集视野于外，立基点于内：STEM课程校本化研究

孙丽

摘要：目前，国内很多学校已经引进STEM课程，但由于各地各校实际情况不同，STEM课程的实施面窄，普及性不强。作者认为，如果能立足本校实际情况，设计开发校本教材，则能整合校内资源，提升STEM师资力量，并能使课程内容贴近学生生活，让学生学习起来有兴趣。同时，STEM课程校本化还可以达到普及STEM教育的目的。

关键词：STEM课程;校本化

中图分类号：G434  文献标识码：A  论文编号：1674-2117（2019）21-0059-05

STEM教育中S、T、E、M分别代表着科学、技术、工程和数学四大独立的学科领域，与传统学科的最大区别是，STEM代表着多门学科的知识融合。STEM课程目前有两类，一类是引入国外STEM案例及课程，另一类是高校开发团队自行设计开发。笔者所在学校也引入了两个STEM课程——“桥”和“博物馆之夜”，率先对社团学生开放，得到了学生的认可和喜爱。笔者想将此类课程在全校范围推广，但综合研究学校实际情况，发现学校目前还未达到普及此类课程的程度。那么，类似学校这种情况，是否有解决方案？带着问题，笔者进行了研究。

● 是什么让现有课程无法普及？——STEM校本化的缘起

目前，STEM不管是引入国外的现成案例还是由国内高校研发的课程，都是集国内外专家的智慧于一体，具有很高的学习价值。但如果对课程进行全年段普及，则存在以下问题。

1.代价高

一般来说，一个STEM课程的课时数在4～8个课时，一个学期至少要有2个课程，一个学年需要至少4个课程。STEM课程一般都自带实验器材，这些器材以一次性的居多，损耗比较大。笔者所在学校共100个教学班级，学生总数高达5000多人，对器材的需求量很大，资金无法保证。

2.师资缺

STEM课程的两种来源方式决定了课程所涉及的知识存在两个特点：一是超出年段单学科知识;二是超出小学阶段的知识体系。承担STEM课程教学任务的教师，必须具备较高层次的科学素养及理工科素养，但具备这样素质的教师目前在小学阶段很缺乏。

3.活动难

STEM课程里需要学生进行系列活动，如讨论、制作、展示等，这些活动实施时都希望学生以小组形式进行，最佳的小组人数控制在4人左右。但目前很多学校班级人数都在45人以上，全面普及课程时，STEM活动很难组织实现。

除此之外，学校还存在功能教室空间不够、课时紧张等问题，这些问题迫使笔者进行思考：是否应该将课程实施的基点置于自身学校？

● 如何让校本实现STEM课程目标？——STEM校本化的基点

在STEM课程校本化的过程中，其首要目标是确定校本课程的中心和重点，以及研究的方向，这些是课程的基点。笔者在学习借鉴兄弟学校做法的基础之上，结合学校实际情况，将校本课程的课程发展目标确定为凸显研究的育人价值。学校STEM的发展目标是以校本课程的建设，全面推进学校STEM教育，通过校本课程，发展每一位学生的STEM素养，以促进个人自主发展，适应加速变化的社会生活。

1.内容：旧项目的新融合

通过研究现有教材中的案例，笔者发现这些案例无一例外都来自综合实践活动及科技活动，因此，笔者收集了校内近几年来举行的科技活动及学科综合活动的资料，在这些项目里寻找STEM课程校本化的内容。利用这些旧项目，融合进STEM知识，形成校本内容。这种既熟悉又陌生的内容，会让学生有兴趣，肯学习。

2.模式：思维线的清晰可见

在学习STEM课程的过程中，围绕项目，总是在不断发现问题，寻找答案，然后进行反思再优化。这种思维方式可以使学生不断地建立观点之间的联系，能够积极主动地参与到学习中去。因此，根据STEM课程学习的特点，在校本课程中呈现五大环节，即问题聚焦—调查研究—设计制作—展示评价—应用优化，帮助学生形成清晰的思维线。

3.方法：團队中的互学

STEM课程跟传统课程最大的区别就在于内容的不定性及不限性，因此，为了最大限度地发挥学生的主观能动性，学生的学习往往采用团队学习的方式。这种团队互学的方式极大地增加了学习的效能，并且能够帮助学生整合他人的观点，培养创新思维和设计思维。因此，笔者在校本课程中明确了团队学习方式，并通过不同的评价标准让教师了解团队学习的情况，以便及时调整教学。

