综合实践活动与STEM教育整合的实践探索

吴奕璇

一、问题的提出

综合实践活动课程和STEM教育课程存在很多共同点，跨学科性是STEM教育课程和综合实践活动课程的本质特征，与传统单一科目的课程区别较大，都是问题任务驱动，趣味性强，成功取决于表现，解决真实生活中的问题。

STEM教育主要培养四方面的能力，一是问题解决能力，二是自主创新，三是深度学习能力，四是适应未来的能力。STEM这四个学科放在一起，实际上存在内部的关联性。怎么开展STEM教育？第一条就是要整合，“整合”是STEM教育核心的关键词，简称iSTEM，在这里“i”的意义指整合（integrative），也可以延伸到信息化（informatization）、智能化（intelligent）、交叉学科（interdisciplinary）。整合性STEM教育一个方面是指采取基于工程技术设计的学习方式，第二方面STEM教育还要跟其他学科整合。

STEM学习源于美国，是科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）和数学（Mathematics）四门学科的简称，强调多学科的交叉融合，更好地培养学生的创新精神与实践能力。STEM学习注重知识的整合与联系，更重视学生综合运用知识的能力，STEM学习在综合实践课程中的应用和实施，对于促进科学、技术、工程和数学知识的融合，引导学生以问题为导向，在观察、提问、设想、实验等探究过程中形成良好的创新素养方面发挥了重要的作用。校本化的STEM学习为我国综合实践课程注入了新的活力，值得我们去实践与研究。

STEM教育的本质是学科融合，是教育方式的一种变革，为未来培养人才打下基础。 综合实践活动课的实施是基于其他学科课程的基础之上的，学生正是利用了学科课程中所学的知识与方法运用于综合实践活动课中，反过来，综合实践活动课的有效实施，学生从中获得的基本能力又可以促进学科课程的学习。学农是广州市高中学生开展综合实践活动的主要课程之一，课程的设置依据科学教育的要求，是STEM教育的拓展和延伸。STEM教育与国家关于新时期综合实践活动教育的理念是一致的。因此如何把STEM教育整合到我校的综合实践活动课程中，特别是与农业、环境教育、劳动技术教育相关的校本综合实践活动课程，并开发出综合实践与STEM教育整合的校本课程，是值得我们研究的课题。

二、整合各种课程资源，开发综合实践活动与STEM整合的校本课程 

STEM教育作为一种开放式的、跨学科学习形态，打破学科疆界，关注学生学习过程中利用跨学科知识解决实际生活问题的思维模式的构建，致力于培养学生主动学习、敢于实践、勇于创新、懂得沟通、善于交流等综合能力，这样的理念与综合实践活动课程定位不谋而合，因此，综合实践活动与STEM教育整合，将有力地推进STEM教育的发展。

许多学校都将理科科学实践活动作为理科教学的重要手段，但是当前普通中学由于课时紧张、场地设施缺乏等因素的影响，学习理科知识主要通过理论上的理解和一般的实验室实验来完成，缺少与生活、社会的密切联系，对于理科这些实践性很强的自然科学的学习是不够的，不利于学生的观察能力的培养与知识深刻理解，很多理科知识、原理，学生知其然，而不知其所以然。很多学生觉得理科当中需要“背”的东西太多，而失去了探索的兴趣。这是有悖于新课程的基本理念和价值追求的。学农实践旨在培养学生的综合素质，它没有应试教育的束缚和压力，有很大的自主空间。

综合实践活动课程，不是教学层面的一种活动方式，而是课程层面的一种具有独立形态的课程，它为师生共同开辟了面向生活、面向自然、面向社会的广阔时空。为此，我校教师依据三个领域课程的不同目标，从学生发展、基地资源的实际情况出发，把中学理科课程中的教材内容进行整理，并且细化和延伸，和综合实践活动课中的研究性学习等整合起来，建立综合实践活动与STEM教育整合的校本课程。

我校多年来重视利用校园优越的自然地理环境和接待全市广大中小学生开展各类综合实践活动的机会，整合各种课程资源，以实践、体验为特色，开发了各种典型的综合实践活动与STEM教育整合的课程。现有课程设置有：花卉的栽培、花卉的嫁接、木工、树林生态考察、湿地生态考察、生态瓶制作、温室大棚作物管理等。

综合实践活动与STEM教育整合，不但让学生的实践能力和创新能力得到培养，学科知识也得到巩固和加深、探究性学习的意识和方法得到增强和补充、意志品质和情感态度价值观得到升华。

  三、在“校园生态考察”校本课程中进行STEM教育

STEM的课堂常常是基于真实问题解决的探究学习（PBL，Problem-Based Learning）、基于设计的学习（DBL，Design-Based Leraning），它强调学生在看似杂乱无章的学习情境中发展设计能力与问题解决能力。STEM课堂上教师围绕一个真实问题，促进学生参与到一个班级范围内的小组中去开展研究，期间有可能通过面对面的方式、网络的方式与校外学习支持者、学习伙伴开展交流。在学习与研究的过程中，學生被要求使用技术搜集、分析数据，并设计、测试和改进一个解决方案，然后与其同伴交流研究成果。这类学习方式，学生需要花费更多的课外时间。

STEM教育是一种典型的建构主义教学实践，学生是“实践者”，在教师的指导下，激发学生对校园生态考察各种活动内容的兴趣，要营造积极的学习心态，通过学生自己去探索学习与实践活动，去掌握基本的科学考察技能和科学方法，提高发现问题、探索知识、建构知识的能力。教师要为学生创造一个自主性、探索性的学习环境，并指导学生将启发、操练、探索、反思有机结合，在学习体验中获得知识与技能，才能取得较好的教学效果。

