探索STEM校本课程结合科学实验教学开发的原则

李方校 袁红梅

摘 要：在国际科学教育改革的背景下，小学科学体现STEM教育已经成为研究热点。通过基于STEM教育的实验教学课程开发研究实现深层次的跨学科整合，摸索STEM教育下的实验开发策略，丰富小学科学实验探究活动，为我国科学课程改革实现学科的综合化提供一些可行思路。以此丰富校本课程资源，真实、有效的促进科学教育培养学生的科学素养。

关键词：STEM教育;校本课程;实验教学;资源开发;科学性;整合性;针对性;创新性

【正文】总书记在党的十九大报告中指出，创新是引领社会发展的第一动力，是建设现代化经济体系的战略支撑。在这样的大背景下，全国掀起了重视科学教育的大潮。为了促进学生发展科学素养，很多学校都引用STEM教育理念和借鉴外国STEM课程，都有一定的收获。2017年2月教育部印发的《义务教育小学科学课程标准》在课程内容中增加了“技术、工程与数学领域”，明确了在今后的科学教学中融入工程、技术、数学教育，对科学教育提出了更高的要求，指出了我国科学教育的发展方向。我国长期在科学课程教学上实施的是探究式实验教学，在科学教学上起到举足轻重的作用。如何结合实验教学开发适合国情、适合不同区域和学校的STEM校本课程，是尝试和解决STEM教育落地生根的有效方法。郴州市教科院在2018年起牵头做了《基于STEM教育的小学科学实验教学课程开发研究》的课题。旨在结合现行的实验教学，开发出一套利于本地实施高质量的STEM校本课程。我们在开发STEM校本课程资源有哪些问题亟待思考解决的呢？我就STEM校本课程资源开发的原则，谈谈我们的做法。

STEM校本课程开发需要遵循科学性原则。

以培养学生科学素养为总目标、教育部2017年制定的义务教育《小学科学课程标准》为依据，符合按照立德树人的要求培养小学生的科学素养，为他们的继续学习和终身发展打好基础的基本要求。我们开发的课程不能失去科学课的本色注重其科学性，但又要有STEM教育理念的融合与创新。我们从教科版三年级到六年级科学实验目录中遴选一些实验，延续原有的实验意义，又拓展了一定的宽度和深度，以弥补原有实验教学上的不足。并且将原本分散的科学、技术、工程和数学整合成一个新的整体，以新的STEM理念教学，培养学生掌握知识和技能，让学生能够灵活迁移应用解决现实世界的问题。例如，在以往的科学实验教学中像《搭建一座纸桥》《框架结构》《建高台》我们总是把建构科学原理的概念作为核心，其实我们要把科学原理的运用作为我们的教学出发点，体现其科学性。如开发《搭纸桥》，则应该要学生利用桥梁的科学原理去完成一个纸桥的设计和建造任务。而这个任务应该包含有数学、技术、工程的一些指标，例如“跨度不少于10厘米、承重不低于200克”等，，这样的指标都体现了科学性。

STEM校本课程开发需要遵循整合性原则。

STEM强调将知识蕴含于情境化的真实问题中，不要過于关注学科界限，将重心放在问题上，强调利用多学科相互关联的知识解决问题，实现跨越学科界限，从多学科应用的角度提高学生解决问题的能力。我们的科学探究一般采用验证的过程，学生对教师有很强的依赖性，创新思维与实践能力的培养呈现碎片化。利用STEM课程就完善了学生对世界的整体认识和提高综合解决问题的能力。因为STEM学习的成果以作品或人工制品的形式呈现。学生在设计作品的过程中已经无形中利用知识这条脉络将科学探究和工程设计有机结合起来。学生不仅学习掌握了科学知识，还将所学其他知识合理地运用在作品设计等需要解决的问题上。例如，我们开发教科版六年级上册《搭建高塔》课程时，充分整合了科学、技术、工程和数学领域展开的实验教学，学生经历高塔的设计、制作及评价活动，让学生学习和体验工程设计的一般过程，初步掌握设计的基本知识和技术实践的基本方法。课程中突出了要达到自己的目标需要解决哪些技术问题、工程问题，运用到了哪些知识，自己如何进行考虑选择与决策，怎样表达自己的理由，与同学一起不断调整或改进。该案例引发学生的高阶思维，指导学生利用数学知识解决工程和制作的问题，实现了多元化的教育效果。

STEM校本课程开发要有针对性原则。

小学STEM课程开发应遵循儿童发展规律，有针对性的开发一些适合小学生的年龄特点与认知规律的课程。课程开发按照国家的教育方针，结合科学教育的实际情况，并且反映国际STEM教育理念的最新成果。例如，我们在开发《神奇的泡泡》课程时，我们针对低段年级学生的特点引入STEM教学。该课程由学生玩吹泡泡引发学生研究泡泡的形状、颜色、气味等，让学生提出要解决的关键问题。教师引导，学生分为多个探究小组，大胆实践，利用STEM理念解决实际问题收到很好效果。

STEM校本课程开发要有创新性原则。

创新才是校本课程开发的价值所在，实验教学融合STEM教育理念本身就是一种创新。在课程的实施过程中，要有创新思想才能更好的激发学生的主动性和创造性。实验教学融合STEM教育更要提出创新。在创新上要特别关注这四种意识，目标意识、课程意识、融合意识、评价意识。首先实验教学比较实，就是真实，也比较活，就是灵活。我们要达成一个目标体系，让STEM的实施与实验教学看成一个整体。这个整体构成了整个科学课，包括实验教学的目标体系，即目标意识。其次校本课程是科学课程的重要组成部分，开发的资源不仅仅是一本教材，它包括教材、教师、学生，以及课堂情景、教学环境。所以课程的内容可以创新的，不是固定在某一方面，它是在整个科学教学过程中不断地得到充实和完善的。第三是融合意识。整个科学实验中，围绕一个特定的科学问题去开展探究，运用到STEM教育的一个、或几个 方面都是可以的，不是为了推行这个STEM理念每个课程都要面面俱到，反而限制了学生的思维。我们在开发课程时，除了解决现有的问题，如果还能够给学生留下一些促使学生继续去探究的问题，可能这样的课程价值就会更大一些。第四是评价意识。课程评价也是课程的组成部分，采用激励性评价 ，体现了对学生一种个性的尊重，也是对学生多样化的一种宽容。作为科学老师能够很大限度的去尊重、赏识、肯定学生的话，更有利于学生发挥自己的独创思维。

基于STEM教育的校本课程资源开发，要突出“校本”二字，即要基于学校办学实践，凸显本校的特色，包括理念特色、教学特色和地域特色。在STEM校本课程资源实际开发过程中，必然会经历一些曲折与困境，会出现各种各样的问题。基于STEM教育的小学科学实验教学课程开发研究，有很多领域和很大的空间有待于我们深入进行探索，更多更好的策略、实施经验有待于更多的同行的教师在教学实践中探索。

参考文献：

[1]《STEM教育理念讲座》   陈盈  2018.04.18.

[2]《大国教育之声论坛》 田慧生 2017.11.30.

[3]《科学课》   湖北教育出版    吴英莎    2018.01.

[4]《湖南省小学科学教学设计》     2018.5.16.

[5]《义务教育小学科学课程标准》  北京师范大学出版社   2017年5月第1版第2次.

基金项目：

本文系湖南省教育科学“十三五”规划2018年度一般资助课题“基于STEM教育的小学科学实验教学课程开发研究”阶段性研究成果，课题批准号：XJK18BJC024