對STEM課程本地化實施的思考

陳韶光

STEM是科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、數(shù)學(xué)（Mathematics）的結(jié)合。STEM教育就是科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)（STEM）的綜合性教育。STEM課程計劃是一項鼓勵學(xué)生主修科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)領(lǐng)域的計劃。在實施過程中不斷加大科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)教育的投入，用以培養(yǎng)學(xué)生的科技理工素養(yǎng)。

STEM源于20世紀80年代，美國為繼續(xù)保持經(jīng)濟領(lǐng)域全球領(lǐng)導(dǎo)地位，深刻認識到以國家核心競爭力為基礎(chǔ)的科技教育滑坡與缺失將會造成人才嚴重短缺。因此，他們富有創(chuàng)見地提出了科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)（STEM）學(xué)科集成戰(zhàn)略：為保持國家可持續(xù)競爭力，必須大力培養(yǎng)訓(xùn)練有素的數(shù)學(xué)家、科學(xué)家、工程師、技術(shù)人員和具備科學(xué)素養(yǎng)的美國公民。近30年來，美國政府和美國的一些科研機構(gòu)、高校、基金會通過立法、撥款、專門項目等方式推動著STEM深化發(fā)展。

2010年前后，STEM教育被引入中國后開始本地化進程。其中，原版課程引進、基層學(xué)校場室硬件建設(shè)、課程語言通用性轉(zhuǎn)換等問題逐步得到解決。但作為課程實施的基層學(xué)校在常態(tài)化實施產(chǎn)生了兩個亟待思考解決的問題。

一、STEM課程實施的師資供應(yīng)問題

1.師資隊伍組建

STEM課程體系包括8個大項、50個小項的不同課題，每個課題含有1～5個水平的學(xué)習(xí)階段，到目前為止項目還在不斷充實豐富。這就對課程實施的師資提出了很高的要求。高素質(zhì)的STEM教師是確保學(xué)生接受高質(zhì)量STEM教育的核心因素，他們必須是具有奉獻精神的高素質(zhì)師資。STEM課程龐大的學(xué)科體系決定了課程指導(dǎo)教師不能來自單一學(xué)科，更不能完全來自國內(nèi)原有技術(shù)學(xué)科（信息技術(shù)、通用技術(shù)）的教師。其有效的師資隊伍應(yīng)該來自于學(xué)校每一個學(xué)科，甚至包括水電工、后勤采購人員等保障性專業(yè)人員，用以應(yīng)對在指導(dǎo)過程中出現(xiàn)的實用性強的學(xué)習(xí)水平。

廣州市南武中學(xué)在這一過程中組建包括物理、化學(xué)、生物、地理、數(shù)學(xué)、信息技術(shù)、通用技術(shù)、英語學(xué)科為核心的指導(dǎo)教師隊伍，并根據(jù)教師們各自非本專業(yè)知識組成指導(dǎo)教師小組，分配到學(xué)校三個STEM實驗室進行常態(tài)化上課。

2.指導(dǎo)教師認知觀念的調(diào)整

STEM的指導(dǎo)教師可以根據(jù)自己原有任教學(xué)科與STEM、STEAM可能的交集，尋求可能的突破方向，依托原有綜合實踐板塊校本課程、研究性學(xué)習(xí)的建設(shè)，實施相關(guān)的STEM課程的校級選題開設(shè)課程。更建議教師根據(jù)興趣相投的原則，組合成團隊，共同研發(fā)實施相應(yīng)的STEM、STEAM校本課程科目。我們建議老師們借助STEM、STEAM校本課程科目的研發(fā)實施，更新自己的相關(guān)知識、發(fā)展相應(yīng)的教育教學(xué)能力，在實踐中發(fā)展，在發(fā)展中推動實踐。

結(jié)合我校實際，在2015學(xué)年第二學(xué)期，三個STEM實驗室第一階段共開設(shè)模擬城市、西點大橋設(shè)計、樂高EV3、機械、lllustrator 3D軟件制圖等課題。結(jié)合老師們的專業(yè)及興趣，在模擬城市、西點大橋設(shè)計、樂高EV3等幾個項目上有了新的實施體會。經(jīng)過指導(dǎo)教師團隊的研討，確定了學(xué)校STEM學(xué)習(xí)項目的四大特征：一核心—以基于項目的學(xué)習(xí)（Project Based Learning）為核心；兩特點—多中心、多任務(wù)（每個小組都是學(xué)習(xí)中心、每個小組的學(xué)習(xí)任務(wù)各異）；三原則—不講授具體學(xué)科知識、不呈現(xiàn)簡單統(tǒng)一答案、不示范項目基本操作；四鼓勵—鼓勵自主協(xié)作，鼓勵試錯反思，鼓勵學(xué)習(xí)分享，鼓勵創(chuàng)新實踐。如圖所示：