学农基地自然生态资源丰富，是开展校园生态考察不可多得的场所。百谷圃除种有常见的谷物、蔬菜外，还有一些珍稀的农作物，百花苑种有上百种的花卉，还有占地5000多平方米的温室无土栽培基地。这些教育资源都为学生开展校园生态考察提供了广阔的空间。校园药用植物包括野生和栽培的有超过300个科近400种，分布在百草园和各山岗或其他种植园地，我们可以利用这些资源优势，让学生在校园生态环境中考察、理解、关心环境，在广州市中小学生中倡导户外环境教育、生态考察实践活动的形式，创建广州市青少年生物科学实践活动的平台，使得针对青少年的生态考察实践活动不仅仅停留在教师，局限在课本，而是努力走向户外，学生在学农中，通过生态考察实践活动能亲自观察到和体验到生物学知识的实用性和价值。通过手脑并用的实践，学会在自己的生活中发现问题、用所学知识分析问题并解决问题的方法和技术，增进学生对生物科技与社会关系的理解、提高学生的实践和探究能力。

我校“注重体验、实践”的办学特色，旨在改变学生学习方式，让学生动起来，在活动中受益，在活动中体验成长，在活动中培养创新精神和实践能力。为了使得学生在课堂或实验室学习到的知识更好地得到内化和吸收，我们将生物课本上相关的生态考察知识点与实践活动联系起来，开发出具有自己特色的校本课程。

学农的课程充分地体现了新课程的实践性原则，因此应尽可能多地安排学生进行动手操作，如实验、调查活动、生态考察等，增加学生的亲身体验，提高其综合技能，培养其创新精神和实践能力。

四﹑在劳动技术课程中整合STEM教育

STEM学习注重知识的整合与联系，更重视学生综合运用知识的能力，STEM学习在综合实践课程中的应用和实施，是未来的发展方向。我校是广州市的综合实践活动基地，其中的劳动技术课程（学农课程）是学校的特色课程，主要包括除草、锄地整地、环境整理、施肥、野炊备柴、木工、挖运塘泥等，通过劳动技术实践，让学生充分把学科知识运用到生产劳动中，更好地实施STEM教育。

STEM教育强调生产劳动技术和社会实践，强调实践，体现了一切真知都来源于实践，实践是认识的基础、实践是检查真理和发展真理的标准等思想。

学校开设的各种劳动实践课，如无土栽培技术实践、除草、挑人粪尿淋作物、植树、锄地整地、捕捉害虫等，学生通过自己亲身劳动、改造环境的过程中，深刻认识到农药、化肥的污染，水土流失的原理、水资源的浪费、保护耕地等知识，既丰富了学生的感性认识，又能引导学生运用所學各科知识，探索解决环境问题的途径和方法。这些农业劳动包含了许多中学的生物知识，能使学生的劳动体验与已有的生物学知识相联系，也能让学生亲近自然，获得参与自然实践的技能。

还有一些劳动技术课会应用到物理相关的内容：施肥课涉及力学中的杠杆和共振知识;野炊备柴课中，柴刀涉及压强知识;锄地除草课，锄头涉及杠杆、惯性、热胀冷缩、重力势能转化为动能;果园运泥课，斗车的滚动摩擦知识。消防课中，缓降器的滑轮知识;烟雾逃生中浓烟漂浮在上的原理。地震课中，横波纵波的理解。木工课中，美工刀、刨刀、雕刀等工具锋利涉及的压强和杠杆知识等。

劳动技术课中与化学相关的内容有：施肥课，有机肥和无机肥与有机物和无机物有关，粪水在化粪池发酵可以杀菌消毒。闻到气味还与分子的运动有关系。除草课，化学方法除草（除草剂），杂草与作物争夺养分，杂草富含有机物质可堆肥。环境整理课，落叶可以堆肥。野炊备柴课，木柴燃烧放热可做燃料。锄地课，翻土可以利用阳光暴晒杀菌消毒，土壤疏松透气，利于作物呼吸等。

这些劳动技术课程很好地整合了STEM教育，如数学方面，有计算比较土壤肥力等;在科学方面，有农药、化肥的使用方法和土壤分析，花卉、果树的嫁接、修剪等;在技术方面，有劳动工具、农业设施的使用等;在工程方面，有大棚建造、现代农业设备的设计等。

此外，劳动技术课程的设立还应考虑技术项目的目标性和可操作性、技术项目技术点的基础性与可迁移性，技术项目与中学其他学科相关联性等。几乎所有劳动技术教育课程如除草、锄地、现代农业、野炊、木工等，都渗透了STEM教育。

综合实践活动课程的总目标是通过让学生积极参与实践活动，发展学生参与实践的积极体验和丰富经验，提高学生对自然、社会和自我之间内在联系的整体认识，培养学生的社会责任意识、问题解决能力和实践创新精神。而在实践层面STEM旨在培养学生的问题解决能力、自主创新能力、深度学习能力和适应未来的能力。STEM教育具有开放性、综合性和实践性的特点。它以学生的自主活动、自主学习、自主研究为主要形式，从自然、社会和生活中选择主题进行研究，培养学生的问题意识和研究探索精神。因此，我校作为综合实践活动基地，把综合实践与STEM教育进行整合实践，取得了较好的成效。

责任编辑 朱守锂