STEM教育课程开发初探

齐秀娇

摘  要 对STEM教育课程开发模式进行初步探索，首先介绍STEM教育的内涵、特征以及STEM教育课程现状，然后基于泰勒的课程开发模式，初步研究建构出适合STEM教育的课程开发模式。

关键词 STEM;课程开发;科学素养

中图分类号：G652    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2018）20-0041-03

Preliminary Study on Development of STEM Education Curri-culum//QI Xiujiao

Abstract This study makes a preliminary exploration of STEM edu-cation curriculum development model. The author first introduces the connotation and characteristics of STEM education and the current

situation of STEM education curriculum. Then， based on Taylors curriculum development model， a curriculum development model suitable for STEM education curriculum development is initially studied.

Key words STEM; curriculum development; scientific literacy

1 STEM教育概述

STEM教育是一种新型的教育模式，它的根本目标是培养具有跨学科知识素养和解决真实问题的人才。

STEM教育的内涵  STEM教育是科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）和数学（Mathematics）四个英文单词的缩写，它融合科学、技术、工程和数学四类学科的知识、技能，以有效解决现实生活中存在的问题，成为一个有效的教育系统，最终以培养具有善于质疑、敢于创新和勇于实践的学习品质和解决实际问题能力的人才为根本目标。

STEM教育的特征  STEM教育是由四門学科融合为一个整体，在学生扎实掌握知识和技能的基础上，解决现实世界中的实际问题。STEM教育具有的特征包括跨学科、趣味性、情境性、体验性、协作性、技术性[1]。

1）跨学科。STEM教育的首要特征是跨学科，它取消传统的分科，基于生活世界的真实性对各学科进行整合。跨学科不是以学习某一学科的知识为主要内容，而是把所有学科的知识能融会贯通，以解决现实生活中存在的问题。不再以单独的科目来评价学生的能力水平，而是重视学生的综合素质和能力，打破学科之间的界限，实现教育的根本目标。

2）趣味性。人们不是生来就会学习，就喜欢学习的，每个人都喜欢玩，都希望能轻轻松松地学习某个技能或知识。学生也是一样，他们也喜欢在轻松快乐的氛围中学习，而不是学习枯燥乏味的知识，背诵毫无意义的公式。STEM教育就是让学生在做中学，但也并不是毫无目的地学习，而是要求教师根据教学目标设计一定的项目，让学生在完成项目的同时掌握解决问题的方法、知识和技能。

3）情境性。情境性是指学生学习需要一定的情境。现实生活中有各种各样的情境，教师在教授学生的时候要合理安排情境，依托恰当的情境让学生掌握需要学习的技能。这样一来，各种抽象、孤立的知识就渗透到情境中，学生通过一步步分解现实问题，找出解决问题的关键点，最终掌握需要学习的知识和技能。在特定的情境中学习，使学生的印象更为深刻，当遇到类似的情况时也能更好地迁移运用，达到触类旁通的效果。

4）体验性。在STEM教育中，每个学生都亲自参与其中，在做中学，不同于传统的教学。在传统的教学中，学生只是一味地听教师讲解，看教师做，自己的印象根本不深刻，有的学生甚至根本不动脑思考。在STEM教育中，每个学生必须亲自解决问题、思考问题，能看到实实在在的效果。学生亲自体验解决问题的过程，每一步都必须经过自己的思考;而且学生之间可以合作解决，培养学生的合作精神和解决问题的能力。

5）协作性。STEM教育的本质是解决真实问题，这些问题往往复杂多样，难度较大，所以需要多方面的知识，离不开学生与学生、学生与教师、教师与教师之间的合作。只有通过他们之间的交流讨论、协同探索，才能有效完成对知识的意义建构。

6）技术性。STEM教育主张技术作为认知工具，融合到教学的各个环节，培养学生运用技术解决问题的能力。因此，学生要具有一定的技术素养，了解技术如何应用，能够完成复杂的计算和建模，发生深度学习。

2 STEM教育课程现状

我国当前STEM教育课程处于起步阶段，对STEM教育没有更深入的研究。STEM教育课程大部分是从国外购买的，直接拿过来用。但是国外购买的课程并不是全部适合中国的教育，因此达不到期望的教学效果;而且国外的课程费用相当昂贵，对于全面开展STEM课程代价颇高。还有一部分是本校教师开发的课程，这些教师只是凭借初步的认识来开发课程，没有认知到STEM课程的本质，只是做到表面的整合课程，并没有把它们真正地融合到一起，解决不了实际问题。

因此，要想真正利用好STEM教育的理念，一定要把握STEM教育的本质。STEM课程和社会要联系起来，把经济社会的新知识、新科技融入课程中;STEM课程也不能仅仅局限于学校课程，而是要充分利用社会资源和服务，让学生能够跟上社会发展的步伐。

3 STEM教育课程开发模式建构

确定教育目标  STEM教育的根本目标是培养具有解决实际问题能力的社会人才，这些人具有敢于质疑、勇于创新的精神。因此，STEM教育课程开发应该紧紧围绕这个宗旨。在泰勒的课程开发模式中，第一步是确定教育目标，笔者认为STEM教育的根本目标就是课程开发需要遵循的目标。泰勒认为教育目标有三个来源，分别是学生、社会、学科，这三个来源依次侧重课程的人本属性、社会属性与知识属性，它们相辅相成。因此，在STEM课程开发中应该综合运用这三种来源。

