已经全面普及，他们也还是处于一种探索推广阶段，也就是说不存在“原汁原味的STEM教育”，实践永远在路上。而从以上项目实践教学中，我们认为STEM项目并非仅仅是那些高大上的技术类课程，也可以是一些朴素真实的生活化问题，甚至可以是在教师完成了一个学科单元的基础上，作为奖励性的一种综合主题活动。以项目式的整体设计去融入多学科的知识，让学生综合应用所学知识解决实际问题，这是对知识学习的一种深化。那么哪些学科的老师可以来参与实践STEM课程呢？笔者对此次参与教学的美方教师学科专业背景也进行了分析，我们发现真正有STEM专业技术类背景的教师仅有4人。

目前我国新入职的教师都有学科专业背景，但非常缺少全科教师，而具有STEM专业资质的教师几乎没有。那么国内的STEM教育由谁来实践呢？信息技术教师、科学教师，还是综合实践教师？笔者认为学校中的任何一位老师都可以来做，只要我们老师对此有兴趣，有终身学习的自觉，再具备STEM教育理念和项目设计能力即可在本校中进行实践。一些具备条件的学校，可以把STEM作为一个独立的课程进行综合学习；也可以把STEM 整合到每位教师各自学科教学中，应用于学科项目化学习之中；还可以开展跨学科的学校实践性学习活动，考查学生综合运用知识的能力，把不同学科内容知识的评估留给对应学科的教师，甚至是校园里体现STEM理念的各种学习活动等。这样STEM教育就会在我们的学校里越来越普及，从而使更多的学生受益。

课程平移项目启示

通过这次“STEM课程平移项目”的深度研修活动，笔者认为对开展STEM教育校本化探索有如下五个方面启示。

1.培养适应未来可持续发展的人

作为教师，我们的育人目标是培养应试的人，还是培养独立自主，可持续发展的人？如果教育是培养一个可持续发展的人，那么我们的教育理念会发生变化，教学中就能够关注学生、允许失败、结果开放。我们的评价指标也就会随之发生变化，让学生亲历过程，不论是失败还是成功，关注的应该是学生测试的想法、策略是否正确，解决问题的方法、方式是否正确。这样才是真正基于核心素养的教育，帮助学生找到学习的内驱力、适合自己的方法、锲而不舍的精神和探究实践的勇气。

2.让PBL和UbD成为我们教学的第二本能

PBL是指基于项目的STEM设计，将传统的探究学习教案转化成STEM项目学习，在大概念、基本问题、核心挑战任务高位引领下进行梳理和改造。开展项目学习，能促使学生深度学习，将习得的知识技能应用于解决真实世界的复杂问题，它需要我们教师具有跨学科、融合性教学的能力，给予学生一种跨学科的学习方式。

教师基于项目的教学创新能力需要一个综合的能力，这个综合的能力是能够从一个全新的视角看待问题，或者重新界定问题。教师要善于从实际生活中提出问题，基于学科进行分析和思考，并着手进行设计和实践，把创新的想法变成现实。

UbD模式是指通过“以终为始”的逆向设计促进学生深入而持久地理解，是主动学习和意义学习的有效模式。它从理解掌握出发，设计符合学生学习和认知规律的科学的单元课程，培养学生主动建构意义和学习迁移的高阶思维能力。其中逆向设计是“理解为先促进设计模式”的重要逻辑思路，分为明确预期学习结果、确定恰当评估办法、规划相关教学过程三个阶段，以目标为根本，确定合适的评估方式和教学活动，是当今一种主流的单元教学设计模式。

3.注重团队建设下的项目合作

今天的孩子，尤其是独生子女，自我意识、个性强，往往不合群，同学之间不能开启真正的合作。而一個STEM项目往往不是一个简单的活动，需要众多人的合作，所以教师必须要注重孩子合作力、领导力和表达力的训练。

在美方的课堂上，笔者看到每位教师都精心准备了许多团队建设的活动或游戏，如“大风吹游戏”“抛球游戏”“无声排队”“信任游戏”“团徽设计”等等，在进行循环任务教学模式过程中，往往团队建设和课程项目并行。正是外教注重通过团队建设发展这几种能力，才在宝贵的教学时段内让团队成员得到了有效的磨合，为学生提供多种交流表达、合作互学的机会。

我们的教师往往受限于本学科专业知识技能的束缚，也没有受过跨学科项目式教学的培训。因此需要通过不同教师间跨学科的合作提高成效，建立学科学习共同体，成立以科学、美术、数学、信息技术等多学科教师组成的STEM跨学科研究小组，为本校策划STEM项目学习挑选最好的搭档，营造环境。

