小學(xué)科學(xué)STEM課程實(shí)施存在的問題及對策研究

曹靜儀

摘 要：在課程背景、科學(xué)內(nèi)容整合、教學(xué)策略和評估四個方面，我國STEM課程案例起步較國外STEM研究晚。因此，學(xué)習(xí)美國STEM教育實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)對于解決我國當(dāng)前的教育改革面臨的問題有非常重要的意義。STEM教育概念的出現(xiàn)為小學(xué)科學(xué)的發(fā)展提供了新的方向和思想。圍繞“科學(xué)”，增加與科學(xué)領(lǐng)域密切相關(guān)的技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)，開辟了基礎(chǔ)科學(xué)教育的新領(lǐng)域，并為現(xiàn)階段優(yōu)化基礎(chǔ)科學(xué)教育提供了啟發(fā)。為了解決這些問題，我們需要找到一種適合我國小學(xué)生身心發(fā)展特點(diǎn)的科學(xué)教育，以促進(jìn)小學(xué)教育課程的實(shí)施。本文梳理了小學(xué)科學(xué)中STEM課程實(shí)施中的一些問題，并提出了相應(yīng)的對策。

關(guān)鍵詞：STEM課程; 存在問題; 對策研究

中圖分類號：G623.6 ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? 文章編號：1006-3315（2021）1-080-002

當(dāng)前世界各國都非常重視青年科學(xué)技術(shù)活動的組織和發(fā)展。早在1980年代，美國就設(shè)定了在自然科學(xué)和數(shù)學(xué)領(lǐng)域躋身世界一流之列的目標(biāo)。我國也已經(jīng)開始重視科學(xué)進(jìn)程。理科課程可使小學(xué)生保持與生俱來的好奇心，而興趣是兒童的最佳老師。理科課程還可以使小學(xué)生了解自己和周圍的世界。因?yàn)榭茖W(xué)課讓學(xué)生了解生活中的自然知識并了解自然的奧秘;科學(xué)課培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維方法。 STEM教育應(yīng)運(yùn)而生。這種教育哲學(xué)以科學(xué)，技術(shù)，工程和數(shù)學(xué)為中心，并利用這四個學(xué)科之間的內(nèi)部聯(lián)系進(jìn)行綜合教育并解決實(shí)際問題。發(fā)展兒童的科學(xué)素養(yǎng)。

我國的教育改革越來越重視基礎(chǔ)科學(xué)教育的發(fā)展。2001年初，教育部開始組織新的“國家小學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)”的編制。根據(jù)新的課程標(biāo)準(zhǔn)，該主題的名稱從“自然”更改為“科學(xué)”。

教育部認(rèn)識到發(fā)展STEM教育的必要性，然后發(fā)布了許多實(shí)施STEM教育的政策文件。教育部于2017年發(fā)布的《義務(wù)教育基礎(chǔ)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》指出，STEM應(yīng)該是一種項(xiàng)目學(xué)習(xí)和解決問題的方式.2017年，中國教育科學(xué)院STEM教育研究中心發(fā)布了《中國STEM教育白皮書》等。

從以上可以看出，我國的教育改革越來越重視基礎(chǔ)科學(xué)的STEM教育，已成為基礎(chǔ)科學(xué)教育的重要內(nèi)容。為了順應(yīng)國家戰(zhàn)略，有效開展STEM教育，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，本文旨在從STEM課程實(shí)施的困境入手，借鑒一些國際先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，并為有效的實(shí)施提供一些對策。在我國實(shí)施課程。本文對國內(nèi)外有關(guān)STEM教育的相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行了廣泛的綜述和收集，并仔細(xì)閱讀，整理和分析，并獲得了不同時(shí)期的相關(guān)研究成果和理論基礎(chǔ)。本文以此為出發(fā)點(diǎn)，形成初步的研究思路，以保證研究的順利進(jìn)行。

一、小學(xué)科學(xué)STEM課程實(shí)施存在的問題

1.小學(xué)老師對STEM課程沒有很深的了解

（1）STEM課程的基本概念模糊。為了有效地實(shí)施STEM課程，首先要有專職教師教授STEM課程。中國目前嚴(yán)重缺乏STEM教師，師資培訓(xùn)也很混亂。在新教師證書方面，沒有系統(tǒng)的STEM教師錄取系統(tǒng)。語文，數(shù)學(xué)和其他學(xué)科的教師具有特殊的教師資格考試標(biāo)準(zhǔn)，但是沒有制定STEM學(xué)科教師資格標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)劃。

