STEM課程的內容開發(fā)、資源利用和教學流程

◇鐘麗香（廣東：廣州市花都區(qū)育華小學）

STEM 課程是從美國引入的一種新型課程模式，是適應當代社會視科技為重要力量、創(chuàng)新能力為基本發(fā)展能力的一種課程模式。小學作為兒童身心迅速發(fā)展的一個階段，對兒童創(chuàng)造思維和動手能力的培養(yǎng)需要負起責任。因此，在小學實施STEM 課程是很重要的。

STEM 課程與傳統(tǒng)的學科課程不同，傳統(tǒng)的學校課程為分科教學，多以灌輸知識為主。而STEM 課程的特點則是學科融合，將科學、技術、工程、數(shù)學融為一體。在兩種課程模式的沖擊下，小學階段的STEM 課程教學受到了一定的阻力。不少STEM 課程的教學，實際上仍然使用傳統(tǒng)分科課程的教學方式，教學內容單一，且忽略知識的融合，甚至和勞動或手工課等沒有差異。在教學內容、教學人員、教學流程等方面，STEM 課程的教學需要進一步貼近我國義務教育階段的現(xiàn)狀，才能更好地實施，達到提高學生科學素養(yǎng)、技術素養(yǎng)、工程素養(yǎng)和數(shù)學素養(yǎng)的目的。

一、STEM課程的內容開發(fā)

STEM 課程源于美國，其使用的教學內容和教學方式必然與我國有所不同。如果盲目地照搬照用，對我國的教育發(fā)展有害無益。以班級人數(shù)為例，美國是小班教學，而我國教師所面對的學生數(shù)遠比美國多。而班級人數(shù)的增多，首先帶來的是課堂班級管理難度的增加，其次是一些在美國盛行的STEM 課程項目難以開展。因此，STEM 課程的本土化是必需的。只有將STEM課程的基本理念，與我國的基本國情、教育歷史傳統(tǒng)、現(xiàn)代教育體制、課程體系和學生情況等相結合，才能讓STEM 課程真正在我國落地生根。那么，課程內容的選擇就至關重要了。

首先，小學STEM 課程內容的開發(fā)，一定要結合學校的實際情況，進行本土資源的開發(fā)，聯(lián)系本校學生的生活實際。中國地大物博，不同于學科教學知識的相對固定，不存在所有學校都適用的STEM 課程內容。STEM 課程內容應當在教育部門的大方向指導下，開發(fā)出屬于自己的特色課程。例如，筆者通過檢索STEM 課程相關論文發(fā)現(xiàn)，處于經濟發(fā)達地區(qū)的學校，更容易對當今火熱的3D 打印、機器人制作、航天模型等科技進行教學。而一般的小學，尤其是農村小學，資金不足，相對難以開展這一類高新技術的教學。但是他們同樣可以利用自己的本土資源，結合STEM 基本理念開發(fā)成本較低的STEM 課程。筆者檢索農村小學STEM 課程相關文獻發(fā)現(xiàn)，農村小學對資源的開發(fā)是機敏的，他們可以結合一些常見的貼合學生實際的玩具或事物，例如，彈球和竹蜻蜓，來開發(fā)課程。這些學校的STEM 課程教師，一樣能夠通過精心的教學設計、課堂中與學生的交流對話，開展好課程，給學生帶來創(chuàng)造能力和實踐能力的提高。以我校為例，我校位于皮具之都，因此，我校教師充分利用皮革的特色，開展與包包制作相關的特色課程，讓學生了解皮具之都的歷史和皮具制作的流程，探索制作過程中可能存在的問題，小組合作解決問題，親手實踐，制作一個包包。我校的包包制作特色課程同樣得到了認可。每個小學都應該結合本校的條件，重視STEM 課程的開發(fā)和開展，以達到培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)、技術素養(yǎng)、工程素養(yǎng)和數(shù)學教育素養(yǎng)的目的。

