基于中學(xué)校本資源的STEM課程設(shè)計(jì)初探

王錚

摘 要：面對(duì)科技和社會(huì)飛速發(fā)展提出的新要求，人才培養(yǎng)需要新的方式。產(chǎn)生于美國(guó)的STEM教育以跨學(xué)科教育方式培養(yǎng)創(chuàng)新性人才為目標(biāo)，受到越來(lái)越多的關(guān)注。STEM教育被引入中國(guó)的時(shí)間較晚，相比于美英法和韓國(guó)新加坡等已經(jīng)取得豐碩的國(guó)家，中國(guó)的STEM教育仍處于探索和研究階段。學(xué)校和教師應(yīng)著眼于未來(lái)教育發(fā)展方向和學(xué)生發(fā)展需要開(kāi)展積極的教育探索。學(xué)校和教師應(yīng)秉承STEM教育理念，從真實(shí)生活問(wèn)題出發(fā)，有效整合校本資源，充分發(fā)掘和利用校外可利用資源，構(gòu)建基于校本資源的STEM校本課程?！秾W(xué)生公司》課程是基于STEM教育理念進(jìn)行的一次嘗試。

關(guān)鍵詞：STEM教育;《學(xué)生公司》課程;課程設(shè)計(jì)

一、引論

STEM指科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）和數(shù)學(xué)（Math）四門學(xué)科。STEM教育是基于四門學(xué)科的多學(xué)科交叉融合的教育。STEM教育具有跨學(xué)科、趣味性、體驗(yàn)性、情境性、協(xié)作性、設(shè)計(jì)性、藝術(shù)性、實(shí)證性和技術(shù)增強(qiáng)性的核心特征（余勝泉、胡翔，2015），這是傳統(tǒng)學(xué)科教育所不具備的。美國(guó)、加拿大、英國(guó)、法國(guó)、新加坡、韓國(guó)多國(guó)將其付諸實(shí)踐（李春密，趙蕓赫，2017）?！案鲊?guó)的教育實(shí)踐表明，STEM教育有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力、創(chuàng)新意識(shí)、批判性思維、信息技術(shù)能力等未來(lái)社會(huì)必備的技能和創(chuàng)新能力，并有可能在學(xué)習(xí)者的未來(lái)生活和工作中持續(xù)發(fā)揮作用?！?/p>

筆者負(fù)責(zé)實(shí)施的《學(xué)生公司》是學(xué)生以10人左右的小組為單位學(xué)習(xí)商業(yè)開(kāi)發(fā)的課程，面向高中學(xué)生，為期一年。課程內(nèi)容涵蓋從市場(chǎng)調(diào)研、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)銷售到公司組建、運(yùn)營(yíng)推廣等方面。學(xué)生通過(guò)尋找“甜點(diǎn)”開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)產(chǎn)品，自己進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)研并論證可行性，組建自己的公司，以團(tuán)隊(duì)方式運(yùn)營(yíng)。課程涉及經(jīng)濟(jì)、物理、化學(xué)、計(jì)算機(jī)等多個(gè)學(xué)科的知識(shí)?！秾W(xué)生公司》的實(shí)施在JA中國(guó)華南總部的幫助下以政治學(xué)科為主，綜合物理、化學(xué)、地理、歷史、計(jì)算機(jī)、綜合實(shí)踐等學(xué)科，是基于中學(xué)校本資源開(kāi)展STEM教育的一次生動(dòng)實(shí)踐。

二、STEM校本課程的意義

STEM教育是為解決傳統(tǒng)學(xué)科教育知識(shí)分離的問(wèn)題，培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識(shí)、批判思維和探究能力的綜合素質(zhì)的人才而提出。該教育理念引入我國(guó)時(shí)間不長(zhǎng)。在部分地區(qū)已有試點(diǎn)應(yīng)用，但就全國(guó)范圍而言仍處于探索研究階段，尚未形成適應(yīng)我國(guó)教育實(shí)際的成熟模式。鑒于STEM教育已經(jīng)取得積極成果，學(xué)校和教師應(yīng)當(dāng)行動(dòng)起來(lái)，積極參與到教育教學(xué)改革實(shí)踐中，探索利用校本資源實(shí)施STEM教育。