4.基于真实生活的问题解决

在STEM项目的设计与实施中，注重问题的真实性，关联生活实际，同时课程资源、研究材料的多样性和可选择性的特点也比较突出。教师提供的往往是低成本，可回收，生活中常见的一些材料。如在空气动力学、资源回收等项目中，美方教师提供的材料有卫生纸卷轴、任何尺寸的纸板箱、牛奶盒、报纸、胶带、矿泉水瓶等等，这样变废为宝的挑战，也让学生学会今后运用身边废旧资源生产有用的“工具”。同时学生设计、制作时往往会有一定的材料限制，被告知不能浪费，在此基础上学生可以充分展现自己的想法和个性，这也是STEM教育在培养学生创意思维，创新实践能力和生态环保意识的重要立意。美方教师也非常注重支持性活动的设计，能有效利用校内外各种资源，例如博物馆、科技馆、污水处理厂、流水线车间等场馆，并和社区、公司取得联系，提供更多更丰富的STEM课程资源。

5.体验学习过程的获得感

笔者参与的空气动力学项目，教师为学生设置的学习起点非常高，一开始直接抛出了伯努利原理和牛顿三大定律，学生尽管懵懵懂懂，但踩在巨人的肩膀上，进行真实问题的探究时，如怎样让纸飞机飞得更久、怎样让小车动起来、飞机是如何起飞的、怎样让降落伞更慢地降落、怎样制作鸡蛋保护装置等等这些问题，其本质却都是空气动力学中力的作用问题。学生在项目的逐步实践中，有了理论支撑和解释的依据，于是像科学家、工程师那样思考就不是一句空话了。学生逐步形成了完善的思维方式，解决掉一个个问题，创造出一个个产品，让学习变得更有意义。

在最后的STEM嘉年华展示活动上，每一位学生在真实情境下体验获得感。

课程平移项目平移路径

第一，研修学校对项目研修的理念和策略进行平移，将STEM理念渗透到学科教学，基于STEM技能与素养，进行校本化的整体设计，借助本次观察研修项目，进行任务驱动，开展跨学科和合作式学习。从以往零散的、自发的案例教学，到今天由点及面、常态化的课程教学和策略应用，平移学校以此进行学习与本土化改进。

同时基于学生立场，联系生活，充分實践，让每一位学生看到更多设计，以此次平移项目为核心，融合多个学科内容，提供丰富、开放、多元的课程体验。从而为学生提供更多的实践机会，充分体验跨学科项目式学习的经历。

第二，研修学校通过提炼美方框架，来指导本土化STEM实践。特别是对学生的学习方式进行平移，让每位学生在做中学知识、用知识，变“要我学”为“我要学”，进行问题驱动，团队合作，自主自导，开展一些研究性的学习，变被动思考为主动思考，注重实践学习和动手实践。

例如，在校本化实践中让所有学生动起来，对适合的内容进行重新设计，以核心任务和支持性活动为主线，注重开展学生团建活动，小组循环任务、同伴辅导学习等多样方式，让学生经历产品的设计、实施、改进、展示等环节，将更多的问题解决，更多的创意实现并表现出来。通过项目平移实践，落实多种评价工具，将传统与表现、形成与终结相结合，使评价维度多元化，内容和形式多元化。

第三，研修学校更加注重师资的培训，组建STEM教育教师团队，进行教师通识、专题培训、专业学习。

例如笔者所在的学校，本学期就积极为教师提供丰富的培训资源与项目，通过学习共同体和STEM工作坊建设，了解关于未来学习方式变革，理清STEM在课堂中是什么，对STEM项目案例进行分析研究，初步掌握学生团建活动协作技能，并学习基于项目的PBL模式学习，理解为先UbD单元设计理论与实践学习，推动学校切实开展综合学习、学科项目化学习、学科实践性学习活动等体现STEM理念的学科学习活动。

STEM课程平移项目让我们真切感受到STEM教育已经来到身边，各个学科的老师如有兴趣，都可以开展这方面的实践研究。作为新时代的教师一定要终身学习，敢于尝试，去积极实践更加美好的教育。

参考文献

[1]（美）格兰特·威金斯等.理解为先模式单元教学设计指南[M].福建：福建教育出版社，2018.

[2]（美）罗伯特·M·卡普拉罗，玛丽·玛格丽特·卡普拉罗，詹姆斯·R·摩根.基于项目的STEM学习[M].上海：上海科技教育出版社，2016.