STEM课程的内容开发、资源利用和教学流程

钟丽香

STEM课程是从美国引入的一种新型课程模式，是适应当代社会视科技为重要力量、创新能力为基本发展能力的一种课程模式。小学作为儿童身心迅速发展的一个阶段，对儿童创造思维和动手能力的培养需要负起责任。因此，在小学实施STEM课程是很重要的。

STEM课程与传统的学科课程不同，传统的学校课程为分科教学，多以灌输知识为主。而STEM课程的特点则是学科融合，将科学、技术、工程、数学融为一体。在两种课程模式的冲击下，小学阶段的STEM课程教学受到了一定的阻力。不少STEM课程的教学，实际上仍然使用传统分科课程的教学方式，教学内容单一，且忽略知识的融合，甚至和劳动或手工课等没有差异。在教学内容、教学人员、教学流程等方面，STEM课程的教学需要进一步贴近我国义务教育阶段的现状，才能更好地实施，达到提高学生科学素养、技术素养、工程素养和数学素养的目的。

一、STEM课程的内容开发

STEM课程源于美国，其使用的教学内容和教学方式必然与我国有所不同。如果盲目地照搬照用，对我国的教育发展有害无益。以班級人数为例，美国是小班教学，而我国教师所面对的学生数远比美国多。而班级人数的增多，首先带来的是课堂班级管理难度的增加，其次是一些在美国盛行的STEM课程项目难以开展。因此，STEM课程的本土化是必需的。只有将STEM课程的基本理念，与我国的基本国情、教育历史传统、现代教育体制、课程体系和学生情况等相结合，才能让STEM课程真正在我国落地生根。那么，课程内容的选择就至关重要了。

首先，小学STEM课程内容的开发，一定要结合学校的实际情况，进行本土资源的开发，联系本校学生的生活实际。中国地大物博，不同于学科教学知识的相对固定，不存在所有学校都适用的STEM课程内容。STEM课程内容应当在教育部门的大方向指导下，开发出属于自己的特色课程。例如，笔者通过检索STEM课程相关论文发现，处于经济发达地区的学校，更容易对当今火热的3D打印、机器人制作、航天模型等科技进行教学。而一般的小学，尤其是农村小学，资金不足，相对难以开展这一类高新技术的教学。但是他们同样可以利用自己的本土资源，结合STEM基本理念开发成本较低的STEM课程。笔者检索农村小学STEM课程相关文献发现，农村小学对资源的开发是机敏的，他们可以结合一些常见的贴合学生实际的玩具或事物，例如，弹球和竹蜻蜓，来开发课程。这些学校的STEM课程教师，一样能够通过精心的教学设计、课堂中与学生的交流对话，开展好课程，给学生带来创造能力和实践能力的提高。以我校为例，我校位于皮具之都，因此，我校教师充分利用皮革的特色，开展与包包制作相关的特色课程，让学生了解皮具之都的历史和皮具制作的流程，探索制作过程中可能存在的问题，小组合作解决问题，亲手实践，制作一个包包。我校的包包制作特色课程同样得到了认可。每个小学都应该结合本校的条件，重视STEM课程的开发和开展，以达到培养学生科学素养、技术素养、工程素养和数学教育素养的目的。

其次，STEM课程的问题和后续设计，都应该贴合学生的实际情况。这与其他课程的要求是相一致的。小学阶段的STEM课程内容，需要更多集中于学科知识和生活经验，才符合他们的生活经验，也更容易引起学生的兴趣。但在结合生活实践的同时，又需要注意有一定的挑战性，否则会失去教学意义。以灯光秀的STEM课程主题为例，灯光在学生的日常生活中随处可见，学生有一定的了解。但是，课程要求以灯光展为成果，这与学生平常所见的白炽灯、台灯之类的灯光有很大的区别。例如，灯光运作的原理是需要科学知识支撑的;如何设计好看的灯光则需要有一定的审美能力;在动手实践制作的时候，如何合作和处理问题，让设想变为现实，则考验了学生的思维，锻炼了他们技术、工程和数学方面的素养。从学生的生活实际出发开展课程，在课程中引导学生，教给他们更多的科学知识，给他们更多的思考和实践机会，让学生在已有的知识架构内，进一步拓展他们的思维，如此才是STEM课程开展的要求。

最后，STEM课程的开发，需要理论的支撑。例如，管道理论认为，可以尝试多给学生看视频和做游戏，这样更能够激发学生的学习兴趣。尤其对于小学生来说，游戏是教学中必不可少而且行之有效的手段，在教学中融入游戏符合小学生的身心发展特点。因此，小学STEM课程的内容可以安排小组竞赛、抢答等小游戏，使学生更专注、更热爱课程的内容。尤其是在高新技术方面的课程，势必会让学生以多种形式去了解和熟悉这些技术，那么游戏便是一个很好的方式。此外，在需要动手实践的时候，应当播放相关视频，让学生在观看中激起实践的兴趣，也能够更好地了解课程的要求。

二、STEM课程的资源利用

如上所说，STEM课程的教学需要考虑开发的成本。在确定课程的内容之后，相应的教学专用场所与专用设备需要配备好，还需要提前教会学生安全使用设备。例如，对于小学低年级学生来说，剪刀等锋利刀具是需要格外注意的。此时，还应该配备更多的教学者进行管理。相对于传统课程的教学，STEM课程更自由，走班制更利于学生思维的发展和创造潜能的提高。例如，需要较长的观察和制作周期的课程，仍然可以使用固定班级授课制。比方说，观察植物或者动物的变化，这样需要长期观察的课题，固定的班级和小组会更加适合开展。但一些较难的或是所需时间较短的课程，就可以依据学生的兴趣进行分流，实行走班授课制，以提高学生的兴趣，提升他们的课堂参与度。仍然以高新技术方面的课程为例，学生对其了解不多，那么就可以多开展不同方面或者难度的课程，供学生选择更适合自己的内容，这样也能够提高课堂学习的质量。