其次，STEM 課程的問題和后續(xù)設計，都應該貼合學生的實際情況。這與其他課程的要求是相一致的。小學階段的STEM 課程內容，需要更多集中于學科知識和生活經驗，才符合他們的生活經驗，也更容易引起學生的興趣。但在結合生活實踐的同時，又需要注意有一定的挑戰(zhàn)性，否則會失去教學意義。以燈光秀的STEM課程主題為例，燈光在學生的日常生活中隨處可見，學生有一定的了解。但是，課程要求以燈光展為成果，這與學生平常所見的白熾燈、臺燈之類的燈光有很大的區(qū)別。例如，燈光運作的原理是需要科學知識支撐的；如何設計好看的燈光則需要有一定的審美能力；在動手實踐制作的時候，如何合作和處理問題，讓設想變?yōu)楝F(xiàn)實，則考驗了學生的思維，鍛煉了他們技術、工程和數(shù)學方面的素養(yǎng)。從學生的生活實際出發(fā)開展課程，在課程中引導學生，教給他們更多的科學知識，給他們更多的思考和實踐機會，讓學生在已有的知識架構內，進一步拓展他們的思維，如此才是STEM 課程開展的要求。

最后，STEM 課程的開發(fā)，需要理論的支撐。例如，管道理論認為，可以嘗試多給學生看視頻和做游戲，這樣更能夠激發(fā)學生的學習興趣。尤其對于小學生來說，游戲是教學中必不可少而且行之有效的手段，在教學中融入游戲符合小學生的身心發(fā)展特點。因此，小學STEM 課程的內容可以安排小組競賽、搶答等小游戲，使學生更專注、更熱愛課程的內容。尤其是在高新技術方面的課程，勢必會讓學生以多種形式去了解和熟悉這些技術，那么游戲便是一個很好的方式。此外，在需要動手實踐的時候，應當播放相關視頻，讓學生在觀看中激起實踐的興趣，也能夠更好地了解課程的要求。

二、STEM課程的資源利用

如上所說，STEM 課程的教學需要考慮開發(fā)的成本。在確定課程的內容之后，相應的教學專用場所與專用設備需要配備好，還需要提前教會學生安全使用設備。例如，對于小學低年級學生來說，剪刀等鋒利刀具是需要格外注意的。此時，還應該配備更多的教學者進行管理。相對于傳統(tǒng)課程的教學，STEM 課程更自由，走班制更利于學生思維的發(fā)展和創(chuàng)造潛能的提高。例如，需要較長的觀察和制作周期的課程，仍然可以使用固定班級授課制。比方說，觀察植物或者動物的變化，這樣需要長期觀察的課題，固定的班級和小組會更加適合開展。但一些較難的或是所需時間較短的課程，就可以依據學生的興趣進行分流，實行走班授課制，以提高學生的興趣，提升他們的課堂參與度。仍然以高新技術方面的課程為例，學生對其了解不多，那么就可以多開展不同方面或者難度的課程，供學生選擇更適合自己的內容，這樣也能夠提高課堂學習的質量。

STEM 課程重要的教學引導者教師，同樣也是需要受到重視的教學資源。目前，很多STEM課程的教師只是單個學科的專業(yè)教師，在教學中容易忽視或者是不懂得學科融合，仍然像學科教學那樣，只注重知識的教授，或者是機械性操作，導致STEM 課程的教學效果不理想。因此，必須要注重對STEM 課程教學素養(yǎng)的培養(yǎng)，多對STEM 課程教師進行理論知識的培訓，多讓教師學習優(yōu)秀的STEM 教學課例。除此之外，STEM課程還應注意多個學科的融合，學校內部乃至片區(qū)內部的信息技術、數(shù)學、科學教師，應當多溝通多交流，多互相聽評課，提出建議，共同學習，以分享自己對STEM 課程的體會，提高自己的專業(yè)程度。

另一方面，在教學的過程中，還可以請校外的專業(yè)技術人員來輔助課程的開展。教師的特長是教學，而在一些操作技術層面上，可能比不上校外的專業(yè)技術人員。因此，科技含量較高的課程，可以邀請校外的專業(yè)技術人員來給學校的師生展示。也就是說，教師仍然是引導學生思考的引導者，但是更專業(yè)的、機械性的、重復性的技術操作則可以由專業(yè)技術人員去指導，此時教師從旁輔助觀察，可以有更多的機會來關注學生的表現(xiàn)，調整自己的課程。在低成本的，例如制作包包、制作糖畫等利用本土資源開展的課程中，同樣可以邀請本地的一些優(yōu)秀手藝人來輔助。與師生相比，這些本地的優(yōu)秀手藝人，更了解本土特色的歷史，能夠給師生帶來新的感悟。這種方式可以既保留教師的教學和管理水平，又發(fā)揮專業(yè)技術人員的技術優(yōu)勢，合理整合資源，使STEM 課程的質量得到提高。

