區(qū)域構建素養(yǎng)導向的小初高一體化STEM課程設計

鄭雪萍 陳健彬

【摘 要】本文從STEM課程現存問題與設計理念出發(fā)，提出建立區(qū)域小初高一體化STEM課程目標體系，構建“主題-內容-路徑”區(qū)域一體化課程內容，形成基于“目標-評價-成果-實踐”一致性原則的評價體系，助力STEM教學改革。

【關鍵詞】STEM教育；素養(yǎng)導向；一體化課程

【中圖分類號】G434? ?【文獻標志碼】B

【論文編號】1671-7384（2024）06-078-02

區(qū)域STEM課程設計存在的問題

STEM教育作為培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重要途徑，備受關注。STEM教育是科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）和數學（Mathematics）領域的融合教育，讓學生通過多領域知識解決現實問題，以培養(yǎng)適應未來社會發(fā)展的創(chuàng)新人才[1]。我國的STEM教育在理論研究和實踐方面取得了顯著進展，但在區(qū)域層面的實施中仍然存在一系列問題。

目前，我國各學段的STEM教育以廣州市天河區(qū)為例，有些中小學形成了零散的、個別化的STEM課程案例，但在區(qū)域層面缺乏頂層設計、課程建設、資源開發(fā)和教學實踐等方面的機制保障，教育目標和內容之間缺乏有效銜接，小學、初中和高中的STEM課程內容零散且缺乏連貫性。這導致STEM教育存在零散和重復的問題，零散導致教育效果削弱，而重復則造成教育資源浪費。

區(qū)域一體化STEM課程設計理念

1.素養(yǎng)導向

素養(yǎng)導向是設計STEM課程的關鍵。本文所指的素養(yǎng)即學生應具備的適應終身發(fā)展和社會發(fā)展的正確價值觀、必備品格和關鍵能力。STEM教育旨在培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維、解決問題能力和實踐能力，與中國學生發(fā)展核心素養(yǎng)框架中提出的培養(yǎng)科學精神、學會學習、責任擔當、實踐創(chuàng)新等素養(yǎng)一致。STEM課程設計應以核心素養(yǎng)為導向，以培養(yǎng)創(chuàng)新人才為目標，注重整合知識、技能和態(tài)度價值觀，形成多方面育人的新生態(tài)，促進學生核心素養(yǎng)的發(fā)展。

2.連貫性

通過縱向銜接和橫向聯合，確保STEM課程在小、初、高不同階段的內容和難度呈現連貫性，形成有機的課程體系。為確保STEM課程在不同階段呈現連貫性，需要建立明確的STEM教育目標和內容體系，明確各階段的教育目標，并根據學生的認知發(fā)展規(guī)律和知識結構，制定連貫的課程內容體系，注重教學內容的進階性，加強實踐教學和項目式學習，并建立有效的評估機制。

3.整合性

STEM課程設計需要打破學科間的壁壘，實現科學、技術、工程和數學教育的有機整合。STEM學習的重點是解決現實問題，需應用多學科的知識、技能和方法?！读x務教育課程方案（2022年版）》提出要把“加強課程綜合，注重關聯”作為基本原則，要求“統(tǒng)籌設計綜合課程和跨學科主題學習......開展跨學科主題教學，強調課程協(xié)同育人功能”。因此，STEM課程設計可從國家課程進行滲透整合，與校本拓展課程和培優(yōu)競賽課程融合，體現STEM課程設計整體性。通過國家課程普及STEM教育和以學生興趣為基礎的拓展課程，培養(yǎng)科技創(chuàng)新人才。

區(qū)域小初高一體化STEM課程設計策略

1.建立區(qū)域STEM課程建設團隊

整合區(qū)域優(yōu)質教育資源是實現區(qū)域小初高一體化STEM課程開發(fā)的重要保障。廣州市天河區(qū)擁有多所高校和科研機構，由廣州市天河區(qū)教師發(fā)展中心的學科教研員牽頭，依托實驗學校的校長和骨干教師，聯合高校和科研機構的教授與專家，形成STEM教育探索項目的創(chuàng)新團隊。創(chuàng)新團隊以素養(yǎng)為目標，以項目為組織方式，以主題學習為框架，集課程研究、教師培訓、實踐基地于一體，開發(fā)適合小初高一體化的STEM課程。

2.構建區(qū)域小初高一體化STEM課程目標體系

構建素養(yǎng)導向的小初高一體化STEM課程目標體系是設計STEM課程的核心，也是課程建設的指南。基于素養(yǎng)導向、連貫性和整合性的設計理念，構建凸顯STEM教育育人功能的一體化目標體系。一體化目標的基本原則是：堅持一個核心，一條主線索，整合三級課程進階，連通四個階段分解目標。其中，堅持一個核心就是以培養(yǎng)創(chuàng)新人才為核心，以確保1～12年級的STEM教育目標的一致性；抓住一條線索就是將創(chuàng)新貫穿于教育的始終，整合三級課程進階是整合國家課程、地方課程和校本課程使目標螺旋上升；連通四個階段分解目標是以培養(yǎng)創(chuàng)新人才總目標為起點，構建連通小學（1～3年級）、小學（4～6年級）、初中、高中四個階段多維度分學段目標，從而形成縱向連通、橫向整合、螺旋上升的一體化目標體系。