4.期望：引导自主学习

STEM课程中有很多学生活动，教学时“以学生为中心”并不意味着教师放任学生，而是需要更精心的设计，引导学生主动投入到课程的学习中。节点在哪里？怎么设计？这就需要具有很强教研能力的教师来设计，如提出问题，给出一些观点，满足不同层次的学生需要，再组织团队讨论，形成自己的观点等。

● 怎么实现STEM课程的校本化？——STEM校本化的创生

1.STEM开发研究团队的创生

根据STEM四门学科内容，积极鼓励相关学科教师参与研究。在小学阶段，工程技术内容在科学及信息技术学科中会有涉及，因此团队中以科学、数学及信息技术教师为主。

本次校本开发团队共17名教师，一到六年级每个年级有2～3人参与研究，数学、科学教研组长全部参与了本次研究。开发团队教师的平均年龄为32岁，成员都具有丰富的教学经验和教科研能力，是学校STEM研究的核心力量。通过学习，教师们具备了较强的课程建设能力。

2.以学科融合+项目开发为特点的内容创生

开发团队采用项目学习的开发策略，将整个校本课程的开发作为项目，遵循设计原则，融合相关学科知识，有意识地拓展相关内容。

（1）科学为主，挖掘其他学科知识

学校每年有科技节，科技节期间有很多活动，形成了不少经典案例，如“纸桥”“水火箭”“魔方大赛”“纸飞机”等，其间还有学科的综合实践活动，如“七巧板拼图比赛”“种大蒜的实验记录”“花草知识知多少”“科学知识一站到底”等，这些丰富多彩的活动大多与科学有关，符合团队一开始设想的项目学习的想法。开发团队在收集案例的同时，对每个案例都进行了详细的描述，将其中蕴含的学科知识一一列出，进行分类。在这些案例中，选择知识学科交叉比较多的案例进行重新设计，如案例《七巧板》经过设计改编成二年级STEM项目《会动的七巧板——旋转的力量》，在原先的七巧板上增加了转轴的设计，让平面的七巧板变成立体的，除了原先的七巧板的知识外，又增加了空间知识，拓展了旋转内容等。这样的改编，既明确了项目，又突出了科学性。

（2）工程思想贯穿项目

当今社会，新科技及新事物层出不穷，如何让学生能适应新形势，面对新问题时能很快找到解决方案？这是一种能力，也是一种系统工程。课堂重在教授学生知识，活动重在培养学生能力，但没有一门学科、没有一个课堂对如何解决问题进行系统教学。团队遵循设计原则，以认知、设计和解决实际问题的工程思想开发课程（如图1）。学生通过课程能够系统地学习工程思想，并能够进行自主学习。

（3）有效使用技术

使用技术，最终目的是让学习的过程更有效，更具吸引力。普通的班级可能有网络;BYOD实验班可能有网络及平板;低年级学生从美术课中可能会获得简单的手工技术，中年级的学生从劳动技术课及信息技术课中可能会获得略为复杂的技术……因此，在校本课程的开发过程中，要根据学生数、学情、场地等实际情况来设计技术的有效使用。例如，在设计一年级普通班的STEM项目《不倒翁——平衡的力量》时，要求学生会使用剪刀、胶水及彩纸，剪出一个扇形做不倒翁的身体，技术要求是剪齐、剪对、涂匀、贴好;而五年级的《小夜灯》项目则要求学生会使用信息技术中涉及的技术。

（4）增加数学生活化的可能性

在小学阶段，数学实践活动由数学教师设计，在活动中强调了数学的力量，却忽视了活动的教育性。在开发基于STEM项目的课程时，开发团队在从大量的案例中选取有趣的项目时，在学生已学或正在学习的数学结构树上，有意识地增加或补充相关数学知识，并强调数学的应用，让学生在真实情境的项目中解决问题，应用数学。五年级的STEM项目《小夜灯》中在探究日影观测仪时，将所采集的数据绘制成条形统计图，并通过统计图得到科学结论。六年级《皮筋动力小车》通过测试皮筋圈数与小车行走的距离有关，不断地得到测量数据，最终选取平均值作为科学结论。