三、STEM課程的教學流程

在STEM 課程的教學中，常常出現(xiàn)只講知識，或者是只欣賞和體驗技術的錯誤。因此，授課教師需要牢記，課程中的知識與技術是融合的，忽視任何一方都會嚴重削弱STEM 課程的效果。教師“啟發(fā)學生思考”需要建立在有明確的圖示化支架，也就是合理運用圖片、表格、思維導圖等，給學生提供必要的信息框架的基礎上。小學生的潛力大，但認知水平，尤其是對高新技術的認知水平并不高，假如未能夠提供必要的信息，一味地讓學生在較為復雜的課程中自行摸索，只會增加他們的認識負荷，而達不到提高學生能力的目的。這就要求教師的備課環(huán)節(jié)必須結合班級的實際情況，考慮到每一個學生的水平和預期達到的效果，并且做好備選方案，以及考慮學生安全的應急預案。

課程的正式開展，必須有一個規(guī)范的流程。

首先，課堂的問題不是由教師直接提出的。在課程的操作教學正式開始之前，教師要創(chuàng)設一個情境，從學生的實際情況中引出問題，并且提供必要的信息和知識。在引出需要探索的問題之后，給學生布置實踐任務，例如，讓學生針對這一個問題，到家庭、社區(qū)進行調查，包括采訪、問卷、資料背景調查等，初步了解課程的背景，體驗課程的內容。以探討社區(qū)垃圾分類為例，學生的生活是圍繞學校和家庭所在社區(qū)的，因此要求他們對社區(qū)的垃圾分類自行提問而后進行調查是可行的。

其次，讓已經初步了解問題的學生回到課堂上，一起討論之后，教師啟發(fā)學生明晰問題與接下來的操作具體方向。這之后，學生自由組隊，小組進行分工合作，做好人員安排和實踐計劃。小組的人數(shù)不能太多，四個人左右最佳,否則會降低效率。這時候教師需要特別注意較為內向的學生，要鼓勵和引導他們參加到小組中。小組做好計劃后，才能動手操作，在反復的操作中，優(yōu)化自己的方案。這是“工程迭代”的過程，也就是說，學生明晰問題、制訂方案、進行實踐、在實踐的過程中發(fā)現(xiàn)新的問題、再次明晰問題、制訂新的方案，循環(huán)往復，直到最后完全解決問題，或者是做好一個作品。在這一過程中，學生的小組合作能力和思維能力能得到充分鍛煉，但也容易產生錯誤和挫敗感。因此，教師以及專業(yè)技術人員需要在教室內巡視，觀察學生是否有操作錯誤，學生是否積極參與，要及時指正學生的錯誤，激發(fā)學生的參與熱情。在課堂的尾聲，邀請學生進行歸納總結，講講自己小組的操作經過和所犯的錯誤，展示作品，師生共同進行評價。

最后，再由教師進行總結，重現(xiàn)課堂的精彩瞬間，重申師生在課程中所利用的科學知識和技術，給出相類似的問題進行拓展，爭取讓學生的知識內化。

對STEM 課程的評價，也與傳統(tǒng)學科不同，不采用分數(shù)制。教師應當檢測的是學生是否實現(xiàn)了知識內化。只有學生既能夠使用所學到的技術，又能夠明白該技術的一些科學原理，甚至舉一反三地主動應用已有知識解決問題，才能夠說STEM 課程的教學效果好。因此，多元的評價更符合STEM 課程。一是評價方法多元化。STAM 課程的評價是形成性評價和總結性評價的結合，教師綜合運用多種方式進行評價，如，觀察記錄、訪談法以及匯報展示等。教師采用真實性評價的方式做評價，鼓勵學生運用多媒體展示作品，積極自評、互評，以促進學生思考能力的提升。二是評價主體多元化。評價主體除了學生之外，還有教師等，主要是評價學生的創(chuàng)新能力、計算能力等是否得到了提升。STEM 課程教學以項目式學習為主，讓學生自己動手去完成項目，從而提高動手能力、創(chuàng)新能力、解決問題能力。但培養(yǎng)能力是一個長期的過程，所以教師在設計STEM 課程時要有連續(xù)性，讓學生的能力得到進階式發(fā)展?！?/p>