浅谈STEM项目校本课程开发与建设

【关键词】STEM  项目教学  校本课程  课程建设

【中图分类号】G42  【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2022）05-0070-03

一、为什么要开展STEM校本课程开发

（一）STEM教育正成为世界各国的国家人才培养战略

鉴于STEM教育是基于具体的工程项目为依托，应用数学和科学知识以及技术手段为工程项目服务，在项目实施过程中锻炼应用工程思维，培养学生的综合科技应用能力，综合育人效果明显，因此，STEM教育正成为世界各国争相采取的国家人才培养战略。我校有幸参与中国教科院“中国STEM教育2029创新行动计划”，成为首批STEM教育种子学校，目前正在实施STEM校本课程的教研开发，本课题就是根据我校科技教育办学特色而实施的项目教学研究，希望找到适合本校的可持续发展的STEM教学。

（二）我国起步虽晚，但我们在奋力追赶

经查询资料，欧美和日本等发达国家STEM课程上世纪80年代起源于大学，随后引入高中开设STEM课程，已经早成为传统的必修课程，为发达国家培养科技人才作出巨大的贡献。我们国家直到21世纪初才发现西方有STEM课程，才意识到STEM课程对科技综合人才培养的重要性，才陆续开始引入大学的STEM课程。2010年以后，我国中小学的综合实践活动课程、通用技术课程和信息技术课程研讨会上，开始提出STEM整合教学理念，越来越多的中小学尝试开展STEM整合教学，STEM教育开始受到国家教育部门的重视，终于在2016年6月，中国教科院出台《中国STEM教育白皮书》，标志着我国STEM教育成为国家战略行动，开启中国STEM教育的新纪元。

（三）我校开展STEM教育具有优势

我校中山市第一中学是一所百年老校，一直是广东省新课程改革样板校，“一体两翼”办学特色鲜明，其中科技教育是重要的一翼，成为学校培养科技人才的重要途径。2004—2008年，我校综合实践活动、通用技术、信息技术课程实现教学常态化，2008年开始，我校综合实践活动和通用技术实施教学整合，开展实施基于设计与制作的项目教学，已经初现STEM教学雏形，2012年以后，STEM教学在我国兴起，我校综合实践活动项目教学课程已经实现常态化，目前正在进行STEM模块课教学，正在探索STEM课程可持续发展的研究。多年来，我校在综合实践活动、通用技术和信息技术学科教学中坚定实施项目教学，STEM课程走在省市前列，我们开展STEM教育有基础有条件，具有可行性。

二、如何开发与建设STEM校本课程

（一）研究目标

（1）试验基于设计与制作项目的主题教学，实现STEM新课程的常态有效教学。（2）探索本校STEM模块课程的育人效果，主要考查STEM课程对教师开发课程的能力锻炼，以及对学生综合科技能力的培养。

（二）研究思路

研究内容框架如下：

（三）具体研究过程

本研究初步计划分四个阶段：准备阶段、调查阶段、实验阶段、评价总结阶段，用3年时间。

1.第一阶段：准备阶段（2019年3月—2019年5月）

以文献研究为主，了解新一轮课改的新动向，了解综合实践活动课程、信息技术和通用技术课程新标准要求等，查找本课题开展研究的法理支撑，明确本课题进行研究的育人价值和实施研究的方向。

2.第二阶段：调查阶段（2019年6月—2019年8月）

（1）采用网络问卷、微博和教学群调查国内各省市友好学校STEM的开课情况;（2）实地调查市内兄弟学校对STEM课程的实施情况;（3）调查学生对STEM课程的态度和要求，摸清学校实施STEM校本课程改革的实施条件和實际需求。

3.第三阶段：实施阶段（2019年9月—2021年7月）

以行动研究为主，探索STEM课程整合新策略，实验分两轮进行：

第一轮：2019年9月—2020年7月

制定STEM校本课程教学计划和进度计划，完成STEM校本课程资源建设，各STEM校本课程项目组编写本项目教学的教案，设计制作好课件，在教学实践中不断总结反馈，形成初步的校本教材。

第二轮：2020年9月—2021年7月

在新一届班级继续重复开展教学实践，总结第一轮阶段性成果，完成中期成果汇报，在第一轮的教学基础上进行优化整改，完善各STEM校本课程的材料，形成完整的STEM校本课程教案、课件、校本教材、学生作品集等，课题组成员撰写阶段性研究论文，编写一些STEM校本教学课例等。

4.第四阶段：总结评价阶段（2021年9月—2021年12月）

开始第三轮教学，总结前2年实施两轮STEM校本课程的情况，发现STEM校本教学可以常态化实施，课题组教师都熟悉本模块的教学，教师和项目没有变，就是铁打的营盘，学习项目的每届学生变了，就是那流水的兵，第三轮的实施按部就班，各校本课程自成体系，可满足学生个性化教学的需求，实现STEM校本课程常态化实施。

三、研究的成果

（一）形成STEM校本课程教学体系，开设系列设计与制作STEM校本课程项目，形成教案、课件、校本教材等

实践研究证明，基于设计与制作的STEM项目教学可以有效整合数学、科学、通用技术和综合实践活动课程，是实际可行和有效的跨学科实践活动教学。课题实验用时两个半学年共五个学期，先后实践了项目一《航空模型的设计与制作》，项目二《电子电路的设计与制作》，项目三《三维结构的设计与制作》，项目四《创意机器人的设计与制作》，项目五《创意视频的设计与制作》，每个学期的项目教学都能按计划顺利完成，每个STEM项目教学完成后都有学生作品展评，优秀作品推荐参加市、省的科技创新也获得优异成绩。从2019年12月开始，课题试验的项目一《航空模型的设计与制作》和项目四《创意机器人的设计与制作》，已成为广东省初中科技实践活动地方教材，已经在广东省内出版发行使用。