目前國內(nèi)一些STEM機(jī)構(gòu)已經(jīng)與地方教育局合作開展了STEM教師培訓(xùn)項(xiàng)目，例如上海STEM云中心，但數(shù)量還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。當(dāng)前，青年科技教育中的異化現(xiàn)象十分普遍。在專業(yè)發(fā)展方面，國內(nèi)STEM教師的專業(yè)發(fā)展和培訓(xùn)計(jì)劃數(shù)量相對較少，并且缺乏專業(yè)STEM教師培訓(xùn)。沒有相關(guān)的教師培訓(xùn)單位來承擔(dān)STEM教師發(fā)展的任務(wù)，僅依靠少數(shù)機(jī)構(gòu)的分散培訓(xùn)項(xiàng)目和活動顯然就不能滿足STEM教師專業(yè)發(fā)展的定量需求。作為一門綜合性的科學(xué)課程，STEM要求教師繼續(xù)專業(yè)學(xué)習(xí)，擁有深厚的跨學(xué)科知識和豐富的教學(xué)技能。但是，由于缺乏針對STEM專業(yè)發(fā)展項(xiàng)目的系統(tǒng)培訓(xùn)，難以基于過去的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，以單一學(xué)科背景的教師來維持兼職STEM教學(xué)。

（2）學(xué)科教學(xué)。合格的STEM老師的形象模糊。在培養(yǎng)理科教師方面，高等學(xué)校課程設(shè)置不規(guī)范，教學(xué)不規(guī)范，普遍存在“亂序”現(xiàn)象。以師范學(xué)院綜合理科（理科教育）為例。盡管課程包括物理，化學(xué)，生物學(xué)和其他學(xué)科，但該教學(xué)主要分為學(xué)科，并且缺乏與STEM密切相關(guān)的工程，技術(shù)和其他課程。STEM強(qiáng)調(diào)跨學(xué)科整合的概念。如果對師范生的培訓(xùn)仍然是基于絕對劃分的模型，那將不可避免地影響他們未來的STEM教學(xué)水平。

（3）課堂實(shí)施的組織和領(lǐng)導(dǎo)效率低下。國外許多機(jī)構(gòu)已經(jīng)引入了相應(yīng)的STEM課程標(biāo)準(zhǔn)，但是國內(nèi)尚未發(fā)布針對技術(shù)和工程的STEM課程標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)有的科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)僅包括傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)和自然科學(xué)（物理、化學(xué)、生物學(xué)）等學(xué)科，而相關(guān)學(xué)科在我國的課程體系中，工程技術(shù)領(lǐng)域的內(nèi)容長期以來一直未被重視。而且這個比例很低。這直接導(dǎo)致學(xué)校學(xué)習(xí)甚至翻譯相關(guān)的國外STEM課程標(biāo)準(zhǔn)用于教學(xué)。顯然，這種方法是不可持續(xù)的。如果沒有參考課程標(biāo)準(zhǔn)，則STEM課程中諸如“教什么”“如何教”和“到什么程度”等關(guān)鍵問題的答案是模糊且不確定的，并且STEM教師無法達(dá)到他們自己設(shè)定的理想。

這種教師實(shí)施的組織和領(lǐng)導(dǎo)力必然是低效的。

2.STEM教育的教學(xué)資源稀缺

（1）找不到合適的教學(xué)內(nèi)容。我國的STEM教材并不豐富。許多教師講授STEM課程時(shí)，往往找不到適合學(xué)生心理特征的教學(xué)內(nèi)容。這使得學(xué)校和教師不得不從國外購買，復(fù)制甚至翻譯國外的STEM教科書。如果不衡量其他國家/地區(qū)的教材專業(yè)性，盲目引用將導(dǎo)致STEM教學(xué)不專業(yè)。

（2）STEM實(shí)驗(yàn)室數(shù)量不足。STEM課程著重研究成果的產(chǎn)品化，需要專門的STEM實(shí)驗(yàn)室。在中國許多學(xué)校中，科學(xué)實(shí)驗(yàn)室的數(shù)量相對較少，而具有專業(yè)的STEM實(shí)驗(yàn)室甚至更少。

