STEM教育課程開發(fā)初探

齊秀嬌

摘? 要 對STEM教育課程開發(fā)模式進行初步探索，首先介紹STEM教育的內(nèi)涵、特征以及STEM教育課程現(xiàn)狀，然后基于泰勒的課程開發(fā)模式，初步研究建構(gòu)出適合STEM教育的課程開發(fā)模式。

關(guān)鍵詞 STEM;課程開發(fā);科學(xué)素養(yǎng)

中圖分類號：G652? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2018）20-0041-03

Preliminary Study on Development of STEM Education Curri-culum//QI Xiujiao

Abstract This study makes a preliminary exploration of STEM edu-cation curriculum development model. The author first introduces the connotation and characteristics of STEM education and the current

situation of STEM education curriculum. Then， based on Taylors curriculum development model， a curriculum development model suitable for STEM education curriculum development is initially studied.

Key words STEM; curriculum development; scientific literacy

1 STEM教育概述

STEM教育是一種新型的教育模式，它的根本目標是培養(yǎng)具有跨學(xué)科知識素養(yǎng)和解決真實問題的人才。

STEM教育的內(nèi)涵? STEM教育是科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）和數(shù)學(xué)（Mathematics）四個英文單詞的縮寫，它融合科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)四類學(xué)科的知識、技能，以有效解決現(xiàn)實生活中存在的問題，成為一個有效的教育系統(tǒng)，最終以培養(yǎng)具有善于質(zhì)疑、敢于創(chuàng)新和勇于實踐的學(xué)習(xí)品質(zhì)和解決實際問題能力的人才為根本目標。

STEM教育的特征? STEM教育是由四門學(xué)科融合為一個整體，在學(xué)生扎實掌握知識和技能的基礎(chǔ)上，解決現(xiàn)實世界中的實際問題。STEM教育具有的特征包括跨學(xué)科、趣味性、情境性、體驗性、協(xié)作性、技術(shù)性[1]。

1）跨學(xué)科。STEM教育的首要特征是跨學(xué)科，它取消傳統(tǒng)的分科，基于生活世界的真實性對各學(xué)科進行整合?？鐚W(xué)科不是以學(xué)習(xí)某一學(xué)科的知識為主要內(nèi)容，而是把所有學(xué)科的知識能融會貫通，以解決現(xiàn)實生活中存在的問題。不再以單獨的科目來評價學(xué)生的能力水平，而是重視學(xué)生的綜合素質(zhì)和能力，打破學(xué)科之間的界限，實現(xiàn)教育的根本目標。

2）趣味性。人們不是生來就會學(xué)習(xí)，就喜歡學(xué)習(xí)的，每個人都喜歡玩，都希望能輕輕松松地學(xué)習(xí)某個技能或知識。學(xué)生也是一樣，他們也喜歡在輕松快樂的氛圍中學(xué)習(xí)，而不是學(xué)習(xí)枯燥乏味的知識，背誦毫無意義的公式。STEM教育就是讓學(xué)生在做中學(xué)，但也并不是毫無目的地學(xué)習(xí)，而是要求教師根據(jù)教學(xué)目標設(shè)計一定的項目，讓學(xué)生在完成項目的同時掌握解決問題的方法、知識和技能。

3）情境性。情境性是指學(xué)生學(xué)習(xí)需要一定的情境。現(xiàn)實生活中有各種各樣的情境，教師在教授學(xué)生的時候要合理安排情境，依托恰當(dāng)?shù)那榫匙寣W(xué)生掌握需要學(xué)習(xí)的技能。這樣一來，各種抽象、孤立的知識就滲透到情境中，學(xué)生通過一步步分解現(xiàn)實問題，找出解決問題的關(guān)鍵點，最終掌握需要學(xué)習(xí)的知識和技能。在特定的情境中學(xué)習(xí)，使學(xué)生的印象更為深刻，當(dāng)遇到類似的情況時也能更好地遷移運用，達到觸類旁通的效果。

4）體驗性。在STEM教育中，每個學(xué)生都親自參與其中，在做中學(xué)，不同于傳統(tǒng)的教學(xué)。在傳統(tǒng)的教學(xué)中，學(xué)生只是一味地聽教師講解，看教師做，自己的印象根本不深刻，有的學(xué)生甚至根本不動腦思考。在STEM教育中，每個學(xué)生必須親自解決問題、思考問題，能看到實實在在的效果。學(xué)生親自體驗解決問題的過程，每一步都必須經(jīng)過自己的思考;而且學(xué)生之間可以合作解決，培養(yǎng)學(xué)生的合作精神和解決問題的能力。

5）協(xié)作性。STEM教育的本質(zhì)是解決真實問題，這些問題往往復(fù)雜多樣，難度較大，所以需要多方面的知識，離不開學(xué)生與學(xué)生、學(xué)生與教師、教師與教師之間的合作。只有通過他們之間的交流討論、協(xié)同探索，才能有效完成對知識的意義建構(gòu)。