（二）课题研究促进教师的教研工作，提高了教师的教育教研能力，课题研究的大量成果获奖丰富

课题组成员撰写的教研论文在省级学术期刊发表5 篇;课题组教师参加各级教学教研竞赛获奖丰富，获省级奖4 项，市级奖10多项。

（三）促进学校科技教育，学生科技竞赛成绩突出

为突出我校科技教育的校本特色，本课题的项目教学全部为科技类STEM项目，特色鲜明，科技类STEM主题的项目教学，实现数学、科学、技术和工程等综合应用，培养学生的工程思维，锻炼学生的动手能力，有效提高学生的综合科技素养。本课题的研究促进了学校科技教育的浓厚氛围，学生积极参与各类科技兴趣小组活动，学生课余参加青少年科技创新大赛、航模比赛和创客挑战赛等科技竞赛，获奖人数众多，成绩突出，近3年获全国奖3项，省级奖21项，市级奖37项。

四、研究结论反思

本课题探究了在综合实践活动、信息技术和通用技术课程教学中实施STEM项目教学，尝试实施跨学科实践活动的整合教学，摸索适合本校实际的STEM科技教育校本特色课程。经过几年的实践研究，得出结论与反思如下：

（一）在综合实践活动、信息技术和通用技术实施STEM项目是可行的

综合实践活动课程、信息技术课程和通用技术课程都是普通高中国家规定的必修课程，这几门课程的课程标准都明确要求，提倡在日常教学中多实施项目式学习，项目教学正在成为这些学科教学的趋势。STEM教育是典型的项目式学习，是解决某个实际问题的教学，学生要应用所学的知识进行活动前设计，在实际制作活动中要应用多种方法和技术，STEM项目教学是设计制作过程，又是研究性学习过程，充分体现学生的主体性、主动性、综合性和实践性，而且具有鲜明的科技特色。在综合实践活动、信息技术和通用技术教学中开展STEM项目教学，具有天然的优势，我们实际的教学研究也表明，在综合实践活动、信息技术和通用技术实施STEM项目是可行的，而且可以实现常态化教学和可持续发展。目前我校开设的五个STEM项目已经成为学校的校本特色课程，丰富了学校术科模块课程体系建设。我们以基于技术设计与制作的STEM项目教学作为校本特色的技术教育课程，普及设计制作类的研究性学习活动，保证每年都有优秀的科技创新作品，突出我校重视科技创新教育的校本特色。

（二）研究成果得到实际的推广应用，已产生良好的教育示范效益

（1）研究的项目成为省市正式教材。本轮研究我们一共实施了五项STEM项目，均取得教学成功，这些项目不但成为我校的校本模块课程，有2个项目《航空模型的设计与制作》和《创意机器人的设计与制作》，已经成为广东省省级地方教材，目前在中山市和广东省内初中学校作为科技活动教材，《航空模型的设计与制作》教材在全国很多学校购买使用3000多本，山西省某高校无人机班也采用此书作为教材。

（2）研究成果正辐射引领学科发展。本人专注实施综合实践活动项目教学，2021年3月，本人成为广东省综合实践活动名教师工作室主持人，万录品名教师工作室的目标就是坚定实施综合实践活动项目教学研究，带领更多的学校开展项目教学，培养更多的省市综合实践活动项目教学的骨干教师，2021年7月，万录品名教师工作室被广东省教育厅教育装备中心指定为《广东省创客实践室建设标准》研制单位，正在负责航空机器人创客空间标准制定。2021年10月，中山市教育技术中心指定工作室成员万录品和潘志韧老师共同牵头成立编程飞行无人机的设计与制作项目联合体，在中山培养航空机器人STEM项目种子学校，目前正在实施过程。由于我们开展了STEM项目教学研究，课题研究成果得到推广，多名课题组老师成为自己负责项目的教学领头人，课题组陈卫军老师和潘志韧老师正在成长为优秀的科技教育能手和骨干。

（三）研究的不足与还需努力的方向

教学研究的最终目的都要回归育人效果，我们开展STEM校本项目教学究竟有怎样的育人效果？这一直是我们在思考的问题，我们在项目教学完成后，进行了教学效果的问卷调查，因客观原因没有进行班级对照试验，也没有开展学生个体的对照实验，希望以后条件具备后我们再进行育人效果的对照实验，学生的科技素养和动手能力，不是一個学期十几节课就可以形成，需要在几个学期甚至几年的持续实践中慢慢积累习得。我们开展STEM校本项目教学研究的根本目的，就是要普及科技实践活动，锻炼学生的动手能力，落实“德智体美劳”五育并举，实现实践育人和综合育人。今后我们将继续实施STEM校本项目教学，发挥STEM教育种子学校和种子教师的作用，带动更多的学校开展STEM教育，为国家培养更多的科技人才，促进区域科技教育的发展。

参考文献：

[1]王素，李正福.STEM教育这样做[M].北京：教育科学出版社，2019年10月.

[2]夏雪梅.项目化学习设计（第2版）[M].北京：教育科学出版社，2021年3月.

[3]周玉芝.STEM教育视野下的课程开发与学科教学改进[M].北京：北京师范大学出版社，2019年10月.

[4]中国STEM教育2029创新行动计划.中国教育科学研究院，2018年5月.