STEM课程重要的教学引导者教师，同样也是需要受到重视的教学资源。目前，很多STEM课程的教师只是单个学科的专业教师，在教学中容易忽视或者是不懂得学科融合，仍然像学科教学那样，只注重知识的教授，或者是机械性操作，导致STEM课程的教学效果不理想。因此，必须要注重对STEM课程教学素养的培养，多对STEM课程教师进行理论知识的培训，多让教师学习优秀的STEM教学课例。除此之外，STEM课程还应注意多个学科的融合，学校内部乃至片区内部的信息技术、数学、科学教师，应当多沟通多交流，多互相听评课，提出建议，共同学习，以分享自己对STEM课程的体会，提高自己的专业程度。

另一方面，在教学的过程中，还可以请校外的专业技术人员来辅助课程的开展。教师的特长是教学，而在一些操作技术层面上，可能比不上校外的专业技术人员。因此，科技含量较高的课程，可以邀请校外的专业技术人员来给学校的师生展示。也就是说，教师仍然是引导学生思考的引导者，但是更专业的、机械性的、重复性的技术操作则可以由专业技术人员去指导，此时教师从旁辅助观察，可以有更多的机会来关注学生的表现，调整自己的课程。在低成本的，例如制作包包、制作糖画等利用本土资源开展的课程中，同样可以邀请本地的一些优秀手艺人来辅助。与师生相比，这些本地的优秀手艺人，更了解本土特色的历史，能够给师生带来新的感悟。这种方式可以既保留教师的教学和管理水平，又发挥专业技术人员的技术优势，合理整合资源，使STEM课程的质量得到提高。

三、STEM课程的教学流程

在STEM课程的教学中，常常出现只讲知识，或者是只欣赏和体验技术的错误。因此，授课教师需要牢记，课程中的知识与技术是融合的，忽视任何一方都会严重削弱STEM课程的效果。教师“启发学生思考”需要建立在有明确的图示化支架，也就是合理运用图片、表格、思维导图等，给学生提供必要的信息框架的基础上。小学生的潜力大，但认知水平，尤其是对高新技术的认知水平并不高，假如未能够提供必要的信息，一味地让学生在较为复杂的课程中自行摸索，只会增加他们的认识负荷，而达不到提高学生能力的目的。这就要求教师的备课环节必须结合班级的实际情况，考虑到每一个学生的水平和预期达到的效果，并且做好备选方案，以及考虑学生安全的应急预案。

课程的正式开展，必须有一个规范的流程。

首先，课堂的问题不是由教师直接提出的。在课程的操作教学正式开始之前，教师要创设一个情境，从学生的实际情况中引出问题，并且提供必要的信息和知识。在引出需要探索的问题之后，给学生布置实践任务，例如，让学生针对这一个问题，到家庭、社区进行调查，包括采访、问卷、资料背景调查等，初步了解课程的背景，体验课程的内容。以探讨社区垃圾分类为例，学生的生活是围绕学校和家庭所在社区的，因此要求他们对社区的垃圾分类自行提问而后进行调查是可行的。

其次，让已经初步了解问题的学生回到课堂上，一起讨论之后，教师启发学生明晰问题与接下来的操作具体方向。这之后，学生自由组队，小组进行分工合作，做好人员安排和实践计划。小组的人数不能太多，四个人左右最佳，否则会降低效率。这时候教师需要特别注意较为内向的学生，要鼓励和引导他们参加到小组中。小组做好计划后，才能动手操作，在反复的操作中，优化自己的方案。这是“工程迭代”的过程，也就是说，学生明晰问题、制订方案、进行实践、在实践的过程中發现新的问题、再次明晰问题、制订新的方案，循环往复，直到最后完全解决问题，或者是做好一个作品。在这一过程中，学生的小组合作能力和思维能力能得到充分锻炼，但也容易产生错误和挫败感。因此，教师以及专业技术人员需要在教室内巡视，观察学生是否有操作错误，学生是否积极参与，要及时指正学生的错误，激发学生的参与热情。在课堂的尾声，邀请学生进行归纳总结，讲讲自己小组的操作经过和所犯的错误，展示作品，师生共同进行评价。

最后，再由教师进行总结，重现课堂的精彩瞬间，重申师生在课程中所利用的科学知识和技术，给出相类似的问题进行拓展，争取让学生的知识内化。

对STEM课程的评价，也与传统学科不同，不采用分数制。教师应当检测的是学生是否实现了知识内化。只有学生既能够使用所学到的技术，又能够明白该技术的一些科学原理，甚至举一反三地主动应用已有知识解决问题，才能够说STEM课程的教学效果好。因此，多元的评价更符合STEM课程。一是评价方法多元化。STAM课程的评价是形成性评价和总结性评价的结合，教师综合运用多种方式进行评价，如，观察记录、访谈法以及汇报展示等。教师采用真实性评价的方式做评价，鼓励学生运用多媒体展示作品，积极自评、互评，以促进学生思考能力的提升。二是评价主体多元化。评价主体除了学生之外，还有教师等，主要是评价学生的创新能力、计算能力等是否得到了提升。STEM课程教学以项目式学习为主，让学生自己动手去完成项目，从而提高动手能力、创新能力、解决问题能力。但培养能力是一个长期的过程，所以教师在设计STEM课程时要有连续性，让学生的能力得到进阶式发展。