（5）融人文艺术，留探究的空间

STEM是四门学科的整合，而在基于项目的STEM学习中，整合更多的学科知识，可以在不同学科领域之间形成有意义的联系。当不同学科整合到学生的互动学习中时，学生对知识的掌握程度及能力会得到提升。因此，团队在课程开发时，有意识地将古诗作为项目的引导，如三年级STEM项目《风筝》中引用了清代高鼎的《村居》，五年级《小夜灯》引用了宋代叶绍翁的《夜书所见》，二年级则引用了汉乐府诗《江南》。另外，针对STEM项目中可能会遇到的知识，补充知识链接，根据学生年龄差异，使用思维导图的方式帮助学生理解提炼（如图2）。基于项目的STEM课程除了让学生学习STEM知识，还能提高学生的阅读、语言交流、书面表达、思维归纳等能力，同时满足学生个体差异发展，促进学生自主学习和终身学习。

3.STEM课程结构的创生

在团队集体的努力下，开发团队经历了半年时间，围绕主题“揭密：力量”，完成了《不倒翁——平衡的力量》《会动的七巧板——旋转的力量》《小风筝——飞行的力量》《电磁动力火车——电磁的力量》《小夜灯——光电的力量》《皮筋动力小火车——弹力的力量》六本基于项目的STEM校本教材的编写工作（如图3），分别对应1～6年级，目前正在全校范围试用。

4.课程实施形态的创生

课程的实施离不开教师、学生、教室、课时等因素，虽然STEM课程无专职教师，但通过校本课程的开发，参与研究的教师将自己原先单一的学科知识提升到STEM知识，加上本身所具备的教学经验，可以胜任STEM课程的教学任务。学校在不打乱原有的班级授课模式的前提下，采用了“固定+轮流”的方式，即授课教师轮流到各班上课，社团教学就采用固定教师上课。小学阶段科学课从一年级到六年级都开设了，因此STEM课时就安排在科学课里，这样既不影响科学学科的教学，又能实施STEM课程研究。

● 怎样改进STEM课程校本？——STEM校本化的反思

1.视野过窄：项目形式单一

目前笔者所在学校STEM课程项目都是作品类，这类项目的好处在于易于操作，学生感兴趣，易学易懂，但同时也存在缺点，会让学生觉得课程与手工课、美术课等课相同，甚至教师也会有误解的地方。其实，STEM案例非常丰富，从天文到地理，从社科到人文，从生理到医学，一应俱全。所以，团队还需集思广益，继续研究。

2.评价标准模糊：形式大于内容

在STEM教学中，评价和反思是一个重要的环节，通过评价，促進学生不断反思，不断改进想法和做法，这个过程是培养学生创新能力的关键。

STEM课程的评价多采用星级方式，这种评价方式优点在于用时少又简单好操作。但是，这些评价的标准过于模糊，如评价作品的美观度、实用性等，或者评价学生在团队活动中的参与度等，这些评价在表述时文字并不能让小学生真正理解其含义，因此也谈不上正确或公正地进行评价。

3.约束与规范比较少：缺乏严谨性

对于项目来说，在设计过程及结构上都有一定的约束性规定，如展示介绍不得超过3分钟，必须包括过程性说明等。在STEM课堂上，有不少教师对STEM课堂中的约束及规范并不太注意。例如，同时进行《桥》的教学的两位教师在材料的使用上，呈现不同的约束。一位教师认为冰棒枝可以任意领用，另一位教师则认为冰棒枝应定量供应。两种不同的约束造成了学生不同的作品。材料不限数量的作品坚固度要高于定量供应的，但作品完成度比较低，原因在于好多学生把大量时间花在材料的粘贴上。材料定量供应的学生团队会在活动开始前考虑采用做什么样的桥最省材料，却又忽视了作品的坚固性。如果教师在活动开始时进行规范与约束，那么效果可能会不一样。

● 结语

目前，《江苏省STEM课程指导纲要（试行稿）》已经正式与教师见面了，此纲要介绍了课程开发的三种途径，相信会有更多的教师在纲要的指导下，设计开发出更多的STEM课程，让小学生“形成正确的价值观念、必备品格和STEM关键能力”。

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