章磊

摘要：本研究通過分析國(guó)內(nèi)外STEM課程研發(fā)現(xiàn)狀，開展初中STEM校本課程開發(fā)并進(jìn)行實(shí)踐，旨在開發(fā)出校本STEM教材，提升學(xué)生創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：STEM 課程 創(chuàng)新 實(shí)踐

中圖分類號(hào)：G633 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ?文章編號(hào)：1009-5349（2019）10-0174-02

在21世紀(jì)復(fù)雜世界中維持競(jìng)爭(zhēng)力，離不開科技創(chuàng)新和人才培養(yǎng)。習(xí)近平總書記指出：“實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略決定著中華民族的命運(yùn)”，并在兩院院士大會(huì)上強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新人才培養(yǎng)是一個(gè)國(guó)家教育發(fā)展的方向。2016年重慶市教育科學(xué)規(guī)劃辦發(fā)布的《重慶市教育委員會(huì)重慶市財(cái)政局關(guān)于實(shí)施普通高中發(fā)展促進(jìn)計(jì)劃的通知》（渝教基〔2015〕5號(hào)）指出：進(jìn)一步深化基礎(chǔ)教育課程改革，旨在探索開發(fā)基于創(chuàng)新教育初中STEM校本課程，普及STEM教育，提升學(xué)生的創(chuàng)新能力，培養(yǎng)出具有未來學(xué)習(xí)能力的中學(xué)生。

一、國(guó)內(nèi)外STEM課程研究現(xiàn)狀述評(píng)

STEM 是科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）和數(shù)學(xué)（Mathematics）四門學(xué)科的簡(jiǎn)寫，其教學(xué)過程不只是四門學(xué)科知識(shí)簡(jiǎn)單加和，而是知識(shí)的綜合運(yùn)用。

（一）國(guó)外STEM課程研究現(xiàn)狀

2007年克拉克與厄內(nèi)斯特發(fā)表《科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)整合的一例模型》，進(jìn)行了技術(shù)課程融入整合課程的思考，為STEM課程整合提供理論基礎(chǔ);2011年赫施巴赫在《STEM計(jì)劃：約束及挑戰(zhàn)》中從STEM課程內(nèi)涵的角度，提倡STEM進(jìn)行概念教學(xué)，重組科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)課程;2013年瑪格麗特等人發(fā)表了《搭建工程設(shè)計(jì)與PK-12課程發(fā)展的橋梁——通過STEM教育質(zhì)量框架的使用》，該文論述了實(shí)施項(xiàng)目式研究對(duì)學(xué)生興趣的影響。

從上述的研究結(jié)果可以看出，國(guó)外研究人員的研究從簡(jiǎn)單理論研究再到課程的整合研究，開展設(shè)計(jì)有關(guān)STEM的項(xiàng)目，將科學(xué)、技術(shù)、工程與數(shù)學(xué)課程以整合的形式呈現(xiàn)給學(xué)生，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高動(dòng)手實(shí)踐能力。

（二）國(guó)內(nèi)STEM課程研究現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)對(duì)于基礎(chǔ)教育階段的數(shù)學(xué)與科學(xué)課程的研究起步較早，研究成果也比較豐富，而對(duì)于工程教育、技術(shù)教育的研究起步較晚，研究的成果也相對(duì)較少。