首先，教育是改变学习者的行为方式的过程，可以根据学习者需求或生活经验选择学习内容。

其次，通过对当代社会生活的研究，选择经济社会所必需的知识与技能。由于科学技术的迅猛发展，教育者应该及时更新教学内容，满足社会的发展需求。

最后，要听取学科专家的建议，他们是在学科知识领域从事高深研究的人，可以使学科基础知识全面、均衡地融入所设计的问题和项目中，确保不会造成基础教育领域知识的结构性缺失。

在选择完尝试性的、一般性的教育目标后，还要依据教育哲学和学习理论这两个筛子。教育哲学也就是学校的办学宗旨，每个学校都有自己的办学理念，因此对学生可能会有不同的教学目标。学习理论包括学生的年龄特征，在特定的年龄阶段需要学习对应难易程度的知识，这都是要遵循相应的规律，因此也会影响教育目标的确定。

1）总目标。总目标是遇到问题时，学生能全面地看待问题，尽可能地从多角度分析问题，找到最适合的解决办法，然后能细化出解决问题的步骤，做出解决问题的计划，最后能按照计划一步一步地完成任务。

2）具体目标。STEM课程的具体目标包括培养学生的科学素养、技术素养、工程素养和数学素养。

①科学素养就是指用科学的知识来解决自然界的问题，尊重科学，相信科学。

②技术素养是理解、运用、评价技术的能力，恰当地使用技术，懂得技术对解决问题的作用。

③工程素养是基于项目的，在解决项目时综合运用各个学科的知识，把抽象难懂的知识融入生活实际问题中，通过完成项目，培养学生的工程素养。

④数学素养是指遇到数学问题时，学生能够表达、解释、交流所蕴含的数学思想。

3）能力培养目标。熟练掌握各种知识、技能，当遇到问题时能大胆地创新，综合运用各种技巧和方法来解决问题，并且具有有效沟通的能力，能借助各种力量来帮助自己解决问题，也尽力发挥自己的优势。在解决问题的过程中，充分利用各种资源和渠道，尊重别人的观点，选择出最合理的解决办法，在探究的过程中学习到更多的本领。通过解决问题，使得学生更加热爱生活、关心社会，培养学生探索、创新精神，乐于实践，也增强学生的合作意识。

选择学习经验  杜威说过：“思想、观念，不可能以观念的形式从一个人传给另一个人。只有当他亲身考虑问题的种种条件，寻求解决问题的方法时，才算真正在思维。”[2]因此，在STEM教育中要确定迫切需要解决的问题，对各事实判断和价值判断达成共识，选择有价值的知识和实践活动。在重视理论学习的同时，更重视实践的研究，选择贴合实际需要和学生实际发展水平的学习经验。如可以利用操作性更强的材料、故事、方案和戏剧性的演示等。学生在学完以学科知识整合取向的内容后，必须以解决现实生活中的问题或项目为途径，实践学习内容所蕴含的那种行为的经验。在学生实践学习内容前，教师要提供充足的资源和材料;在学生实践学习内容过程中，教师应该给予恰当的指导。学生应该重复地练习该学习行为，直到将其内化成自己能力的一部分。在实践学习后，教师也应该提供给学生锻炼的机会，让他们能够真正地掌握解决实际问题的本领。

组织学习经验  借鉴泰勒三项组织学习经验的准则，STEM教育课程也遵循这三项准则，即连续性、顺序性和整合性[3]：

1）连续性就是指直线式地讲授主要的课程理论知识;

2）顺序性是指在实践时，后一实践活动要以前一实践活动为基础，同时对相关内容加以深入、广泛地展开;

3）整合性是指学习经验之间的横向关系，课程的片段、组成部分和序列可以任意组合[4]。

仿照泰勒对美国当时学校课程组织结构的实践，对STEM课程组织结构作了以下分析和归类。

1）在最高层次上，组织结构是学科课程（科学、技术、工程、数学、艺术）;

2）在中间层次上，组织结构是按连续性和整合性组织的学科课程（如科学的历史和本质、科学的概念和过程、科学调查、物理、生物、化学、空间、科学、地理）;

3）在最低层次上，组织结构是课（指每天的教学单位）、按顺序性组织的问题或项目（一个问题或一个项目可以持续若干天或若干周）。

实施评价  评价是全面地检验学习经验在实际生活中是否起作用。评价不只是“纸笔测验”，还包括解决实际问题的能力的测验。可以根据需要确定评价的情境，让学生有机会呈现教育目标所指的那种行为。学生是否具有敢于创新、勇于实践的学习品质和解决实际问题的能力，是评价结果最重要的依据。

4 结语

本文中STEM教育课程开发模式的主体框架采用的是泰勒的课程开发模式，也汲取了其他课程开发模式的一些理念。STEM课程开发模式注重的是理论和实践的结合，学生不但要扎实掌握理论知识，更要把理论运用到实践中，敢于创新、敢于实践，最终解决实际生活中的问题。STEM教育提出学科知识要与现实生活紧密联系，综合运用各个学科的知识，打破学科之间的界限，改变课程零散、門类繁多的现象，使得学有所用，真正解决生活实际中的问题，这是STEM教育最根本的价值。■

参考文献

[1]余胜泉，胡翔.STEM教育理念与跨学科整合模式[J].开放教育研究，2015，21（4）：13-22.

[2]李波.面向就业的中职学校办公自动化课程设计[D].云南师范大学，2013.

[3]黄文伟.基于泰勒原理下的高职院校精品课程建设：兼论广东农工商职业技术学院学校国家级精品课程《商务谈判》的设计与实践[J].清远职业技术学院学报，2010，3（4）：

98-100.

[4]刘祥辉，程家福.从泰勒到多尔：后现代课程观的解读及启示[J].继续教育研究，2008（5）：151-153.