（3）信息技術(shù)的使用有限。國內(nèi)教學(xué)信息化基本上停留在用于教學(xué)演示的多媒體中，例如“投影儀”和“白板”。普通教室很少有STEM支持的技術(shù)設(shè)備（例如電子傳感器，繪圖軟件等）。

二、解決方案

1.重視對STEM教師的培訓(xùn)

（1）制定詳細(xì)的教師錄取制度和培訓(xùn)計(jì)劃。對于哪種STEM教師進(jìn)行培訓(xùn)，必須有詳細(xì)的教師錄取系統(tǒng)和培訓(xùn)計(jì)劃。在培養(yǎng)新的STEM教師方面，美國聯(lián)邦政府與STEM主題相關(guān)的教師組織合作，制定了新的STEM教師資格和教師培訓(xùn)規(guī)則。其中，數(shù)學(xué)教師協(xié)會和科學(xué)教師協(xié)會專門制定并頒發(fā)了STEM教師資格證書或教學(xué)資格證書，以規(guī)范教師對STEM課程的教學(xué)，并確保新入學(xué)的STEM教師符合基本要求。我國在更新科學(xué)教師標(biāo)準(zhǔn)的STEM內(nèi)容的同時(shí)，可以逐步重視STEM教師資格證書體系的建設(shè)，建立教師制度將促進(jìn)STEM教師培訓(xùn)的標(biāo)準(zhǔn)化。在理科教師的培訓(xùn)中，高等師范學(xué)校應(yīng)主動培訓(xùn)新的STEM教師，加快更新數(shù)學(xué)和理科教師培訓(xùn)計(jì)劃，增加工程技術(shù)課程的內(nèi)容，為以后的專業(yè)STEM教師培訓(xùn)計(jì)劃奠定基礎(chǔ)。

（2）加強(qiáng)跨學(xué)科知識的學(xué)習(xí)。STEM教育的教育理念以科學(xué)，技術(shù)，工程和數(shù)學(xué)為中心，利用這四個學(xué)科之間的內(nèi)部聯(lián)系進(jìn)行整合教育，解決實(shí)際問題并發(fā)展學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。STEM應(yīng)該是一種以項(xiàng)目學(xué)習(xí)和解決問題為導(dǎo)向的跨學(xué)科課程組織方法，以加強(qiáng)教師對跨學(xué)科知識的學(xué)習(xí)。

2.增加課程資源的開發(fā)

（1）充分利用科普和基礎(chǔ)設(shè)施。在充分利用學(xué)?，F(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室，圖書館，科學(xué)博物館等設(shè)施的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)與學(xué)校普通外科科室（科學(xué)博物館，博物館等）的聯(lián)系，并充分利用學(xué)校的條件和環(huán)境?？茖W(xué)普及單位，它不僅可以改變當(dāng)前的科學(xué)普及單位，而且只能作為對“娛樂”場所的低效利用，并拓寬了學(xué)校的STEM課程資源，打破了對STEM課程資源使用的地理限制。

（2）把握社會環(huán)境，爭取政治和經(jīng)濟(jì)支持。與高校的合作為中小學(xué)提供了先進(jìn)而豐富的設(shè)施和資源。在擴(kuò)大高校理工科實(shí)驗(yàn)室的利用范圍的同時(shí)，也可以大大降低中小學(xué)STEM課程實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的投入成本。美國專業(yè)數(shù)學(xué)和科學(xué)高中（MSHS）是典型代表。他們與大學(xué)，校友會和其他組織建立了密切的合作關(guān)系。這些組織可以為數(shù)學(xué)和自然科學(xué)專業(yè)的學(xué)生的STEM課程提供教室和宿舍研究、機(jī)會和財(cái)務(wù)支持。

（3）加強(qiáng)現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展，促進(jìn)技術(shù)手段發(fā)展。增加現(xiàn)代教育技術(shù)的使用，提高現(xiàn)代教育技術(shù)的應(yīng)用水平。加強(qiáng)現(xiàn)代教育技術(shù)的應(yīng)用研究，促進(jìn)研究成果的應(yīng)用，改革課堂教學(xué)模式，深化課堂教學(xué)改革。