（一）充分發(fā)揮學(xué)生主體作用，激活內(nèi)生動(dòng)力，培養(yǎng)綜合能力

STEM教育以真實(shí)問(wèn)題為導(dǎo)向，激發(fā)學(xué)生求知欲。教師通過(guò)設(shè)置情境觸發(fā)學(xué)生體驗(yàn)，增強(qiáng)學(xué)習(xí)趣味性，通過(guò)巧妙設(shè)置學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)。讓學(xué)生動(dòng)起來(lái)，真正成為學(xué)習(xí)的主人，學(xué)生科學(xué)探究問(wèn)題、動(dòng)手操作、批判思維、創(chuàng)新思維、團(tuán)隊(duì)協(xié)作等諸多方面的能力都得到鍛煉和提高。這種激活效應(yīng)會(huì)被放大到學(xué)生學(xué)習(xí)的全過(guò)程，持續(xù)推動(dòng)學(xué)生發(fā)展。

（二）學(xué)科教學(xué)的內(nèi)容和時(shí)間安排相對(duì)固定

學(xué)科教師在教學(xué)中面臨復(fù)雜的情況。受知識(shí)難度和學(xué)生理解能力、生活經(jīng)驗(yàn)等因素制約，常出現(xiàn)在規(guī)定教學(xué)時(shí)間內(nèi)任務(wù)不能完成或效果不好的情況。教師可選擇教學(xué)難度較大的內(nèi)容開(kāi)展STEM教育探索。STEM課程的增加解決了學(xué)科課時(shí)緊張的問(wèn)題，STEM課程的體驗(yàn)性、操作性、探究性、合作性特點(diǎn)也有助于突破教學(xué)難點(diǎn)，使學(xué)生深化理解，加快知識(shí)內(nèi)化，增強(qiáng)教學(xué)效益。

（三）教育是個(gè)系統(tǒng)工程，資源只有系統(tǒng)優(yōu)化才能發(fā)揮教育的最大效益

分科教學(xué)模式下，即便是高考總分優(yōu)先，教學(xué)仍然以學(xué)科教學(xué)為核心，學(xué)科分割不可避免。借助STEM教育模式，學(xué)校可以優(yōu)化整合學(xué)科資源，提高資源利用效益，提升教學(xué)效果。

三、基于校本資源設(shè)計(jì)STEM課程的建議

（一）真實(shí)問(wèn)題——STEM課程設(shè)置之源

生活是STEM教育的基點(diǎn)，生活中的問(wèn)題是STEM教育的起點(diǎn)。生活中的真實(shí)問(wèn)題能激發(fā)學(xué)生求知欲，生活經(jīng)驗(yàn)是學(xué)生到達(dá)未知彼岸的橋梁。從生活中求知，知識(shí)蘊(yùn)含在真實(shí)問(wèn)題中，這既是人類幾千年來(lái)的做法，也是STEM教育的重要理念。學(xué)生利用生活經(jīng)驗(yàn)和多學(xué)科知識(shí)進(jìn)行探索，既能激發(fā)求知欲，豐富生活體驗(yàn)，又能提高其發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。真實(shí)問(wèn)題是STEM課程的重要特點(diǎn)，也是開(kāi)展STEM課程的重要原則。創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境在分科教學(xué)中也經(jīng)常使用。但學(xué)科教學(xué)以知識(shí)為中心進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，現(xiàn)實(shí)中經(jīng)常出現(xiàn)教師為了知識(shí)教學(xué)而“編造”問(wèn)題的情況。STEM課程必須以真實(shí)問(wèn)題情境為出發(fā)點(diǎn)，這是開(kāi)展STEM課程的源泉。

《學(xué)生公司》第一課是尋找“痛點(diǎn)”?！巴袋c(diǎn)”即生活中的真實(shí)問(wèn)題。學(xué)生要基于生活經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)自己或他人在生活中遇到的問(wèn)題，以此為基礎(chǔ)進(jìn)行思考、探究和產(chǎn)品設(shè)計(jì)。真實(shí)問(wèn)題隨處可見(jiàn)，它是生活中的小細(xì)節(jié)，比如學(xué)習(xí)用品的使用不順手或書(shū)本無(wú)處擺放;也是社會(huì)性的大問(wèn)題，比如城市和鄉(xiāng)村治理問(wèn)題、社區(qū)管理問(wèn)題等。為此學(xué)生要做有心人，善于觀察生活并發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。