3.指導(dǎo)教師對課題潛心研究不足

由于STEM課程的多學(xué)科綜合性，以及三原則—不講授具體學(xué)科知識、不呈現(xiàn)簡單統(tǒng)一答案、不示范項目基本操作的訂立，部分教師認為：對具體課題知識和研究不需要像傳統(tǒng)高考學(xué)科那樣對具體知識進行下潛研究。但在具體指導(dǎo)過程中，學(xué)生的知識碰撞和具體客觀問題解決指導(dǎo)的缺乏，引發(fā)對教師知識不足的詬病。例如：模擬城市課題，它是以SimCity4游戲為客觀載體的課題。SimCity是美國藝電出品的一個城市建造的電子游戲，具有非常高的科學(xué)互動性和現(xiàn)實性，在其市民模式中或是完成任務(wù)模式中，可以讓學(xué)習(xí)者體會現(xiàn)實城市的區(qū)域性發(fā)展，通過幾個城市間的貿(mào)易互動最大限度地發(fā)展經(jīng)濟?？梢酝ㄟ^鐵路、單軌鐵路、道路、大道和高速公路等連接城市與其周邊地區(qū)，甚至可以將電網(wǎng)及水管連接到周邊地區(qū)以出售自己盈余的電能等其他能源。另外還可以虛擬化駕駛汽車、飛機和其他的所有運輸工具。游戲的樂趣和解決問題的虛擬挑戰(zhàn)就不僅是單純地滿足城市需要，而要在發(fā)展中尋找合適的平衡點，在繼續(xù)擴張城市的同時保持大多數(shù)人的生活質(zhì)量，這就是一個虛擬市長，同時也是政府職員真正在做的事。這就要求指導(dǎo)教師也要研究這個游戲并總結(jié)出心得來給予學(xué)生適當?shù)闹笇?dǎo)，不然按常規(guī)理解，教師可能不屑于電子游戲的探究，結(jié)果自然就不知學(xué)生所云。

二、STEM課程實物化成果的呈現(xiàn)問題

STEM課程的多學(xué)科綜合性和STEM學(xué)習(xí)項目的一核心、兩特點使得部分課題是以虛擬化的形式呈現(xiàn)的。對于以全國青少年科技創(chuàng)新大賽為代表的全國性青少年科技競賽活動，它以實物型成果為首要評比項目。那么STEM課程在提升學(xué)生解決問題能力之后，必然面臨能力轉(zhuǎn)化為實物的問題。STEM學(xué)習(xí)項目實物化成果的呈現(xiàn)就要求STEM課程本地化過程中要考慮成果實物化的實現(xiàn)。

1.確立學(xué)習(xí)成果匯報機制

在STEM學(xué)習(xí)項目開始時，要讓學(xué)生明確，在10周的學(xué)習(xí)期里每周的學(xué)習(xí)任務(wù)，同時明確周期的第九次是學(xué)習(xí)分享，第10次是成果撰寫。在周期學(xué)習(xí)過程中，提倡“四鼓勵—鼓勵自主協(xié)作，鼓勵試錯反思，鼓勵學(xué)習(xí)分享，鼓勵創(chuàng)新實踐?！?/p>

2.鼓勵學(xué)習(xí)成果現(xiàn)實轉(zhuǎn)化

縱觀國內(nèi)的STEM課程，不難發(fā)現(xiàn)一個共同特點：一般以科技創(chuàng)新、創(chuàng)新能力、實踐技能等為關(guān)鍵詞。教學(xué)指導(dǎo)過于原則，思維培養(yǎng)不明顯、行動細節(jié)不清晰；成果體現(xiàn)以賽促教促發(fā)展，總是要區(qū)分課內(nèi)課外，對STEM課程的限定詞為“課外”。事實上，STEM課程必須由課程以外向課程以內(nèi)轉(zhuǎn)化。我校在STEM課程本地化時作了有益的嘗試，旨在深挖學(xué)生活動的教育意義，同時讓這種教育以學(xué)生樂于接受的方式，潛移默化地影響他們。通過DV創(chuàng)作，在周末大學(xué)堂的參觀中學(xué)生自主拍攝、制作DV作品，引導(dǎo)他們發(fā)現(xiàn)、思辨問題；通過產(chǎn)業(yè)健步行，讓他們走出課堂、走出校門、進入生產(chǎn)一線，讓學(xué)生在健康體魄、磨煉意志的同時，放寬視野，理解課程中替代能源、太陽能、風能、氫燃料電池的現(xiàn)實應(yīng)用。

3.適當延伸STEM課程的載體

STEM課程體系比較龐大，適時補充課程載體是十分必要的。例如：西點大橋設(shè)計課題是電腦模擬建橋的項目，要求逐一進階完成，Level 1—探索橋梁視覺設(shè)計，Level 2—設(shè)計決定，Level 3—設(shè)計決定圖表，Level 4—設(shè)計草稿，Level 5—你能去到多低？但很明顯，到了最后的高階，還是電腦虛擬，建造材料的應(yīng)用是紙上談兵。我們適時引入“創(chuàng)意搭建”模具和“K’nex”教具，將電腦模擬變?yōu)閷嵨锬Ｐ停瑫r還可以利用冰棍棒建成載重模型，通過木橋承重試驗?zāi)M檢驗電腦虛擬設(shè)計。又如：替代能源中Level 1—誰扼殺了電能汽車的課題，我們可以引入廣汽“雙擎”汽車原理和生產(chǎn)參觀，讓學(xué)生利用可見的認知去感受新技術(shù)，去評判課題的疑問。

STEM課程源自于美國，在中國本地化進程當中肯定會衍生出更多與原有教學(xué)觀念的碰撞。在學(xué)校層面，STEM課程的實施，更多是圍繞著特色校本課程建設(shè)建設(shè)和學(xué)生思維素質(zhì)提升來開展，嘗試將它們與原有數(shù)學(xué)、科學(xué)類和藝術(shù)類核心課程對接融合。

指導(dǎo)老師們則借助STEM課程的實施，更新自己的專業(yè)相關(guān)知識、發(fā)展相應(yīng)的綜合教育教學(xué)能力，在實踐中尋求發(fā)展，在發(fā)展中推動實踐。

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（作者單位：廣東省廣州市南武中學(xué)）

責任編輯：趙彩俠

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