2007年，許茵、雷慶的《中美K-12工程教育及其與高等工程教育銜接的比較研究》一文，為我國(guó)基礎(chǔ)教育階段和高等教育階段的工程教育提供了一些啟示與參考;2011年黃芳的《美國(guó)K-12工程教育與高等工程教育的銜接及啟示》介紹了美國(guó)K-12工程教育的現(xiàn)狀;2012年管光海在《外國(guó)中小學(xué)教育》發(fā)表《美國(guó)K-12階段技術(shù)教育：背景、現(xiàn)狀與啟示》一文，文中從美國(guó)K-12階段技術(shù)教育的目標(biāo)、課程內(nèi)容、教學(xué)實(shí)施、課程評(píng)價(jià)等方面進(jìn)行闡述，并根據(jù)我國(guó)技術(shù)教育目前存在的問題提出了相應(yīng)的建議;2013年丁杰等在《科學(xué)、技術(shù)、工程與數(shù)學(xué)教育創(chuàng)新與跨學(xué)科研究》一文中梳理了STEM 教育的教學(xué)模式、教師專業(yè)發(fā)展以及創(chuàng)新應(yīng)用成果，反映了國(guó)際STEM教育研究與實(shí)踐的新趨勢(shì);2016年王潤(rùn)英老師將STEM教育與高中生物學(xué)教學(xué)相結(jié)合，讓學(xué)生體驗(yàn)項(xiàng)目策劃和實(shí)施的具體過程，感受自己生產(chǎn)產(chǎn)品的快樂，感知科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)實(shí)踐之間的緊密聯(lián)系，便于學(xué)生將以后的科學(xué)研究成果更加有效地應(yīng)用于實(shí)踐。

綜上所述，目前國(guó)內(nèi)STEM教育主要分為以下幾類：傳統(tǒng)的課堂內(nèi)數(shù)理化教育——以應(yīng)試為主;勞技課教育、創(chuàng)客類教育——以定向模仿為主;樂高、VEX、FTC等機(jī)器人比賽——以獲獎(jiǎng)為主。

二、研究成果

（一）問卷調(diào)查，研判現(xiàn)狀

進(jìn)行課堂教學(xué)前，對(duì)實(shí)驗(yàn)班級(jí)的學(xué)生進(jìn)行問卷調(diào)查，分析學(xué)生現(xiàn)狀，結(jié)果如下。

1.性格與職業(yè)類型測(cè)試統(tǒng)計(jì)分析

實(shí)驗(yàn)班共有125人完成了性格與職業(yè)測(cè)驗(yàn)。通過統(tǒng)計(jì)我們發(fā)現(xiàn)：同學(xué)中傾向于社會(huì)型的人數(shù)最多，有104人;其次傾向于調(diào)研型，有94人;再次為實(shí)際型，有76人;常規(guī)型和企業(yè)型分別有58和56人;藝術(shù)型的人數(shù)最少，為45人。從上述調(diào)查數(shù)據(jù)來看，實(shí)驗(yàn)班的學(xué)生具有動(dòng)手實(shí)踐的基礎(chǔ)，有利于STEM課程的開展。但藝術(shù)型的學(xué)生最少，這和藝術(shù)教育的弱化存在一定的關(guān)聯(lián)，因此在STEM課程教學(xué)中要對(duì)學(xué)生滲透藝術(shù)及人文主義，培養(yǎng)良好的審美情趣，使學(xué)生制作的作品具有一定的美感。

2.多元智能評(píng)價(jià)統(tǒng)計(jì)分析

2019級(jí)37班共有123人完成了多元智能測(cè)驗(yàn)。通過統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)：在數(shù)理邏輯方面比較突出的有69人;在語言運(yùn)用方面比較突出的有61人;在視覺空間方面比較突出的有58人;在自我認(rèn)知方面比較突出的有45人;在人際交往方面比較突出的有50人;在音樂旋律方面比較突出的有47人;在自然觀察方面比較突出的43人;在身體運(yùn)動(dòng)方面比較突出的有37人。從上述來看，實(shí)驗(yàn)班學(xué)生數(shù)理邏輯能力、語言運(yùn)用和人際交往上都存在明顯的優(yōu)勢(shì)，這為STEM培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)和理工素養(yǎng)、小組合作和表達(dá)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（二）文獻(xiàn)閱讀，整理成文

研究者綜述了國(guó)外STEM課程研究開發(fā)，提出STEM培養(yǎng)學(xué)生的七大核心素養(yǎng)，即批判性思維、信息收索整合、溝通合作素養(yǎng)、創(chuàng)造性解決問題、終身學(xué)習(xí)素養(yǎng)、自我認(rèn)識(shí)調(diào)控素養(yǎng)、成長(zhǎng)型思維素養(yǎng)。

