浅谈STEM教育的实践应用

王翎

摘 要：进入21世纪，STEM教育已经在全世界引起了广泛的关注和影响。STEM教育是通过基于情境、基于工程设计、基于项目等方式将科学、技术、工程和数学四门学科进行融合的跨学科教育，具有综合性、多样性、循环性、开放性和趣味性的特点。

关键词：STEM教育 教学内容 教学体系 教育评价

近年来，STEM教育受到各界广泛关注，特别是教育部发布《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）》，谈到未来5年对教育信息化的规划时，提出学校要探索STEM教育、创客教育。笔者作为一线信息技术课教师有意无意地率先走到了STEM教育潮流中去，在教学过程中，我们逐渐发现，这样的课程很受欢迎，也将成为一种全新的教育范式，但是在实际教学中如何科学地设计、如何有效地应用，是我们许多一线任教老师正在热议的话题，为此笔者梳理了自己在并不丰富的实践中的粗浅体会和心得，希望能和同行们共同思考STEM教育未来的发展。

一、教学目标的创造性

STEM教育的总体教学目标是以3D打印设备、电子元件设备、Scratch编程工具等前沿科技为手段，综合运用多门学科知识，立足学习过程，在真实问题情境中进行探究式的学习，从而培养学生的创新能力，实践能力、探索精神、协作意识和科学素养。

在遵循总体目标的前提下，可从三维目标来具体划分：

第一是知识与技能方面：要求学生掌握电子器件、识别电路连接、硬件组装、程序编写与调试、3D打印制作等等。

第二是过程与方法方面：要求学生在教师的引导下，以小组为单位，利用多学科知识和多种工具资源，进行探索式的学习，通过观察、思考、实践和感悟，掌握分析问题和解决问题的方法。

第三是情感态度与价值观方面：通过真实体验和探索实践，提高学生动手解决问题的兴趣，培养学生勇于探究、主动参与、互帮互助的学习精神。

二、教学内容的开放性

教学内容是整个教学体系的核心要素，承接教学目标，并直接决定教学工具的选择、教学活动的组织以及教学评价的设计等环节。与传统分学科的书本知识不同，STEM教育的教学设计，既要包含学生需要掌握的知识点。还有基于真实的问题情境，并充满创造性和开放性，吸引学生注意力，激发学生的学习动机，给学生带来学习的趣味性。为此，一方面教师可以把知识内容转化为真实生活中一个个有趣的问题，把学科知识和实际生活联系起来，组织学生思考和实践。另一方面可以把具体内容游戏化，教师为学生设计一些小游戏，比如闯关类角色扮演类猜谜类等等，进一步激发学生的学习兴趣。

STEM教育内容强调“做中学”、“学中做”的教学理念。目前，我们实践中主要以学生的学习兴趣和认知水平为基础，以信息技术内容为主，其余学科内容为辅，通过精心挑选真实生活中的问题和任务，让真实问题成为贯穿整个学习过程的主线，把核心问题转化为一系列的学习任务。上课地点不再是黑板加粉笔、课桌椅子整齐摆放的教室，而是在配有平板电脑、传感器电路板、3D打印机等等先进科技工具的综合实践活动室中，学生使用先进的学习工具，通过自主协作和创造性地应用多门学科知识，解决实际问题提高能力。此外，在学习过程中，教师还要注意为学生创设不同的问题情境，通过在多种情景下的迁移运用，利用多门学科知识积极探索，培养学生发散思维和创造思维，进一步巩固和深化所学知识，达到深度学习的层次。

三、教学项目的真实性

确定教学内容之后。就要把这些设计好的内容转化为可操作的教学项目。要进行具体任务的设计。教师把教学内容转化为一个个真实的实践项目。这些项目以问题为出发点，每个项目要根据知识点涉及多个教学内容，让学生带着问题参与其中通过参与实践和完成一系列任务掌握知识技能培养探索精神。在项目具体设计师。

我们的体会是在设计中达到操作要求：一是项目要源于学生的真实生活与真实生活密切相关。二是项目要有一定的新颖性和趣味性能够激发学生学习的动力。三是项目要包含学生所要掌握的知识点。四是项目要有一定复杂性和建构性，让学生进行协作探究式的学习。五是多个项目和活动之间要有一定的梯度性，分为不同层次，彼此间由浅入深，一方面可以让学生循序渐进地掌握所学知识培养知识迁移能力，另一方面可以满足不同水平学生的需要，促进个性化学习。另外教学项目的设计，除了满足学生需求之外，还要考虑实施的其他实际条件，比如教师水平，硬件设备软件工具活动地点，其他社会资源等等。

四、教学评价的多维性

STEM教育的评价，应以过程性评价为主、总结性评价为辅，并采用多元化的評价方式，主要是对学生的创造意识、问题解决能力和创造能力进行评估。

过程性评价方面，教师评价，主要评估学生在学习过程中表现出来的素养能力和探究意识，具体可以采用记录过程表、在线学习行为记录、随堂检测等方式。学生互评，主要是对同伴在学习过程中表现进行评估，比如参与度积极性等等。同学之间可以互相鼓励。学生自评，主要是对自己表现进行反思。

总结性评价方面，在教学活动结束之后，教师和学生对学习效果进行检验，看是否达到预期效果，在这里需要强调评价不是目的，只是手段，STEM教育的真实目的是让学生体验真实情境中探究学习的过程，达到热爱学习，热爱生活的实质目标。

STEM教育作为一种全新的教育范式，颠覆了传统的教与学方式，将会推动整个教育体系的发展与变革，具有广阔的应用前景。当然，实践中作为任教教师还面临了许多挑战：如何将STEM教育与信息技术深度融合；如何设计有效的评价体系；如何促进不同学科之间进行跨学科协作教学；如何把教育与学校课程、地方课程体系有机融合，真正落到课程教学当中。这些问题都需要我们一线任教教师进行更深入的研究实践和探索。让我们做好充足的准备，积极迎接崭新教育时代的到来。

参考文献

[1]英国《科学与数学教育愿景》评析[J]. 翟俊卿，阚阅，杨迪. 全球教育展望. 2015（08）

[2]STEM教育理念与跨学科整合模式[J]. 余胜泉，胡翔. 开放教育研究. 2015（04）

[3]“科学、技术、工程与数学”教育运动的本质反思与实践问题——对话加拿大英属哥伦比亚大学Nashon教授[J]. 李雁冰. 全球教育展望. 2014（11）endprint