6）技術(shù)性。STEM教育主張技術(shù)作為認知工具，融合到教學(xué)的各個環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生運用技術(shù)解決問題的能力。因此，學(xué)生要具有一定的技術(shù)素養(yǎng)，了解技術(shù)如何應(yīng)用，能夠完成復(fù)雜的計算和建模，發(fā)生深度學(xué)習(xí)。

2 STEM教育課程現(xiàn)狀

我國當(dāng)前STEM教育課程處于起步階段，對STEM教育沒有更深入的研究。STEM教育課程大部分是從國外購買的，直接拿過來用。但是國外購買的課程并不是全部適合中國的教育，因此達不到期望的教學(xué)效果;而且國外的課程費用相當(dāng)昂貴，對于全面開展STEM課程代價頗高。還有一部分是本校教師開發(fā)的課程，這些教師只是憑借初步的認識來開發(fā)課程，沒有認知到STEM課程的本質(zhì)，只是做到表面的整合課程，并沒有把它們真正地融合到一起，解決不了實際問題。

因此，要想真正利用好STEM教育的理念，一定要把握STEM教育的本質(zhì)。STEM課程和社會要聯(lián)系起來，把經(jīng)濟社會的新知識、新科技融入課程中;STEM課程也不能僅僅局限于學(xué)校課程，而是要充分利用社會資源和服務(wù)，讓學(xué)生能夠跟上社會發(fā)展的步伐。

3 STEM教育課程開發(fā)模式建構(gòu)

確定教育目標? STEM教育的根本目標是培養(yǎng)具有解決實際問題能力的社會人才，這些人具有敢于質(zhì)疑、勇于創(chuàng)新的精神。因此，STEM教育課程開發(fā)應(yīng)該緊緊圍繞這個宗旨。在泰勒的課程開發(fā)模式中，第一步是確定教育目標，筆者認為STEM教育的根本目標就是課程開發(fā)需要遵循的目標。泰勒認為教育目標有三個來源，分別是學(xué)生、社會、學(xué)科，這三個來源依次側(cè)重課程的人本屬性、社會屬性與知識屬性，它們相輔相成。因此，在STEM課程開發(fā)中應(yīng)該綜合運用這三種來源。

首先，教育是改變學(xué)習(xí)者的行為方式的過程，可以根據(jù)學(xué)習(xí)者需求或生活經(jīng)驗選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容。

其次，通過對當(dāng)代社會生活的研究，選擇經(jīng)濟社會所必需的知識與技能。由于科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，教育者應(yīng)該及時更新教學(xué)內(nèi)容，滿足社會的發(fā)展需求。

最后，要聽取學(xué)科專家的建議，他們是在學(xué)科知識領(lǐng)域從事高深研究的人，可以使學(xué)科基礎(chǔ)知識全面、均衡地融入所設(shè)計的問題和項目中，確保不會造成基礎(chǔ)教育領(lǐng)域知識的結(jié)構(gòu)性缺失。

在選擇完嘗試性的、一般性的教育目標后，還要依據(jù)教育哲學(xué)和學(xué)習(xí)理論這兩個篩子。教育哲學(xué)也就是學(xué)校的辦學(xué)宗旨，每個學(xué)校都有自己的辦學(xué)理念，因此對學(xué)生可能會有不同的教學(xué)目標。學(xué)習(xí)理論包括學(xué)生的年齡特征，在特定的年齡階段需要學(xué)習(xí)對應(yīng)難易程度的知識，這都是要遵循相應(yīng)的規(guī)律，因此也會影響教育目標的確定。

1）總目標?？偰繕耸怯龅絾栴}時，學(xué)生能全面地看待問題，盡可能地從多角度分析問題，找到最適合的解決辦法，然后能細化出解決問題的步驟，做出解決問題的計劃，最后能按照計劃一步一步地完成任務(wù)。

2）具體目標。STEM課程的具體目標包括培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、技術(shù)素養(yǎng)、工程素養(yǎng)和數(shù)學(xué)素養(yǎng)。

①科學(xué)素養(yǎng)就是指用科學(xué)的知識來解決自然界的問題，尊重科學(xué)，相信科學(xué)。

②技術(shù)素養(yǎng)是理解、運用、評價技術(shù)的能力，恰當(dāng)?shù)厥褂眉夹g(shù)，懂得技術(shù)對解決問題的作用。

③工程素養(yǎng)是基于項目的，在解決項目時綜合運用各個學(xué)科的知識，把抽象難懂的知識融入生活實際問題中，通過完成項目，培養(yǎng)學(xué)生的工程素養(yǎng)。

