基于培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)目標的STEM教育本土化研究

田雪 陳曦 郭偉

[摘? ?要]我國的STEM教育在教育政策、理論研究、教育實踐等方面均取得了明顯進展，但仍缺少完善的課程體系和打通學段的整體設計，評估體系尚不完整。吉林省長春吉大附中力旺實驗小學進行了STEM教育本土化的研究與實踐，并取得了一定進展。

[關鍵詞]STEM教育;本土化;科學素養(yǎng)

一、STEM教育的背景與本土化挑戰(zhàn)

由于科技人才資源所占比例縮小，為防止國家競爭力的下降，美國在20世紀80年代開始重視STEM教育，即科學、技術、工程和數(shù)學學科的整合教育[1]。此后，各國相繼出臺了一系列STEM教育的發(fā)展策略和實施規(guī)劃，出現(xiàn)了大批優(yōu)秀的STEM課程和活動[2-4]。

我國也相繼推出了相關政策。2016年，教育部印發(fā)的《教育信息化“十三五”規(guī)劃》明確指出，要積極探索信息技術在眾創(chuàng)空間、跨學科學習（STEM教育）、創(chuàng)客教育等新的教育模式中的應用[5]。2017年6月，舉辦了“第一屆中國STEM教育發(fā)展大會”，并發(fā)布了《中國STEM教育白皮書》等，為我國STEM教育的發(fā)展指明了方向，推動了STEM教育的探索之路。

我國對STEM教育的研究起步較晚。開始階段，學者較多關注于STEM教育的內涵介紹和報告解讀[6-7]。自2014年開始，研究內容才逐漸轉向課程構建方面，但多數(shù)仍集中于分析國外案例以總結STEM課程的特點、教學模式和教學評價體系等[8-9];研究方法多以內容分析法、思辨法為主，多直譯外文文獻，缺少深入分析和探討以及針對我國實際的本土化研究?？傮w上，理論層面的研究較多，實踐層面的討論較少。

盡管STEM教育在中國已得到廣泛認可并在不斷推進，但在實施過程中存在嚴重的水土不服：一是STEM教育推廣不均衡，在經(jīng)濟發(fā)達省份推廣較快，欠發(fā)達地區(qū)普及困難;二是課時有限，缺少打通學段的STEM課程整體設計，難以在常規(guī)教學中實施;三是評估體系較繁瑣，在實際運用中存在困難;四是傳統(tǒng)教學模式下的教師與學生還不適應STEM教育所倡導的學習方式，師生的創(chuàng)新意識和解決實際問題的能力需要逐漸培養(yǎng)。

二、 STEM教育本土化的依據(jù)

吉林省長春吉大附中力旺實驗小學的STEM教育本著“培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維與批判思維”的宗旨，依據(jù)“兩個融合”進行了STEM教育的本土化改進和構建。一是STEM教育與科學教育相融合。2017年發(fā)布的小學科學課程標準中明確指出：倡導跨學科學習模式，鼓勵教師將STEM教育運用到自己的教學實踐中。二是STEM教育與學?！皢l(fā)潛能”教育相融合。STEM教育以跨學科融合為核心理念，有利于發(fā)展學生的科學探究能力、動手實踐能力、批判性思維和創(chuàng)新性思維能力以及整合能力[10]。而“啟發(fā)潛能”教育的核心理念包括尊重、信任、樂觀。將兩種理念融合的STEM教學，有利于“培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)，提高學生綜合能力”。

三、 STEM教育本土化的過程與方法

學?？茖W組在“中國STEM教育2029創(chuàng)新行動計劃”課題的引領下，致力于打造STEM本土化課程，構建打通學段的課程體系。學校成立了“教師STEM科創(chuàng)工作坊”，組織STEM教學沙龍，促進本校與其他學校及社會機構之間的交流與合作;組織相關教學與研討，促進教師成長。

1.課程建設

學校突破經(jīng)濟成本、時間與空間、傳統(tǒng)評價方式的限制，基于“讓內容容易習得、讓思維具有可見性、幫助學生向他人學習、促進自主學習和終身學習”的四大原則[11]，參照美國STEM教材并結合校情，以小學科學教材為基礎，以不同難度且有價值的實際生活問題為主題設計課程，并多選擇廢報紙、棉簽、超輕黏土等生活中易獲取且便宜的材料。

