基于培养学生科学素养目标的STEM教育本土化研究

吴少锋

摘 要：我国多年来从教育理论研究、教育政策以及实践方面，在引进和完善STEM教育系统上的工作取得了显著的进展，但是依然存在着许多的问题，比如课程体系的完善度、学段整体设计的优良度、欠缺完整的评估体系系统等。本文将就旨在培养学生的科学素养进一步促使STEM教育特色化和本土化进行探究，希望可以有参考价值。

关键词：科学素养;本土化;STEM教育

STEM教育系统共分为四门学科，它们是科学、技术、工程以及数学，这是一种全新的教育模式，主要通过四门学科之间的互相融合和渗透，跨学科整合的培养复合型人才的教育模式。最初是在美国作为K-12教育阶段改革的重要教学系统，后来我国也引入了这个教育模式，旨在用教育促进创新。

一、STEM 教育的背景与本土化挑战

因为目前全世界各国在科技领域上的人才比重逐年降低，为了提升国家核心竞争力，美国率先与20世纪80年重视教育改革，研发并运用STEM教育模式，即跨学科整合教育，并取得了较大的进展和影响[1]。随后各国开始相继效仿引入该模式，并且研发了很多优秀具有很多成功教学案例的课程和活动。在2016年，我国也推出了《教育信息化十三五规划》等相关政策，明确指出要对信息技术进行积极探索，将STEM、众创空间、创客教育等模式在国内开始试点与推广[2]。2017年，我国举办了第一届STEM教育发展大会，《中国STEM教育白皮书》也问世了，这些政策和举措也不断的鼓舞着中国教育者对STEM的推行，并且为STEM教育本土化指明了方向，STEM教育的发展开始进入了全新的探索阶段[3]。

二、STEM 教育本土化的依据

（一）本着对学生创新与批判思维的培养宗旨，依据两个融合的标准，重新构建和改进STEM本土化教育。其中两个融合指的是一方面，将STEM融入科学教育，也就是给予本文主题给予科学素养目标的STEM教育[4]。在2017年我国针对小学科学教育发布了小学科学课程教育的标准，里面明确指出了对跨学科学习，应当融合STEM教育模式，由教师推广到教学实践中[5]。其次是将STEM 教育模式融入“启发潜能”的学校教学中。启发潜能的教学核心主要是以乐观、信任与尊重为主。如果将STEM融入启发潜能的教学中，有利于提升学生的核心科学素养以及综合能力。

三、STEM 教育本土化的过程与方法

（一）课程建设

基于教学的四大指标，即“让学生更容易习得内容、提高思维可见行、鼓励学生主动求教、提高自主学习、养成终身学习的良好习惯”，学校应当突破教学在时间上、经济成本上以及空间上的阻碍，在STEM美国版教材的基础上，结合本校的特殊情况，深入研究小学的科学教材，从不同的维度和难度上总结实际生活问题，继而设计科学有趣又有用的科学课程，科学实验材料应当多选用便宜且容易获取的生活材料，比如报纸、超轻黏土以及棉签等。

（二）课程实施

课程的教学主旨应当以项目为中心，将学生分为4人一组，分配不同职责，比如工程师、物料经理、测试以及设计总监，让学生在角色扮演中能够体会到每个职位的责任，从而树立责任感。而且这个角色不是固定，可定期轮换，寓教于乐。教师还要在教学中将STEM项目贯彻到底，作为引导者，应当将自主学习的权利还给学生，让学生在交流和配合中意识到团队合作精神，从而提高教学效果。

（三）建立实际的评价体系

对于一堂教学课的质量评估和反馈都应当要通过实际的评价体系得知，是教师提高教学质量的重要环节，更是研究学生学习动机和成效的度量尺。所谓实际的教学评价体系指的是学校要联合实际，建立真实性的教学评价体系，包括过程性与终结性的评价体系。

四、STEM 教育本土化的成果与创新点

（一）.STEM 课程创新理念与教学方法

基于借鉴其他国家STEM教学模式和课程设计，再结合本校的实际情况，总结出一套创新的教学理念，即八步教学法。首先由教师创建课堂问题情境，学生通过问题和结果采取调查研究，开始投入自主设计、测试与优化的课程体验中。然后在小组交流过程中，对产品优化进行不断反思和改进，在评价量规的前提下，再由教师评价学生与小组的过程性结果。学生通过教师反馈，得知自己的优势与不足，从而能够知道在哪里改进。经过这样一个良性教学循环，从而能够全面提升学生的科学素养与自主学习的能力和习惯。

（二）STEM 课程内容本土化与创造性实施

在实际实施课程教学过程中，可以将提取部分常规的教材内容，融合成多样化的STEM项目，比如在小学科学五年级上册的教材里，有一篇‘设计小赛车并制作的实验，将其打造成STEM课程，就变成了“重力赛车的设计与制作。”像这样的优化基础课程的教学实验，可以适用于各个年级段的学生情况，并给与相对应的课程设计。例如对于中年级可以创作出“创意纸牌”的课程，对于高年级可以研发出“捕捉风力”的课程。而且科创社团也可以将STEM与课程融合在一起，可以研发出“七大流程”等工程设计课程，来满足喜欢创新科技实践的学生的需求。

（三）创造性地构建真实性评价体系

学校研发了非笔试的STEM课程评价量规，并开始推行实际的课程反馈系统，将原有的期末考核的反馈系统打破，采用“保卫鸡蛋”等有创造性的非笔试STEM项目，来让学生提高对知识的实际应用能力，通过这种评价量规的测验能够迅速反馈教学中学生的学习效果。评价量规内容十分丰富，不仅与知识运用，还会考验学生的自主搜集与处理信息能力、团队合作能力、动手实践能力、批判质疑的能力、问题解决能力、以及创新能力。

结语：

在20129年创新STEM教育的行动计划中，我国将全力打造本土化STEM教育课程，构建能够打通学段的完善課程体系，相应的也成了科创STEM工作坊，组织相关的教学沙龙，有助于促进学校与各大社会机构之间加强紧密的交流与合作，提高教学效果与教师的教学能力。

参考文献：

[1]田雪，陈曦，郭伟. 基于培养学生科学素养目标的STEM教育本土化研究[J]. 基础教育参考，2019（12）：40-42.

[2]张思宇，朱成科. 美国STEM教育及其对我国小学教育改革的启示[J]. 教学与管理，2017（14）：57-59.

[3]赵呈领，赵文君，蒋志辉. 面向STEM教育的5E探究式教学模式设计[J]. 现代教育技术，2018，28（03）：106-112.

[4]李娜，蒋春利，罗冬梅. STEM教育本土化发展困境及解决策略——以淮安市中小学为例[J]. 福建电脑，2018，34（04）：74-76.

[5]龚道玉，占小红. 国内外STEM教育的学习结果研究述评——基于热词的可视化分析[J]. 基础教育，2019，16（04）：32-44.