尋找真實(shí)問(wèn)題應(yīng)當(dāng)將學(xué)生的主體作用和教師的主導(dǎo)作用相結(jié)合。首先，真實(shí)問(wèn)題源于學(xué)生的生活觀察和思考。教師要引導(dǎo)學(xué)生觀察生活、善于思考、大膽提問(wèn)。對(duì)學(xué)生發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行篩選后供學(xué)生探究。其次，教師提出問(wèn)題供學(xué)生探究。激發(fā)學(xué)生提出問(wèn)題是最優(yōu)方式。問(wèn)題至少應(yīng)該具有普遍性、可行性，讓問(wèn)題的解決產(chǎn)生積極價(jià)值。

（二）校本資源——STEM課程設(shè)置之基

與分科教學(xué)相區(qū)別，跨學(xué)科的綜合性是STEM教育的核心要義。學(xué)生在探究和解決問(wèn)題過(guò)程中需要綜合運(yùn)用科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)等不同學(xué)科知識(shí)，從多學(xué)科的視角思考問(wèn)題，從而制定更加優(yōu)化的解決方案。學(xué)生要解決的目標(biāo)問(wèn)題往往是涉及多方面、多領(lǐng)域的復(fù)雜問(wèn)題，這也要求學(xué)生通過(guò)綜合運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)和生活經(jīng)驗(yàn)以解決問(wèn)題。在《學(xué)生公司》課程中，學(xué)生小組針對(duì)“痛點(diǎn)”尋找解決辦法時(shí)，無(wú)論是設(shè)計(jì)實(shí)體產(chǎn)品還是解決方案往往都需要用到多學(xué)科知識(shí)，如數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、地理等理科知識(shí)和歷史、語(yǔ)文、政治、美術(shù)等文科知識(shí)。例如，其中一款收納類產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，學(xué)生進(jìn)行統(tǒng)計(jì)時(shí)運(yùn)用了數(shù)學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)時(shí)用到物理知識(shí)，選材時(shí)用到化學(xué)知識(shí)，外觀和包裝設(shè)計(jì)用到美術(shù)和歷史知識(shí)。另一個(gè)解決方案的設(shè)計(jì)也綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)的統(tǒng)計(jì)知識(shí)、語(yǔ)文的應(yīng)用文寫(xiě)作、政治學(xué)科的政治制度以及社會(huì)調(diào)查方面的知識(shí)。因此，中學(xué)開(kāi)展STEM課程應(yīng)當(dāng)基于校本資源充分發(fā)揮各學(xué)科的資源優(yōu)勢(shì)，協(xié)調(diào)配合，為STEM課程提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

1.充分利用豐富的學(xué)習(xí)資源和工具資源

中學(xué)的實(shí)驗(yàn)室、計(jì)算機(jī)室、工具房等各類功能室和實(shí)驗(yàn)工具器材是STEM課程所需的場(chǎng)所和器材。這些場(chǎng)所和設(shè)備器材除滿足常規(guī)學(xué)科教學(xué)使用外還應(yīng)當(dāng)服務(wù)于STEM課程教育，在學(xué)生需要時(shí)向其開(kāi)放，進(jìn)行相關(guān)操作。條件較好的學(xué)?？梢蚤_(kāi)設(shè)專門的活動(dòng)室或教室作為STEM課程開(kāi)展的專用場(chǎng)所。

2.充分發(fā)揮師資優(yōu)勢(shì)，調(diào)動(dòng)教師積極性

（1）教師角色重新定位

教師在STEM教育中的角色定位是組織者、引導(dǎo)者、解惑者。從本質(zhì)上看，STEM教育要充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用。學(xué)生是活動(dòng)的實(shí)施者和主要推動(dòng)者。教師與學(xué)生需要協(xié)作，但教師只在必要時(shí)干預(yù)，如適時(shí)引導(dǎo)方向或在學(xué)生求助時(shí)給予答疑等。因此，教師要轉(zhuǎn)變思想，大膽放手讓學(xué)生嘗試。這并不意味著教師可以降低自我要求，相反，對(duì)教師提出更高要求。教師要具備更廣的知識(shí)儲(chǔ)備、更敏銳的觀察能力、更強(qiáng)的組織能力、預(yù)測(cè)能力及靈活應(yīng)變能力。