2.課程實施

學校在小學科學課堂階段性開展STEM基礎課程，在蓓蕾計劃時間開展STEM科創(chuàng)選修課，在周五下午的活動時間開設STEM實踐活動，以解決課時不足的問題。課堂教學主要以項目式學習為主，四人一組并分配不同職責，如物料經(jīng)理、工程師、設計總監(jiān)、測試總監(jiān)等，讓學生通過角色體驗團隊合作的重要性并提升個人責任感。角色定期輪換，每個學生都有平等的體驗機會。協(xié)作學習貫穿整個STEM項目，教師僅作為引導者和輔助者，將更多時間還給學生，促進學生交流與互助，增強團隊意識與合作能力。

3.特色評價體系

評價可以使項目的各個部分有機地整合在一起，是維持學生學習動機的重要工具。學校構建了有特色的真實性評價體系，包括過程性評價和終結性評價，不僅有師生評價，還有學生的自我評價、同伴評價以及組間評價等。通過定制化評價量規(guī)給學生提供定期反饋，幫助學生及時了解自己的不足，調整學習過程，并發(fā)展批判性思維。

四、STEM教育本土化的成果與創(chuàng)新點

1.STEM課程創(chuàng)新理念與教學方法

學校參考了其他國家STEM教學的模式[12-13]，結合相關研究[14-15]及實踐經(jīng)驗，總結了STEM本土化教學模式的“八步教學法”（見圖1）。教師選擇合適的STEM項目創(chuàng)建問題情景，學生通過明確問題與結果展開調查研究，進行自主設計、制作、測試與優(yōu)化，在小組合作與交流中不斷反思、改進、優(yōu)化產(chǎn)品，并根據(jù)評價量規(guī)對小組及成員進行過程性評價。學生通過評價明確各自的優(yōu)勢與不足，在后續(xù)學習中加以改進。隨著知識的拓展與遷移，學生將逐漸養(yǎng)成善于發(fā)現(xiàn)、勤于思考的習慣，全面提升科學素養(yǎng)。

2.STEM課程內容本土化與創(chuàng)造性實施

在面向全體學生的基礎課程中，各年級每學期均開展四個STEM項目，可將常規(guī)科學教材的部分內容打造成多個STEM項目。如小學科學（教科版）五年級上冊的“設計制作小賽車”，融入STEM課程理念與工程設計流程后，形成了“重力賽車”項目。作為基礎課程的延續(xù)，STEM拓展課程面向部分學生，根據(jù)各年段學生的學情進行相應的課程設計，如中年段的“創(chuàng)意紙牌”項目，高年段的“捕捉風力”項目等;STEM科創(chuàng)社團定制課程面向少數(shù)愛好科技與創(chuàng)新實踐的學生，可通過工程設計的“七大流程”，將創(chuàng)新想法融入實踐產(chǎn)品，解決生活中的實際問題。

學校通過教學組織形式的變革，有效突破了學習空間的限制。如將科學教室劃分成不同功能的學習空間，即聆聽區(qū)、活動區(qū)與安靜區(qū)。打破傳統(tǒng)教室的界限，利用大學、科研院所及相關社會資源，邀請專業(yè)人士為學生作科普講座，使學生了解科技前沿。同時開展參觀科技館、汽車廠、客車廠等實踐活動，為“車輪滾滾”等相關STEM項目提供豐富的資源。

3.創(chuàng)造性地構建真實性評價體系

學校研發(fā)了STEM非筆試項目評價量規(guī)，并采用了課堂反饋系統(tǒng)。打破傳統(tǒng)期末考核方式，創(chuàng)造性地采用“保衛(wèi)雞蛋”等非筆試項目，讓學生運用所學知識解決實際問題，通過相應的評價量規(guī)檢驗學生的綜合能力。評價量規(guī)內容豐富，不僅包括知識目標，還能考查學生的團隊合作意識、信息搜集與處理能力、問題解決能力、動手實踐能力、創(chuàng)新能力、批判質疑能力等。

基于培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)的STEM教育本土化研究在實踐中也走過彎路，遇到了一系列問題。如教師在項目實施過程中代替學生預設結果、設計方案，讓學生按圖索驥地開展動手活動，將課堂變成了讓學生使用相同的材料進行批量組裝的“加工場”。在不斷探索與改進過程中，教師們認識到，STEM教育的目標達成主要取決于教與學方式的變革。未來，學校將站在新的起點審視STEM課程建設與實踐，正視問題和瓶頸，深入研究與探索，進一步把STEM教育落到實處。

參考文獻

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（責任編輯? ?郭向和）