陳韶光

STEM是科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）、數(shù)學（Mathematics）的結合。STEM教育就是科學、技術、工程、數(shù)學（STEM）的綜合性教育。STEM課程計劃是一項鼓勵學生主修科學、技術、工程和數(shù)學領域的計劃。在實施過程中不斷加大科學、技術、工程和數(shù)學教育的投入，用以培養(yǎng)學生的科技理工素養(yǎng)。

STEM源于20世紀80年代，美國為繼續(xù)保持經濟領域全球領導地位，深刻認識到以國家核心競爭力為基礎的科技教育滑坡與缺失將會造成人才嚴重短缺。因此，他們富有創(chuàng)見地提出了科學、技術、工程和數(shù)學（STEM）學科集成戰(zhàn)略：為保持國家可持續(xù)競爭力，必須大力培養(yǎng)訓練有素的數(shù)學家、科學家、工程師、技術人員和具備科學素養(yǎng)的美國公民。近30年來，美國政府和美國的一些科研機構、高校、基金會通過立法、撥款、專門項目等方式推動著STEM深化發(fā)展。

2010年前后，STEM教育被引入中國后開始本地化進程。其中，原版課程引進、基層學校場室硬件建設、課程語言通用性轉換等問題逐步得到解決。但作為課程實施的基層學校在常態(tài)化實施產生了兩個亟待思考解決的問題。

一、STEM課程實施的師資供應問題

1.師資隊伍組建

STEM課程體系包括8個大項、50個小項的不同課題，每個課題含有1～5個水平的學習階段，到目前為止項目還在不斷充實豐富。這就對課程實施的師資提出了很高的要求。高素質的STEM教師是確保學生接受高質量STEM教育的核心因素，他們必須是具有奉獻精神的高素質師資。STEM課程龐大的學科體系決定了課程指導教師不能來自單一學科，更不能完全來自國內原有技術學科（信息技術、通用技術）的教師。其有效的師資隊伍應該來自于學校每一個學科，甚至包括水電工、后勤采購人員等保障性專業(yè)人員，用以應對在指導過程中出現(xiàn)的實用性強的學習水平。

廣州市南武中學在這一過程中組建包括物理、化學、生物、地理、數(shù)學、信息技術、通用技術、英語學科為核心的指導教師隊伍，并根據(jù)教師們各自非本專業(yè)知識組成指導教師小組，分配到學校三個STEM實驗室進行常態(tài)化上課。

2.指導教師認知觀念的調整

STEM的指導教師可以根據(jù)自己原有任教學科與STEM、STEAM可能的交集，尋求可能的突破方向，依托原有綜合實踐板塊校本課程、研究性學習的建設，實施相關的STEM課程的校級選題開設課程。更建議教師根據(jù)興趣相投的原則，組合成團隊，共同研發(fā)實施相應的STEM、STEAM校本課程科目。我們建議老師們借助STEM、STEAM校本課程科目的研發(fā)實施，更新自己的相關知識、發(fā)展相應的教育教學能力，在實踐中發(fā)展，在發(fā)展中推動實踐。

結合我校實際，在2015學年第二學期，三個STEM實驗室第一階段共開設模擬城市、西點大橋設計、樂高EV3、機械、lllustrator 3D軟件制圖等課題。結合老師們的專業(yè)及興趣，在模擬城市、西點大橋設計、樂高EV3等幾個項目上有了新的實施體會。經過指導教師團隊的研討，確定了學校STEM學習項目的四大特征：一核心—以基于項目的學習（Project Based Learning）為核心；兩特點—多中心、多任務（每個小組都是學習中心、每個小組的學習任務各異）；三原則—不講授具體學科知識、不呈現(xiàn)簡單統(tǒng)一答案、不示范項目基本操作；四鼓勵—鼓勵自主協(xié)作，鼓勵試錯反思，鼓勵學習分享，鼓勵創(chuàng)新實踐。如圖所示：

