基于STEM理念的校本课程开发实践研究

广东省深圳市福田区莲花小学 谭伟杰

教育部在《关于“十三五”期间全面深入推进教育信息化工作的指导意见(征求意见稿)》中明确提到“有效利用信息技术推进‘众创空间’建设，探索STEM教育、创客教育等新教育模式，使学习者具有较强的信息意识与创新意识”。《教育部关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见》强调“个人修养、社会关爱、家国情怀，更加注重自主发展、合作参与、创新实践”“支持探索建设教育创客空间”“有条件的地区要积极探索信息技术在跨学科学习(STEM教育)、创客教育等新教育模式中的应用,着力提升学生的信息素养、创新意识和创新能力,养成数字化学习习惯,促进学生的全面发展,发挥信息化面向未来培养高素质人才的支撑引领作用”。STEM教育是国家在教育信息化建设领域开展的一项重要探索,是当前及今后较长一段时间探索新教育模式的重要组成部分。如何科学建设、有效运用STEM课程资源受到国内外教育界高度重视。我校基于新时代要求、基于学生核心素养、基于教师专业发展、基于学校所处的区域优势和地域资源、基于未来人才的培养需求，结合新课标进行统整思考；打破原有学科课程之间的壁垒，有效整合国家课程和地方课程，盘活资源，形成基于国家课程发展的符合学情、校情的新课程体系。“基于STEM理念的校本课程开发实践研究”就在这样一个良好的教育生态系统下自然而然地应运而生。

一、STEM教育的概念

STEM是 科 学(Science)、技 术(Technology)、工 程(Engineering)和数学(Mathematics)四个英文首字母的缩写。简言之，STEM教育就是科学、技术、工程、数学的教育，但现实问题往往无法单凭STEM中的某一门学科知识来解决，必须依靠多学科的协同，强调的是多学科的交叉融合。其教育过程不是将科学、技术、工程和数学知识进行简单叠加，而是强调将原本分散的四门学科内容自然组合形成整体，把学生学习的零碎知识变成互相联系的统一整体，是一种跨学科的学习方法，因此STEM教育关于如何综合运用STEM知识解决现实问题的能力的教育，也被认为是STEM素养教育。

二、基于STEM理念的校本课程开发的培养目标

基于STEM理念的校本课程开发以培养“全面发展的人”为总目标。具体则指四个方面：第一，培养学生的动手创造能力。STEM教育代表了一种独特的实践方式。“创造性地运用各种技术和非技术手段解决生活问题，通过分享和协作发现问题、解构问题、探索解决方案，反复验证、优化迭代，制出成品”。第二，培养学生整合跨学科知识的能力。通过将各领域学科的整合，拓宽学生知识面，调整学生知识结构，改善学生的思维方式和能力结构，实现跨学科之间相互渗透、相互结合，达成多方面知识的融会贯通。第三，培养学生的创造性思维能力。依托创新设计、多媒体创作思维、工程思维、设计思维、编程思维、写作思维等多种思维方法，依据特定情境和具体条件，选择制订合理的解决方案,大胆尝试,制作创意作品，培养学生创造性思维能力。第四，培养学生的健全人格。引导学生灵活地进行自我调节，坚韧乐观，有自制力，掌握有效沟通的方式方法，与他人共享知识与资源、多样化的观点与经验，形成积极的协作关系。

三、基于STEM理念的校本课程开发的课程目标

从思维意识方面来说，经历项目学习的流程，建立项目创作的认识与理解；基于STEM项目创作的实践，建立STEM学科融合的认识；通过STEM项目原型制作与迭代修改，建立开源分享的意识与态度；通过STEM作品的模仿制作，体验指尖制造与创意思维实现带来的快乐。

从知识技能方面来说，学习和掌握多媒体工具，如漫画制作工具Pixton、动画制作工具Scratch、IKOS和Movie Maker；学习和掌握TED演讲纸筒建筑Shigeru Ban、Cool House 温度测量、白屋顶和移动风车的制作；学习和掌握STEM校本教材中提到的各项装置和设施的制作。

从学习方法方面来说，掌握基于项目学习的方法，懂得通过自主的、非正式的学习继续深入STEM学习；形成团队合作与分享的方法，懂得线上线下结合开展社群交流，促进分享与迭代。

从元认知方面来说，觉察和认识到STEM与自己原有知识储备的关系，建立自己发展STEM教育的路径图。

四、具体课程安排

以“IF想象未来”这一“基于STEM理念的校本课程开发”中的一个子课程为例，该课程按照“系统规划、分层设计、纵横贯通、有机衔接、有效推进”的思路进行总体设计,全面体现“由浅入深、循序渐进、知行合一”的要求。具体的课程安排见下表：

“IF想象未来”STEM课程安排表

五、课程具体实施

只有通过对育人价值以及课程的目标、内容、方式进行有目的的实施，才能真正使课程更加丰富厚实，提升课程育人的规划性和实效性，有效促进学生灵活运用所学知识解决实际问题、合作探究、动手实践等综合素质，引导学生通过感知、理解、探索、创造的过程深化学习，发展核心素养。从教师的活动来看，教师在学习过程中主要充当辅助者、帮助者的角色。学习初始，围绕主题，师生共同确定学习项目。教师通过模拟或描述一定的学习情境，呈现需要完成的学习挑战，并详细叙述学习挑战的内容。随后，师生共同建立学习评价标准(哪些需要做的、哪些不需要做的等)作为学习的指引，依据评价标准，教师提供相关学习支架，帮助学生记录学习过程，为反思和评价提供依据。在学生探究、设计的过程中，教师进行监督观察，并依据学习需要适时指导学习，进行课程讲授，开展不同领域、学科间的跨界合作，解决学生在学习过程中的各类疑难问题。当设计完成后，教师组织学生进行成果发布，并依据先前制作的评价标准开展学习评价，反思设计以及教学的成功与不足，适当进行改进和完善。从学生的活动来看，学生在学习过程中充当探究者、设计者和反思者的角色，学习活动主要分为三个方面，即“探究”“设计”和“反思”。三个环节之间可以依据需要进行任意跳转，三者相互融合、相互包含。

六、结语

总的来说，STEM整合课程为学生学习21世纪关键知识和技能提供了充分的机会，并能显著提升学生的跨学科学习能力。学生运用跨学科知识投身于STEM项目进而完成STEM项目，在这一过程中，他们拥有更多机会进行深度学习，实现跨学科问题解决和创新能力的发展。我们可以清楚地看到STEM项目学习的课堂画面，从项目设计、实施到评价，始终以项目解决为中心。当然，STEM项目学习的出现也给教师的专业发展带来了诸多挑战。