[摘 要]很多學校都引進和開設了STEM課程，但如何更好地理解STEM課程的內(nèi)涵，使STEM課程在中國學校很好的落地，讓課程發(fā)揮出最大的效益？北京市朝陽區(qū)實驗小學開設了STEM課程，對STEM課程本土化的方式方法進行了探索，對課程實施中的問題進行了分析和反思。

[關鍵詞]STEM；本土化；核心素養(yǎng)；創(chuàng)新

美國提出的21世紀核心素養(yǎng)中，把解決問題的能力和創(chuàng)新能力作為學習者的必備能力。而STEM教育以其創(chuàng)造性、新穎性、綜合性、實踐性的特點成為培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)的重要途徑。2016年9月，在“學在未來（北京）教育科技有限公司”朱博淵老師的推介下，在區(qū)教委領導的支持和幫助下，北京市朝陽區(qū)實驗小學聘請了美國北伊利諾伊大學的教師珍妮·加林多（Janine Galindo）來校授課，中方教師在外教的輔導下進行教學或作為外教的助教參與授課。至今已有2年。

在與珍妮老師共同研討、備課、上課的過程中，教師們逐漸領會了STEM課程的教學思想和教學觀念，并逐步開始對STEM課程進行本土化的實施。

一、教育理念的本土化

STEM課程注重多學科融合，注重學生綜合能力的培養(yǎng)。STEM教育提倡跨學科性，通過整合不同課程的教學方法，就日常生活中的真實問題設計和擬定具體并富有創(chuàng)意的解決方案，增強學生跨學科知識的綜合應用能力。結合這種理念，學校在探索和實施美國STEM課程的同時，也在開發(fā)本校的STEM課程。如在“有趣的模型”課程中，王可老師開發(fā)了《設計小車車身》；在“美妙的八音盒”課程中，田澤老師開發(fā)了探究凸輪結構的《它是怎么動起來的》；在“瘋狂的賽車”課程中，吳咸中老師開發(fā)了《齒輪傳動》等。這些都是教師在STEM課程綜合性理念的指導下設計和實施的活動，目的是使學生在活動與設計中培養(yǎng)創(chuàng)新能力、實踐能力和綜合運用知識解決問題的能力。

二、教學方式的本土化

STEM課程的內(nèi)容主要分為兩類。一是科學探究類，學生一般要經(jīng)歷觀察、問題（即質(zhì)疑）、假設、實驗、結論的過程；二是工程類，學生要經(jīng)歷確定問題、頭腦風暴和計劃、建造、反復修改和分享的過程（見圖1）。這兩種類型的研究過程與科學探究，都與學校早先指導學生開展的科技創(chuàng)新項目的研究過程有異曲同工之處。STEM課程將學生的科技創(chuàng)新由課余時間轉(zhuǎn)移到了課上，由家長或教師的個別輔導變成班級指導，由個別學生自己隨意確定題目到班級學生共同研究一個項目，由學生自己尋找材料變成教師限定材料進行設計制作。于是，教師們將這種教學方式首先應用在科技課程中。

以工程類課程“炫酷的小馬達”為例，任務是讓學生設計并制造一輛帶馬達的小車。教師在課上出示生活中的一些物品，如玩具小車、電風扇等，指出它們之所以能夠跑起來、轉(zhuǎn)起來，是因為都使用了一個發(fā)動裝置，那就是馬達（發(fā)動機）。在引入課題后，師生共同探究馬達的結構和工作原理，然后讓學生以教師提供的材料設計圖紙，利用工程思維建立模型、進行測試、發(fā)現(xiàn)問題，通過不斷調(diào)試和修改，完成作品并展示交流（見圖2）。

科學探究類課程以美國教師的“探究擺動的快慢與什么因素有關”為例，教師設計的教學過程如下：首先明確課程的類型是科學探究課，然后讓學生觀察什么是“擺”并認識周期。出示可能會影響擺動周期的三個問題（線繩長度、擺錘質(zhì)量、下落高度），各組選一個問題進行研究（使每個問題都有小組在研究）；讓學生寫出自己的假設（教師會讓學生按照“如果……那么……”這樣的句式來寫出假設）、實驗步驟（教師會強調(diào)越詳細越能夠幫助學生完成實驗）、變量、要控制的量；提示學生收集數(shù)據(jù)的時候可以使用表格，同時給大家提供一些表格樣式，但是不作出限定。學生探究后得出并分享結論，在學生分享時，教師告訴學生一些可用于表達的句式。在第二次課上，教師出示生活中應用擺的例子，讓學生繼續(xù)實驗并回答一些相關問題，然后與其他組分享研究成果，最后全班討論哪個因素對擺動的影響最大。對此，有的組認為是擺線長度，還有的認為是擺錘質(zhì)量或擺動幅度，教師最后會確認：對擺動快慢影響最大的因素是擺線長短。但是對于質(zhì)量和起始高度是否與擺動速度有關，教師沒有告訴學生答案，而是給學生提供了一個在線測試擺的程序，讓學生回去后自己驗證結論。

從以上STEM教學案例中，可分析教師的教學方式。包括：明確告訴學生這是科學探究課，要經(jīng)歷觀察、問題、假設、實驗、結論的探究過程，并指導學生按照這個過程進行探究；教師只告訴學生如何進行探究，但具體到每個實驗如何操作，通過實驗得出什么樣的結論，由學生自己探究并找到答案?？梢娫赟TEM教學中，教師要教會學生的是一種方法，真正的探究過程要由學生自己完成。