國內(nèi)對STEM教育的研究起步較晚，涉及的領(lǐng)域相對有限，研究相對分散，缺乏深入的研究和分析，缺乏專門性，創(chuàng)新能力不足。在小學(xué)實(shí)施STEM課程還需要進(jìn)一步研究。STEM課程的實(shí)施是一個系統(tǒng)工程，是一個逐步發(fā)展的過程，受到許多因素和條件的限制。在當(dāng)前重視學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力培養(yǎng)的背景下，弄清我國中小學(xué)實(shí)施STEM課程面臨的問題，并在頂層設(shè)計(jì)，系統(tǒng)匹配，標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)，資源建設(shè)和教學(xué)創(chuàng)新等方面尋找對策。我國中小學(xué)STEM課程的發(fā)展極為重要。

通過對以往文獻(xiàn)的分析，有助于作者了解小學(xué)STEM課程研究的現(xiàn)狀，同時(shí)也看到了該課題研究的重大意義，并從中得到了很多研究啟示。由于很少有將STEM教育概念與課程相結(jié)合的研究，因此關(guān)于此問題的理論研究仍需進(jìn)一步擴(kuò)展。該主題將有助于進(jìn)一步深化小學(xué)科學(xué)課程的改革，幫助小學(xué)生獨(dú)立地構(gòu)建知識，并幫助小學(xué)教師的專業(yè)發(fā)展和成長。希望這項(xiàng)研究能夠引起小學(xué)教師對科學(xué)教育的關(guān)注，真正以小學(xué)生的探究為中心，并促進(jìn)小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的形成。

在小學(xué)實(shí)習(xí)期間，作者一直在觀察一線小學(xué)教師在小學(xué)進(jìn)行科學(xué)教學(xué)的設(shè)計(jì)和實(shí)施，從師生的角度考慮這些設(shè)計(jì)的合理性，并不斷尋找策略優(yōu)化基礎(chǔ)科學(xué)教學(xué)。通過觀察積累實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

在查閱有關(guān)STEM教學(xué)的文獻(xiàn)時(shí)，作者發(fā)現(xiàn)有足夠的文獻(xiàn)可供參考，國外有很多研究成果可供參考。近年來，國內(nèi)對STEM教學(xué)的研究逐年增加，因此參考資料也在不斷擴(kuò)大。

本文著重于小學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)，力求貼近實(shí)際教學(xué)，具有豐富的學(xué)術(shù)價(jià)值。本文的重點(diǎn)是將STEM教育理念與小學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)相結(jié)合。通過對小學(xué)科學(xué)STEM教學(xué)現(xiàn)狀的實(shí)地調(diào)查，發(fā)現(xiàn)了小學(xué)STEM教學(xué)過程中存在的問題，并對產(chǎn)生問題的原因進(jìn)行了深入分析。希望本文的研究能夠?yàn)橐痪€小學(xué)教師帶來系統(tǒng)、有效的小學(xué)教學(xué)建議，并從STEM教育的新視角重新定義小學(xué)科學(xué)教育。引入STEM教育理念并將其與小學(xué)教學(xué)相結(jié)合，將有助于改善我國小學(xué)科學(xué)，技術(shù)，工程和數(shù)學(xué)的融合，培養(yǎng)小學(xué)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，并培養(yǎng)高素質(zhì)的人才提升我們的綜合國力。本研究的創(chuàng)新之處在于將STEM教育理念與我國基礎(chǔ)教育教學(xué)設(shè)計(jì)相結(jié)合，在此基礎(chǔ)上解決我國基礎(chǔ)科學(xué)STEM教學(xué)中存在的問題，并運(yùn)用STEM教學(xué)理念旨在改善基礎(chǔ)科學(xué)教育，使科學(xué)教育成為新的發(fā)展方向和更加科學(xué)的指導(dǎo)思想。

綜上所述，在對以往文獻(xiàn)的研究中，發(fā)現(xiàn)小學(xué)科學(xué)課程的實(shí)施還存在很多問題。小學(xué)STEM課程實(shí)施的研究仍有很大的探索空間。更多的研究人員將關(guān)注STEM。教育與小學(xué)科學(xué)課程實(shí)施研究。本文將在先前的研究成果的基礎(chǔ)上努力創(chuàng)新，并為將STEM教育與基礎(chǔ)教育課程設(shè)計(jì)相結(jié)合的研究作出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

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