3.指導教師對課題潛心研究不足

由于STEM課程的多學科綜合性，以及三原則—不講授具體學科知識、不呈現(xiàn)簡單統(tǒng)一答案、不示范項目基本操作的訂立，部分教師認為：對具體課題知識和研究不需要像傳統(tǒng)高考學科那樣對具體知識進行下潛研究。但在具體指導過程中，學生的知識碰撞和具體客觀問題解決指導的缺乏，引發(fā)對教師知識不足的詬病。例如：模擬城市課題，它是以SimCity4游戲為客觀載體的課題。SimCity是美國藝電出品的一個城市建造的電子游戲，具有非常高的科學互動性和現(xiàn)實性，在其市民模式中或是完成任務模式中，可以讓學習者體會現(xiàn)實城市的區(qū)域性發(fā)展，通過幾個城市間的貿易互動最大限度地發(fā)展經濟。可以通過鐵路、單軌鐵路、道路、大道和高速公路等連接城市與其周邊地區(qū)，甚至可以將電網及水管連接到周邊地區(qū)以出售自己盈余的電能等其他能源。另外還可以虛擬化駕駛汽車、飛機和其他的所有運輸工具。游戲的樂趣和解決問題的虛擬挑戰(zhàn)就不僅是單純地滿足城市需要，而要在發(fā)展中尋找合適的平衡點，在繼續(xù)擴張城市的同時保持大多數(shù)人的生活質量，這就是一個虛擬市長，同時也是政府職員真正在做的事。這就要求指導教師也要研究這個游戲并總結出心得來給予學生適當?shù)闹笇?，不然按常?guī)理解，教師可能不屑于電子游戲的探究，結果自然就不知學生所云。

二、STEM課程實物化成果的呈現(xiàn)問題

STEM課程的多學科綜合性和STEM學習項目的一核心、兩特點使得部分課題是以虛擬化的形式呈現(xiàn)的。對于以全國青少年科技創(chuàng)新大賽為代表的全國性青少年科技競賽活動，它以實物型成果為首要評比項目。那么STEM課程在提升學生解決問題能力之后，必然面臨能力轉化為實物的問題。STEM學習項目實物化成果的呈現(xiàn)就要求STEM課程本地化過程中要考慮成果實物化的實現(xiàn)。

1.確立學習成果匯報機制

在STEM學習項目開始時，要讓學生明確，在10周的學習期里每周的學習任務，同時明確周期的第九次是學習分享，第10次是成果撰寫。在周期學習過程中，提倡“四鼓勵—鼓勵自主協(xié)作，鼓勵試錯反思，鼓勵學習分享，鼓勵創(chuàng)新實踐。”

2.鼓勵學習成果現(xiàn)實轉化

縱觀國內的STEM課程，不難發(fā)現(xiàn)一個共同特點：一般以科技創(chuàng)新、創(chuàng)新能力、實踐技能等為關鍵詞。教學指導過于原則，思維培養(yǎng)不明顯、行動細節(jié)不清晰；成果體現(xiàn)以賽促教促發(fā)展，總是要區(qū)分課內課外，對STEM課程的限定詞為“課外”。事實上，STEM課程必須由課程以外向課程以內轉化。我校在STEM課程本地化時作了有益的嘗試，旨在深挖學生活動的教育意義，同時讓這種教育以學生樂于接受的方式，潛移默化地影響他們。通過DV創(chuàng)作，在周末大學堂的參觀中學生自主拍攝、制作DV作品，引導他們發(fā)現(xiàn)、思辨問題；通過產業(yè)健步行，讓他們走出課堂、走出校門、進入生產一線，讓學生在健康體魄、磨煉意志的同時，放寬視野，理解課程中替代能源、太陽能、風能、氫燃料電池的現(xiàn)實應用。

3.適當延伸STEM課程的載體

STEM課程體系比較龐大，適時補充課程載體是十分必要的。例如：西點大橋設計課題是電腦模擬建橋的項目，要求逐一進階完成，Level 1—探索橋梁視覺設計，Level 2—設計決定，Level 3—設計決定圖表，Level 4—設計草稿，Level 5—你能去到多低？但很明顯，到了最后的高階，還是電腦虛擬，建造材料的應用是紙上談兵。我們適時引入“創(chuàng)意搭建”模具和“K’nex”教具，將電腦模擬變?yōu)閷嵨锬Ｐ?，同時還可以利用冰棍棒建成載重模型，通過木橋承重試驗模擬檢驗電腦虛擬設計。又如：替代能源中Level 1—誰扼殺了電能汽車的課題，我們可以引入廣汽“雙擎”汽車原理和生產參觀，讓學生利用可見的認知去感受新技術，去評判課題的疑問。

STEM課程源自于美國，在中國本地化進程當中肯定會衍生出更多與原有教學觀念的碰撞。在學校層面，STEM課程的實施，更多是圍繞著特色校本課程建設建設和學生思維素質提升來開展，嘗試將它們與原有數(shù)學、科學類和藝術類核心課程對接融合。

指導老師們則借助STEM課程的實施，更新自己的專業(yè)相關知識、發(fā)展相應的綜合教育教學能力，在實踐中尋求發(fā)展，在發(fā)展中推動實踐。

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[3]葉兆寧. 融合：實現(xiàn)STEM教育的有效策略[J]. 中國科技教育，2013（02）.

（作者單位：廣東省廣州市南武中學）

責任編輯：趙彩俠

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