在觀摩學習了美國教師的STEM教學后，中方教師也自主設計并實施了主題為“茶”的探究過程：教師先揭示課題，介紹本次課題是科學實驗——茶的研究；接著，教師介紹科學實驗中的“變量”，并以不同口味的口香糖味道消失時間長短的研究為例，說明何為自變量和因變量——自變量是對不同口味口香糖的選擇，因變量是口香糖味道消失的時間；接下來介紹有關茶的知識，包括喝茶的益處等，并演示一段某茶葉商店賣茶的情景；隨后，出示幾種類型的茶，如黑茶、綠茶和紅茶，以及上課要用到的實驗材料，即大燒杯、溫度計、秒表、電子稱、滴管、護目鏡、不同溫度的冷水、熱水等。每組學生選出自己小組要研究的問題，對研究問題進行假設，按照“如果……那么……”的句式書寫，并記錄研究步驟、變量、控制的量。然后教師提問學生如何記錄數(shù)據(jù)，給學生列舉一些記錄數(shù)據(jù)的方法，包括以表格形式記錄數(shù)據(jù)的例子，同時學生也可以用其他方式記錄。教師提示學生安全問題，比如小心熱水等。實驗之后，學生要將自己的研究以圖表的形式繪制出來，寫出結論；然后，學生匯報自己的發(fā)現(xiàn)，并說一說從當天的實驗中學到了什么。在課上，學生研究了茶量、水量、溫度、茶的種類以及泡茶時間等不同因素對品茶效果的影響，取得了豐富的研究結果。

三、教學內(nèi)容的本土化

在實施STEM課程時，教師對美方的課程內(nèi)容根據(jù)學情進行了調(diào)整，使其更適合本土學生。比如“制作紙板假手”一課，美國教師在引入新課后，直接讓學生對照參考書中的制作步驟制作一支假手；中方教師發(fā)現(xiàn)，這一內(nèi)容可與中方教材中“人體運動”一課結合研究骨骼、關節(jié)、肌肉的關系，因此修改了原設計，請學生先設計一支生理手，再創(chuàng)造一支機械手。又如“深海生物”一課，外教在講授了大海中不同水深的生物后，讓學生用紙黏土設計一種深海中新的生物；中方教師發(fā)現(xiàn)學生對深海環(huán)境的理解有困難，于是改變了原設計，先讓學生研究不同環(huán)境中的生物與其環(huán)境相適應的特點，再讓學生創(chuàng)造深海生物，收到了更好的效果。

四、材料與實施對象的本土化

在教學中，教師將國外所使用的材料替換成了在國內(nèi)更易獲得的材料，并對材料的使用進行了更嚴格的約束，以減少浪費。如用留聲機黑膠唱片做彈力小車的輪子，這種唱片在美國很常見且便宜，但在中國情況恰恰相反，于是就將其替換成用廢棄光盤做材料。此外，教師發(fā)現(xiàn)有些材料直接替換成其他材料時效果更好，也做出了調(diào)整。

美國的STEM課堂上一般只有十幾個學生，但我國班級中人數(shù)較多，因此更多地采取了3人一組合作完成項目的方式。此外，還可以篩選一部分對科學和工程技術感興趣并有一定操作水平的學生，采取同質(zhì)分組，實施分班教學。

五、對STEM課程實施的反思

一是要使目標更匹配。STEM課程是綜合型課程，因此目標也是綜合性的，具體到課程，需要依據(jù)我國學生的培養(yǎng)目標進行設計。比如“長頸鹿數(shù)學”一課，由于中國學生的數(shù)學水平普遍較高，六年級的絕大多數(shù)學生已經(jīng)能夠很好地掌握比例運算，那么這一課就不必再把比例運算作為目標，而是在明確了課程的教學目標后，與我國的課程標準進行對應和匹配。

二是需進一步關注每個學生的實際獲得。由于班級人數(shù)較多，勢必會影響每位學生在課程中的實際獲得，因此還要繼續(xù)提升STEM課程的實效性，關注到每個學生。

三是要加強設施設備建設。在課程實施中常常需要學生使用能夠連網(wǎng)搜索資料的電腦，但在STEM教室里，還達不到每人一臺電腦的水平，甚至達不到每個小組一臺電腦并能上網(wǎng)的程度。因此需要加強設施設備建設。

四是要開發(fā)符合本國國情的案例。目前的STEM課程案例，多直接來自或參考美國課程，更符合美國國情。比如“計算教室能裝多少大米”。在美國的學校，真的會有這樣一間教室用于在地震時儲存大米。但我國的學生就會覺得很奇怪，因為我國通常沒有這種情況。包括STEM課程的產(chǎn)生，也是美國發(fā)現(xiàn)自己的國家在工程領域的人才越來越少了，需要采取措施改變這種情況，解決國家真實存在的問題。所以，在開發(fā)案例時，學校要結合國情、校情、學情，以及社會的熱點、難點問題開發(fā)案例，讓真實問題進入STEM課程。當然，這也對師資提出了挑戰(zhàn)。

總之，任何好的課程和方案，都要適合本國本土的條件和學生特點，才能達到良好的效果。所以，STEM教育要在立足本士的基礎上對先進理念與方法進行吸納和借鑒。

（責任編輯 郭向和）