區(qū)域小初高一體化STEM課程核心素養(yǎng)目標由創(chuàng)新與創(chuàng)造力、批判性思維、溝通技能、合作精神、數字素養(yǎng)和全球意識六大素養(yǎng)構成，整合三級課程并分解目標以促進學生進階發(fā)展。例如，創(chuàng)新與創(chuàng)造力目標分解為：對問題保持好奇心，并通過觀察和實驗提出創(chuàng)新性解決方案（1～3年級）；能進行簡單的工程設計和創(chuàng)造性解決問題，激發(fā)創(chuàng)新意識（4～6年級）；能應用科學知識和技術解決實際問題，提出創(chuàng)新方案并進行實踐（7～9年級）；能開展獨立科學研究項目，具有一定的創(chuàng)新思維和實踐能力（10～12年級）。

3.構建區(qū)域小初高一體化STEM課程內容

區(qū)域小初高一體化課程內容是實現STEM教育目標的重要載體。課程內容要緊緊圍繞目標體系，采用項目化形式構建區(qū)域小初高一體化STEM課程的內容。課程內容主要分為基礎課程、拓展課程和培優(yōu)課程三個層次。其中，基礎課程注重基礎知識與技能學習，與STEM教育相輔相成；拓展課程關注人工智能和城市森林兩大主題，引導學生了解科技發(fā)展與環(huán)境保護，關注現實世界；培優(yōu)課程則將STEM競賽轉化為課程，培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才。同時，其內容設計具有連貫性、梯度性和系統(tǒng)性，以學生能力特點為基礎，涵蓋了多個主題，如綠色生態(tài)、回收利用、智慧農場、清潔能源和未來城市等，每個主題都包含了驅動問題、核心概念、實踐環(huán)節(jié)和評估方法等內容。例如1～3年級以“綠色生態(tài)”為主題，在每個學年上學期以“如何在我們的城市中創(chuàng)造更多的綠色空間？”作為城市森林STEM項目驅動問題，讓學生通過植物觀察與調查等探究活動，理解“植物生長與城市綠化”核心概念。而在每個學年下學期以“如何利用科技手段保護城市綠化？”作為人工智能STEM項目驅動問題，引入簡單的傳感設備讓學生探究應用等，使其理解“科技在環(huán)境中的應用”核心概念。這就形成了以“關注現實、面向未來”為大主題，“主題-內容-路徑”區(qū)域一體化的STEM課程框架。

4.構建區(qū)域小初高一體化STEM課程評價體系

構建區(qū)域小初高一體化STEM課程評價體系，需綜合考慮評價目標、標準、任務和活動設計?；凇澳繕?評價-成果-實踐”一致性原則，將過程性評價和總結性評價相結合建立連續(xù)性評價體系。小初高一體化的STEM課程評價體系應該是一個連續(xù)的過程，而不是僅僅在某個階段進行一次性的評估。在各個學段，應根據學生的發(fā)展水平，制定相應的評價標準和任務，以全面追蹤學生的STEM素養(yǎng)發(fā)展。評價強調多元多樣，包括評價主體的多元與評價方法的多樣，要以過程性評價為主，著力評價學生的工程思維、批判性思維、創(chuàng)新思維和解決實踐問題能力，同時要注重物化成果的評價。學校通過區(qū)域各部門密切合作，整合跨學段目標設計，確保評價體系的統(tǒng)一和協(xié)調；在實踐中動態(tài)調整評價體系，實現對STEM教育質量的有效評估，保證能促進學生核心素養(yǎng)的發(fā)展。

區(qū)域構建素養(yǎng)導向的小初高一體化STEM課程設計對于提高學生的核心素養(yǎng)，培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神和解決實際的問題能力具有重要意義。區(qū)域應站在面向可持續(xù)發(fā)展-面向培養(yǎng)未來創(chuàng)新人才的高度，整合區(qū)域的STEM教育資源，使STEM教育形成合力，才能發(fā)揮STEM教育應有的效果。

注：本文系廣州市教育科學規(guī)劃2022年度課題“素養(yǎng)導向的STEM教育探索創(chuàng)新團隊”（課題編號：202213992）的階段性成果

參考文獻

金旭球. 能力本位的STEM課程設計：聯合國教科文組織國際教育局STEM能力框架及啟示[J]. 中國電化教育，2020（12）： 90-98.