利用STEM教育撬动教学变革

黄业举

本文根据实践所得， 从学校的本源思考、价值追求到创设教学环境、教学策略方式探究、开发教学资源、搭建互动平台，概括了学校STEM项目建设的路径和方法，对推进区域内STEM项目的研究和实践做了大胆的尝试和创新。

STEM教育，引发教育的思维模式、学习方式、教学方式、交往方式的变革，开启人才教育的新模式，学校教育的新模式。我校是江苏省首批STEM项目试点学校，开始了基于STEM教育背景下的小学课堂教学改革。

一、创设教学环境

1.推进教室建设

为开展试点项目教育，配备相应的新技术设备，架构高速无线网络系统，让学生能随时接驳互联网，搭建“凤凰云课堂”软件，营造新技术支持下的学习生态。师生运用移动智能终端，通过点对点、点对面的多向互动、沟通分享和评价反馈等，促发学生深度思考，提升学习质量，构建以“学习者为中心”的课堂。

2.创新教学组织形式

根据儿童年龄特点及学习需求不断优化教学空间，在教室设置学习体验、活动和教学等功能区，并创新设计能自由组合的桌椅，适时调整变换教学组织形式，提升学习效率。如，扇形、马蹄形、半圆形、圆形等座位排序，便于学生讨论交流，缩短师生、生生之间的心理距离，让学生开展协同合作式学习，提升学生间的群体合作意识，促发群体智慧共享。

3.开展创客式学习

为充分激活学生的潜能与创意，促进数字技术和个人制造的有效融合，让学生有更多的实践动手的机会，我们将高标准建设“STEM创新学习实验室”，为相关主题学习配备相关设备，让学生在实践操作中开展创客式学习，培养学生创新能力。

二、变革教学方式

1.构建统整式项目型课堂

当前，我们传统的教学还属于聚焦知识传授的“程序型课堂”（目标—达成—评价），这种教学形态主要是让学生被动地接受记忆性知识。而在统整式的“项目型课堂”（主题—探究—表现）中，学生可以主动地进行知识意义建构，在实践中提升综合素养。因此，我们构建基于STEM教育特征的“统整式项目型课堂”，以促进学生面向未来关键能力的培养。

2.建设多元化学习系统

多元化学习系统，指运用数字手段将许多复杂多变的信息转变为可以度量的数字、数据，再以这些数字、数据建立起适当的数字化模型。多元化学习系统是一个网络化管理、学习综合平台，集成了传感器、微机电系统和网络三大技术的传感器网络。学习和管理操作完全建立在标准的WEB构架上，处理来自各子系统的实时数据。对采集数据进行受理、分析、处理、校验，保证数据及时、正确地得到记录分析，同时向管理员提供實时视频及各种环境参数数据。学生通过种植、观测等活动，利用计算机及网络，收集、处理、发布观测信息，交流经验，展示研究成果，从而达到提升科学素养、提高信息能力的目的，培养学生的核心素养。

三、开发教学资源

1.打造STEM专用场馆

学校着力打造基于STEM建设理念的“数字化智慧校园”，筹建“物联网技术实验室”和“STEM创新学习实验室”，完善校园数字化教学改革架构。其中，校园物联网技术实验室框架包括科学安保管理、智能教学技术、数字化应用技术;STEM创新学习实验室主要包括数字化教学研究观察中心、数字化体验中心等项目。专用场馆的建设使用和微型校园物联网系统，为推动学校数字化教学改革提供了最理想的平台。

2.实现学科整合

依托课程基地建设，突出“数字化教学”课程资源与各学科教学的整合运用，构建“数字化”课堂，学校各学科都结合数字化特点着力于跨学科的整合，如在信息技术课中，我们用“物联网”来深化学习。物联网是指在教学中，让学生运用互联网观察自然，用数学去表述科学现象，用语言来阐释自然现象。也就是“科学+语言+技术+美术”，让语文、科学、数学和技术深度融合，从而实现尝试体验、自主探究、合作共享，提升学生多学科素养与综合技能。

四、搭建教学互动平台

1.建设“物联网创意体验平台”

互联网技术与移动通信网络的不断深入发展，促生了新一代网络技术——物联网，这项技术能更好地为广大师生的工作、学习和日常生活服务。为此，在前期建设的校园科学体验馆的基础上，大庆路小学联手淮海工学院计算机工程学院增加物联网实验室器材、设备，添置互动创意体验系统，包括传感电子系统、网络传输系统、创意展示。弥补目前教学中对学生的个性发展、创造性思维、动手能力和团队合作能力等关键情商和智商能力培养的严重欠缺和不足，训练学生获得比知识更重要的创造力、主动求知能力、批判力、挑战力等，激发学生的潜能和勇于挑战的勇气，让学生找到适合自己发展的成功之路。

2.完善“应用平台”

（1）教师的教学方面：在前期开展教学实践的基础上，在大庆路小学教育资源公共服务平台中建设“STEM教学应用子平台”，充分利用大数据技术，完善数字化教学应用的监测评价功能，研发具备精确性、个性化教/学的学生、教师、学校高互动性的数字化平台，并且在研究过程中不断完善，以确保平台的技术领先。

（2）学生的自主学习方面：学校将建立学生自主学习系统、课程同步学习系统、学生综合评价系统。利用与课程相关的学习资源制作的面向学生的学习应用，包括课程预习、练习、考测等内容。学生通过终端实现日常的考试评测，学生从平台上获取试卷、习题册，客观题提供答题卡，学生直接在终端机上点选答题，主观题提供屏幕手写、纸质原笔迹手写、拍照等多种数据采集方式。

两年多的实践与探索，让我们在品尝跋涉、品味收获的同时，也深刻感受到，加强STEM项目建设不是单一的工作，而是对学校整体工作的引领，这是一个螺旋上升的过程，这是一个不断实践的过程，也是一个深化认识的过程。对此我们将不断实践、探索，真正发挥用数字技术撬动课堂教学变革，从未来角度真正促进学生核心素养的发展！

【作者单位：连云港市大庆路小学  江苏】