（三）開發(fā)2本校本教材

研究者根據(jù)學(xué)生現(xiàn)狀和文獻(xiàn)研究，開發(fā)出了2本校本教材，即《設(shè)計(jì)及制作投石機(jī)》《設(shè)計(jì)及制作茶多酚結(jié)構(gòu)項(xiàng)鏈》，著重培養(yǎng)學(xué)生七大核心素養(yǎng)，滲透職業(yè)教育，培養(yǎng)學(xué)生藝術(shù)審美情趣。

（四）課堂教學(xué)有序推進(jìn)，課外行知釣魚城

2016年秋期主要進(jìn)行《設(shè)計(jì)制作投石機(jī)》課堂教學(xué)，2017年秋進(jìn)行《設(shè)計(jì)制作茶多酚項(xiàng)鏈》教學(xué)。課堂教學(xué)以問題導(dǎo)學(xué)、小組合作的模式進(jìn)行，學(xué)生參與度高;課外教學(xué)以家庭為單位，開發(fā)了行知課程。行知課程之一就是游覽釣魚城，班主任設(shè)置任務(wù)，在游玩的同時(shí)學(xué)生要了解釣魚城的歷史文化精髓，在父母的指導(dǎo)下設(shè)計(jì)及制作一臺(tái)投石機(jī)。

（五）全校普及STEM教育

2016寒假學(xué)校開展了的“STEM”的創(chuàng)新教育，在全校普及STEM教育，培養(yǎng)學(xué)生在靈活的學(xué)習(xí)空間適應(yīng)未來各種學(xué)習(xí)活動(dòng)的問題解決能力，在非教師主導(dǎo)的課堂環(huán)境中，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造力，促進(jìn)協(xié)作學(xué)習(xí)、發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)以及實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)。

（六）借助微信，普及理念

開學(xué)初，研究者建立了家長(zhǎng)微信群，適時(shí)在微信群里分享關(guān)于STEM的文章，同時(shí)發(fā)動(dòng)家長(zhǎng)去關(guān)注分享STEM的文章。在家長(zhǎng)思想中滲透對(duì)孩子批判性思維、信息收索、團(tuán)隊(duì)合作和創(chuàng)新學(xué)習(xí)相關(guān)理念。在研究者的影響下，許多家長(zhǎng)開始關(guān)注STEM教育，贊成這種跨學(xué)科學(xué)習(xí)、項(xiàng)目學(xué)習(xí)理念。

總之，本研究對(duì)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)與能力的培養(yǎng)取得了一定的成效，但如何在教學(xué)中有機(jī)融合科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)知識(shí)還存在激烈的挑戰(zhàn)。STEM教育是舶來品，要想在中國(guó)落地生根就必須與中國(guó)文化相融合，所以融入中國(guó)人文特色的STEM教育將是未來發(fā)展的方向。

參考文獻(xiàn)：

[1]Advancingthe“E”inK—12STEM Education[J].The Journa lof Technology Studies，Volum036，2010（1）：53-64.

[2]Committee on K-12 Engineering Education，Engineering in K-12 Education：Understanding the Status and Improving the Prospects[R].Washington.D.C.：National Academies Press，2009：15.

[3]丁杰等.科學(xué)、技術(shù)、工程與數(shù)學(xué)教育創(chuàng)新與跨學(xué)科研究[J].開放教育研究，2013（4）：41-48.

[4]管光海.美國(guó)K-12階段技術(shù)教育：背景、現(xiàn)狀與啟示[J].外國(guó)巾小學(xué)教育，2012（9）：16-20.

[5]黃芳.美國(guó)K-12工程教育與高等工程教育的銜接及啟示[J].高等工程教育研究，2011（6）：27.

[5]王潤(rùn)英.STEM教育在高中生物學(xué)教學(xué)中的嘗試生物學(xué)通報(bào)[J].2016（3）：24-26.

[6]許茵，雷慶.中美K-12工程教育及其與高等工程教育銜接的比較研究[J].高等工程教育研究，2007（5）：16-19.

責(zé)任編輯：孫瑤