创新STEM理论 发展学生核心素养

陈振辉

STEM 为科学、技术、工程和数学的英语单词的第一个字母缩写，它打通了孤立单一的学科学习通道，通过单元主题学习，把学生学习的零碎知识变成一个互相联系、统一、整体的过程。其价值旨在为学生提供一个整体认识世界的机会，提升多维度的创新认知。本文基于对STEM教育的认识，运用STEM理论，提出发展学生核心素养的有效方式。

一、学科层面：跨单元整合，提高学生掌握结构和运用结构的能力

叶澜教授在新基础教育中指出，教师要帮助学生掌握主动学习的“工具”，即掌握教学内容的结构和学习方法的结构。要提高学生的核心素养，在日常教学中，就要做到跨单元整合，提高学生掌握结构和运用结构的能力。

1. 扎实开展学科综合性学习。在语数学科教材中，每学期都有综合性学习内容，但由于课时不足和教师不够重视等原因，这些综合性学习经常被蜻蜓点水地带过了。但恰恰是这些内容的学习，最有利于提高学生的学科素养。综合性主题学习不仅有利于培养学生主动探究、团结合作的精神，还有利于培养学生勇于创新的精神。因此，融合学科，开展综合性学习活动，既符合学科的教学特点，又能体现基础学科的课程理念，是实现三维目标的重要学习方式。

2. 教结构，用结构。学科教学可以以知识结构的形式来开展，打破课程和单元界限，进行知识结构性梳理后再进行教学。可以引导学生建立“知识树”的形式，把每个节点的重要概念或方法进行梳理，并引导学生建立其顺序性和关联性，学会应用方法和工具，进行架构式学习。

二、教师层面：跨学科合作，提高学生提出问题和解决问题的能力

STEM教育是培养未来人才的新模式，STEM教育的开展以项目式学习为主。比起考查书本内容的标准考试，项目式学习更加注重社会问题，结果也更加多样，也更加鼓励创新。作为教师，需要开展跨学科合作来帮助学生解决在项目式学习中遇到的不同學科的问题，让学生真正感受到教师在其学习中的指导作用。

1. 开展以项目式学习为主的活动，实现基于主题的跨学科活动。在项目式学习活动中，鼓励学生分享自己的学习收获和提出自己的问题，开展小组讨论，进行观点碰撞，在提出问题、分析问题、解决问题，再次提出新问题的过程中，推进项目式学习。项目式学习的教学将教师讲、学生听的师生关系，转变成了师生共同学习的新伙伴关系，实现了课堂上师生高质量、高频率的交流。开展项目式学习需要分析不同学科、不同学段的教材，并进行统整，提取能直接深度融合的内容，并设计成项目主题，结合运用先进的科学技术，解决生活中的实际问题。

比如，四年级科学教材有关于“养蚕”的主题，小学语文教材中与动物有关的课文也有很多篇，综合实践五年级也有以动物为主题的学习单元。因此，以蚕为主题的项目式学习就是一个很好的STEM项目。在开展此项目学习之前，语文、科学、综合实践、信息技术、数学等学科可以进行合作备课，从各自学科的核心素养出发，提出教学的方案。在此基础上，教师引导学生提出感兴趣的研究小主题，并根据需要向相关学科教师求助。研究用蚕丝制作扇子的学生需要数学和美术教师的帮忙;研究蚕的药用价值的学生需要校医的帮忙;研究蚕的喂食的学生需要科学教师的帮忙;查找、整理、分析和蚕相关资料的学生需要信息技术教师的帮忙;研究蚕文化以及记录养蚕日记、撰写研究报告的学生需要语文教师的帮忙。可见，一个以蚕为主题的STEM活动的顺利开展，需要一个较长的过程和不同学科教师的指导，在这过程中，学生的核心素养在不断得到提高。

2. 开展跨学科教学交流，实现教学资源利用最大化。在STEM主题活动中，不再是单一学科教师封闭式交流，而是根据某一项目的开展，从不同学科的角度进行有针对性的专业指导，避免了同一主题不同学科的教师分散式教学的现状，这将促进教育资源最大限度的利用。

比如，同样是蚕的主题研究，如果没有进行跨学科教研交流，就将导致学生在三年级缺少实践经验的情况下先学习了春蚕的古诗，四年级的科学课又要花一单元时间来开展养蚕探究，而五年级综合实践课又要进行以蚕为代表的动物主题研究。这样的零散式学习，不利于学生知识结构的建立，在学习效果上更是大打折扣。

3.  鼓励教师兼任同一班级的不同学科教学。由于学科的精细化分类，目前，很多学校一位教师一般都要兼任两门以上学科。但学校为了在管理上保证兼课教师不挪课，都采用了主科教师兼任其他年级技能科教师的方法。我们鼓励教师兼任同一个班级不同学科的教学，这样既能提高对学情的全面把握，又能实现学科间的深度融合，对学生核心素养的提高也将起到积极推进作用。

三、技术层面：人机合作，提升学生驾驭人工智能的能力

1.  建立学生评价数据。构建学习评价平台，通过平台数据记录评价学生的学习过程，追踪判断每个学生的学习进度。每个学生的学习数据都会被记录下来，这些数据可以帮助教师更好地设计课堂研讨的内容。同时，这些数据也可以帮助教师、家长更加全面、科学、准确地评价学生的综合素质与能力。

2.  培养学生的批判性思维和驾驭人工智能的能力。随着人工智能的发展，那些重复性、机械性以及低技术含量的工作慢慢会被取代。所以，未来需要一种全新的教育模式来培养学生发现问题和创造性解决问题的能力。发现问题是解决问题的基础，而训练发现问题的能力需要批判性思维。批判性思维需要教师带领学生一起去探索，寻找创造性地解决问题的方法。教师可以利用编程网站，组织学生开展编程大赛，或者自制贺卡、小游戏等。通过学习编程，学生一方面可以掌握符合未来需求的技能，另一方面还能培养以解决问题为导向的编程思维，这就为将来走向社会打下了坚实的基础。

STEM教育是一种以真实问题解决为任务驱动、立足学习过程、多技术交叉融合的跨学科式教育，它以培养具有全面科学素养和创新实践能力的人才为根本目标。学生在获取知识、学科融合、问题解决等方面的能力都发生了质的飞跃，这是达到STEM教育目标的具体体现。运用STEM理论是发展学生核心素养的有效方式，是当前教育发展的需要，是学生全面成长的需要。

（作者单位：福建省厦门市嘉滨小学 责任编辑：庄严）