（2）不同學(xué)科教師間的配合

分科教學(xué)中各學(xué)科教師獨(dú)立負(fù)責(zé)教學(xué)，彼此之間合作較少。STEM教育中，學(xué)科教學(xué)的形式被顛覆，活動(dòng)式的教育活動(dòng)成為主要形式。不同學(xué)科教師在活動(dòng)的不同階段參與其中，共同為學(xué)生提供幫助。這里需要處理好兩個(gè)問(wèn)題。第一，課程主要負(fù)責(zé)人的確定。在開(kāi)展STEM課程初期，學(xué)生尋找真實(shí)問(wèn)題時(shí)很可能是在學(xué)科教學(xué)過(guò)程中受到啟發(fā)而引起思考。因此，STEM校本課程的設(shè)置可以考慮由該學(xué)科教師作為主要負(fù)責(zé)人。第二，不同學(xué)科教師的溝通協(xié)調(diào)。哪些學(xué)科教師參與其中是基于問(wèn)題探究和項(xiàng)目學(xué)習(xí)的需要。不同學(xué)科教師作為STEM課程教育推進(jìn)的后備資源供學(xué)生選擇。學(xué)生團(tuán)隊(duì)可以根據(jù)需要尋求相應(yīng)學(xué)科教師的幫助。教師負(fù)責(zé)人和學(xué)校相關(guān)部門則負(fù)責(zé)溝通協(xié)調(diào)。一方面，教師負(fù)責(zé)人應(yīng)對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行預(yù)測(cè)，提前告知相關(guān)學(xué)科教師做好參與課程的準(zhǔn)備。另一方面，在課程進(jìn)行過(guò)程中及時(shí)反饋學(xué)生需求，確保相關(guān)學(xué)科教師能及時(shí)參與。

（三）校外資源——STEM課程設(shè)置之翼

雖然中學(xué)擁有一定軟硬件條件作為開(kāi)展STEM教育的基礎(chǔ)，但在某些方面中學(xué)并不能提供所需的全部資源。這就會(huì)限制學(xué)生的探索空間。為此，中學(xué)應(yīng)當(dāng)在允許的范圍內(nèi)充分發(fā)掘和利用社會(huì)資源。例如，家長(zhǎng)、校友、社區(qū)、政府機(jī)構(gòu)、社會(huì)企業(yè)和社會(huì)公益機(jī)構(gòu)等。這些組織機(jī)構(gòu)和個(gè)人可以提高學(xué)生專業(yè)知識(shí)水平、。中學(xué)如果能與他們建立良好關(guān)系，就可以利用其提供的幫助完成STEM課程?！秾W(xué)生公司》項(xiàng)目課程的展開(kāi)就是與JA中國(guó)華南總部合作并得到本校校友的幫助。志愿者提供有關(guān)商業(yè)方面的專業(yè)幫助，有效彌補(bǔ)了學(xué)校教師在商業(yè)理論和商業(yè)實(shí)踐上的欠缺。

（四）課程設(shè)計(jì)小微化

學(xué)校和教師可以嘗試探索實(shí)施基于校本資源的STEM教育。但是受資源和能力等方面的限制，中學(xué)實(shí)施STEM課程的探索階段應(yīng)當(dāng)以小微化課程為主。教師可以根據(jù)自己的教學(xué)實(shí)踐提出一些問(wèn)題方向作為嘗試。通過(guò)小微化課程的探索逐步積累經(jīng)驗(yàn)，再根據(jù)實(shí)際情況，選擇比較成功的選題和方向設(shè)置系統(tǒng)化的校本課程。

STEM教育是符合未來(lái)社會(huì)發(fā)展要求和人才培養(yǎng)要求的教學(xué)方式，對(duì)學(xué)校和教師都提出了更高的要求。學(xué)校和教師應(yīng)當(dāng)跳出管理和教學(xué)的舒適區(qū)，瞄準(zhǔn)教育改革發(fā)展的前沿，積極迎接挑戰(zhàn)，更好地為社會(huì)發(fā)展服務(wù)。學(xué)校和教師基于STEM教育理念開(kāi)展教育探索活動(dòng)必然會(huì)遇到很多困難，有許多問(wèn)題需要研究，這也正是其意義所在。只有廣大學(xué)校和教師的共同努力，才能更快更好地推動(dòng)適合中國(guó)國(guó)情的STEM教育模式的完善。

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編輯 馮志強(qiáng)