Stem课程运用

STEM 课程案例撰写

“F1 in Schools”是全球参与国家最多且最著名的青少年综合科技创新竞赛项目，它借助F1赛车之世界顶尖的科技理念、充满激情的运动精神和系统严谨的工程态度，改变着青少年对STEM（Science科学、Technology技术、Engineering工程、Arts艺术、Mathematics数学）课程的认知和学习方法，并由此吸引着全球越来越多的学校和青少年参与此活动。学生们使用计算机辅助设计（CAD）及计算机辅助制造（CAM）软件来进行团队合作、设计、分析、制造、测试并最终进行赛车实地比赛。F1 in Schools在我国起步较晚，2014年才有第一所学校参加赛事，在全世界38支队伍中排名第33名。

STEM 案例分析

“F1 in Schools”项目优势：“F1 in Schools”项目能锻炼学生全方位的能力。

物理知识

在设计赛车的过程中，同学们主要运用到物理知识的重心、空气阻力、流体力学、材料科学等。想要设计出足够优秀的赛车，必须牢固掌握这些知识。

沟通与团队合作

作为一支车队，每一位成员必须做好自己的本职工作。除此以外，有些任务还需要团队的配合，沟通顺畅、配合默契的车队才会取胜。车队经理还会受到领导能力、临场应变能力和组织计划能力等方面的考验。

演讲力

比赛不单单是比赛车的速度，而是考核学生的全方位能力，团队演讲和评委问答这两个环节将展现学生的综合实力。

解决实际问题的能力

在车队准备与比赛的过程中，会面临各种各样的问题：经费、设计、制作等。就算做出一辆车，还会遇到赛车的成绩并不理想的情况。如何很好地处理各种意外便是学生们最大的挑战之一。

学会利用高科技工具的能力

在整个赛程中，制作赛车需要使用Inventor 3D制作软件，模拟风洞测试需要Flow Design软件，车身加工需要使用CNC数控机床，前翼及尾翼的制作需要使用3D打印机，赛车组装完成后还要进行实际风洞测试，展台布置的宣传海报则需要使用Illustrator进行平面设计。一个流程下来，学生们对这些高科技工具的使用会非常熟练。目前学生们已经能熟练使用123D Design或者Autodesk Inventor进行赛车的设计，并用Flow Design对设计成型的赛车进行模拟风洞测试，然后根据测试结果进一步修改赛车设计。同时，学生们也学会了使用各种软件制作宣传海报，并设计出了他们车队的队徽和专用队服。学生们借助“F1 in Schools”项目平台，在实践中学习顶尖的科技理念、运动精神和系统严谨的工程态度，也希望越来越多的同学能参与到这个活动中来。

STEM课程案例论证

STEM课程的运用实施。平和第一阶段探索STEM教育的跨学科学习融合，第二阶段探索STEMx，并逐步拓展为STEM + CASH。STEM课程关键在于如何因地制宜、因校制宜地将师资、课程、空间、时间进行有机融合。通过探索，平和建立了STEM课程实施的“四合一”保障机制，即STEM师资、课程、学习空间、学习时间的融合，确保STEM课程有效实施。第一，STEM师资专业化。目前，平和有专任STEM教师4人。近年通过内培外引，已基本形成一支对内可以连接相关学科，对外可以连接高校、科研院所、企业的STEM教师队伍；第二，STEM 课程。目前，平和借助于丰富的高校资源、科研院所及企业资源，探索建构“启蒙——体验——叙事与认知——生涯规划”课程体系；第三，学习空间。包括教室、实验室及电子科技大学众创空间，以及科技馆、博物馆等非正式学习空间；第四，时间保障。平和利用每周三下午全校选课走班实施STEM课程，相关STEM社团利用线上平台基于PBL项目式学习可以延展到其他时间学习。

STEM 课程自我评价

把握由来——激发创新自信及创新教育自信

中华民族从来不缺乏创新精神和创新能力，但近年来国人好像越来越缺乏创新自信，社会各界也缺乏对创新教育的等待和包容。回溯历史，《诗经》的“如切如磋、如琢如磨”、墨家的工匠精神、中国古代四大发明等，无一不是长期基于实践探索的创新成就。改革开放以来，国家在各方面培养了很多卓越的创新创造人才。在高中新课程改革中，STEM课程不仅是基于传统课程体系的重要补充和拓展，更是培养“高精尖缺”未来战略人才的重要载体。基于此，我们充分利用资源，激发团队自信，相信我们可以在基于STEM课程的创新教育方面有所作为。

坚守本来——意义与价值

坚守STEM课程的跨学科、体验性、情境性、协作性、设计性等核心特征，坚守STEM课程基于学科间整合的意义与价值，侧重培养学生科学素养，注重以下七方面：第一，学生积极主动参与；第二，基于项目的学习；第三，运用科学探究过程和工程设计过程；第四，合作与团队工作；第五，创造、设计、建构、发现、合作并解决实际问题；第六，连接抽象知识与现实生活；第七，灵活迁移、应用知识解决真实世界的问题。

吸收外来——学习与借鉴

平和从2014年5月开始与美国教育联合会合作，学习、借鉴美国STEM课程体系，通过每月一次与来自美国不同学区的STEM课程专家进行 PBL项目式学习，与专家进行交流互动，系统了解、学习STEM课程的架构、体系建设、评价等，为后续工作打下了坚实的基础，逐步搭建平和STEM课程队伍、课程体系及评价体系。

开创未来——内化与实践

STEM 课程目标

助力培养学生适应未来所必需的核心素养，及胜任未来复杂环境的基础能力。

STEM 课程内容框架

STEM 课程内容框架，构建“启蒙、体验、认知、生涯规划”系列化的STEM 课程框架，并构建校本课程、级本课程、班本课程、生本课程体系，形成学生STEM 学习课程群。

STEM 课程开发与实施原则

平和 STEM 课程开发与实施的四个适切性：第一，适切于学生未来发展的需要；第二，适切于课程资源及保障支持体系；第三，适切于高中新课程改革和新高考改革；第四，适切于教、学、育。

STEM 课程实施保障机制

STEM 教育产生背景的复杂性致使其在目标、领域、实践及评价方面的含义非常广泛。

STEM 课程评价

对学生而言，按照“情感、态度、团队、沟通、批判性思维、创意创新”六个基本维度进行评价，不止重视结果，更重视过程。对教学团队而言，重在评价如何成为学生学习的设计师和学生学习方式变革的规划师。

结语

平和在探索 STEM 课程的过程中尚有许多困惑：第一，国家层面缺少顶层设计及标准；第二，教师缺少STEM课程实施理念、方法与工具及主动适应的意识；第三，学校缺少能完成STEM教学的教师，也缺少培训STEM教师的课程；第四，缺少适合学生的普及型STEM课程，也缺少评价标准，进而缺少出口；第五，社会缺乏对STEM课程体系完备的支持体系；第六，教育行政部门尚需进一步解放思想并加大投入力度，比如资金、人力。平和的STEM实践仍然处于起步阶段。下一步既要把握住STEM教育看得见、摸得着的部分，更要探索STEM教育看不见、摸不着的规律、方法及路径。