④數(shù)學(xué)素養(yǎng)是指遇到數(shù)學(xué)問題時，學(xué)生能夠表達、解釋、交流所蘊含的數(shù)學(xué)思想。

3）能力培養(yǎng)目標。熟練掌握各種知識、技能，當(dāng)遇到問題時能大膽地創(chuàng)新，綜合運用各種技巧和方法來解決問題，并且具有有效溝通的能力，能借助各種力量來幫助自己解決問題，也盡力發(fā)揮自己的優(yōu)勢。在解決問題的過程中，充分利用各種資源和渠道，尊重別人的觀點，選擇出最合理的解決辦法，在探究的過程中學(xué)習(xí)到更多的本領(lǐng)。通過解決問題，使得學(xué)生更加熱愛生活、關(guān)心社會，培養(yǎng)學(xué)生探索、創(chuàng)新精神，樂于實踐，也增強學(xué)生的合作意識。

選擇學(xué)習(xí)經(jīng)驗? 杜威說過：“思想、觀念，不可能以觀念的形式從一個人傳給另一個人。只有當(dāng)他親身考慮問題的種種條件，尋求解決問題的方法時，才算真正在思維?！盵2]因此，在STEM教育中要確定迫切需要解決的問題，對各事實判斷和價值判斷達成共識，選擇有價值的知識和實踐活動。在重視理論學(xué)習(xí)的同時，更重視實踐的研究，選擇貼合實際需要和學(xué)生實際發(fā)展水平的學(xué)習(xí)經(jīng)驗。如可以利用操作性更強的材料、故事、方案和戲劇性的演示等。學(xué)生在學(xué)完以學(xué)科知識整合取向的內(nèi)容后，必須以解決現(xiàn)實生活中的問題或項目為途徑，實踐學(xué)習(xí)內(nèi)容所蘊含的那種行為的經(jīng)驗。在學(xué)生實踐學(xué)習(xí)內(nèi)容前，教師要提供充足的資源和材料;在學(xué)生實踐學(xué)習(xí)內(nèi)容過程中，教師應(yīng)該給予恰當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)。學(xué)生應(yīng)該重復(fù)地練習(xí)該學(xué)習(xí)行為，直到將其內(nèi)化成自己能力的一部分。在實踐學(xué)習(xí)后，教師也應(yīng)該提供給學(xué)生鍛煉的機會，讓他們能夠真正地掌握解決實際問題的本領(lǐng)。

組織學(xué)習(xí)經(jīng)驗? 借鑒泰勒三項組織學(xué)習(xí)經(jīng)驗的準則，STEM教育課程也遵循這三項準則，即連續(xù)性、順序性和整合性[3]：

1）連續(xù)性就是指直線式地講授主要的課程理論知識;

2）順序性是指在實踐時，后一實踐活動要以前一實踐活動為基礎(chǔ)，同時對相關(guān)內(nèi)容加以深入、廣泛地展開;

3）整合性是指學(xué)習(xí)經(jīng)驗之間的橫向關(guān)系，課程的片段、組成部分和序列可以任意組合[4]。

仿照泰勒對美國當(dāng)時學(xué)校課程組織結(jié)構(gòu)的實踐，對STEM課程組織結(jié)構(gòu)作了以下分析和歸類。

1）在最高層次上，組織結(jié)構(gòu)是學(xué)科課程（科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)、藝術(shù)）;

2）在中間層次上，組織結(jié)構(gòu)是按連續(xù)性和整合性組織的學(xué)科課程（如科學(xué)的歷史和本質(zhì)、科學(xué)的概念和過程、科學(xué)調(diào)查、物理、生物、化學(xué)、空間、科學(xué)、地理）;

3）在最低層次上，組織結(jié)構(gòu)是課（指每天的教學(xué)單位）、按順序性組織的問題或項目（一個問題或一個項目可以持續(xù)若干天或若干周）。

實施評價? 評價是全面地檢驗學(xué)習(xí)經(jīng)驗在實際生活中是否起作用。評價不只是“紙筆測驗”，還包括解決實際問題的能力的測驗?？梢愿鶕?jù)需要確定評價的情境，讓學(xué)生有機會呈現(xiàn)教育目標所指的那種行為。學(xué)生是否具有敢于創(chuàng)新、勇于實踐的學(xué)習(xí)品質(zhì)和解決實際問題的能力，是評價結(jié)果最重要的依據(jù)。

4 結(jié)語

本文中STEM教育課程開發(fā)模式的主體框架采用的是泰勒的課程開發(fā)模式，也汲取了其他課程開發(fā)模式的一些理念。STEM課程開發(fā)模式注重的是理論和實踐的結(jié)合，學(xué)生不但要扎實掌握理論知識，更要把理論運用到實踐中，敢于創(chuàng)新、敢于實踐，最終解決實際生活中的問題。STEM教育提出學(xué)科知識要與現(xiàn)實生活緊密聯(lián)系，綜合運用各個學(xué)科的知識，打破學(xué)科之間的界限，改變課程零散、門類繁多的現(xiàn)象，使得學(xué)有所用，真正解決生活實際中的問題，這是STEM教育最根本的價值?！?/p>

參考文獻

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[3]黃文偉.基于泰勒原理下的高職院校精品課程建設(shè)：兼論廣東農(nóng)工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)校國家級精品課程《商務(wù)談判》的設(shè)計與實踐[J].清遠職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2010，3（4）：

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