基于創(chuàng)新教育的初中STEM校本課程開發(fā)與實踐研究

章磊

摘要：本研究通過分析國內(nèi)外STEM課程研發(fā)現(xiàn)狀，開展初中STEM校本課程開發(fā)并進行實踐，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 實踐

中圖分類號：G633 ?文獻標(biāo)識碼：A ?文章編號：1009-5349（2019）10-0174-02

在21世紀(jì)復(fù)雜世界中維持競爭力，離不開科技創(chuàng)新和人才培養(yǎng)。習(xí)近平總書記指出：“實現(xiàn)創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略決定著中華民族的命運”，并在兩院院士大會上強調(diào)創(chuàng)新人才培養(yǎng)是一個國家教育發(fā)展的方向。2016年重慶市教育科學(xué)規(guī)劃辦發(fā)布的《重慶市教育委員會重慶市財政局關(guān)于實施普通高中發(fā)展促進計劃的通知》（渝教基〔2015〕5號）指出：進一步深化基礎(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、國內(nèi)外STEM課程研究現(xiàn)狀述評

STEM 是科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）和數(shù)學(xué)（Mathematics）四門學(xué)科的簡寫，其教學(xué)過程不只是四門學(xué)科知識簡單加和，而是知識的綜合運用。

（一）國外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計劃：約束及挑戰(zhàn)》中從STEM課程內(nèi)涵的角度，提倡STEM進行概念教學(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》，該文論述了實施項目式研究對學(xué)生興趣的影響。

從上述的研究結(jié)果可以看出，國外研究人員的研究從簡單理論研究再到課程的整合研究，開展設(shè)計有關(guān)STEM的項目，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，提高動手實踐能力。

（二）國內(nèi)STEM課程研究現(xiàn)狀

國內(nèi)對于基礎(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K-12工程教育與高等工程教育的銜接及啟示》介紹了美國K-12工程教育的現(xiàn)狀;2012年管光海在《外國中小學(xué)教育》發(fā)表《美國K-12階段技術(shù)教育：背景、現(xiàn)狀與啟示》一文，文中從美國K-12階段技術(shù)教育的目標(biāo)、課程內(nèi)容、教學(xué)實施、課程評價等方面進行闡述，并根據(jù)我國技術(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，反映了國際STEM教育研究與實踐的新趨勢;2016年王潤英老師將STEM教育與高中生物學(xué)教學(xué)相結(jié)合，讓學(xué)生體驗項目策劃和實施的具體過程，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)用于實踐。

綜上所述，目前國內(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等機器人比賽——以獲獎為主。

二、研究成果

（一）問卷調(diào)查，研判現(xiàn)狀

進行課堂教學(xué)前，對實驗班級的學(xué)生進行問卷調(diào)查，分析學(xué)生現(xiàn)狀，結(jié)果如下。

1.性格與職業(yè)類型測試統(tǒng)計分析

實驗班共有125人完成了性格與職業(yè)測驗。通過統(tǒng)計我們發(fā)現(xiàn)：同學(xué)中傾向于社會型的人數(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，實驗班的學(xué)生具有動手實踐的基礎(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.多元智能評價統(tǒng)計分析

2019級37班共有123人完成了多元智能測驗。通過統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)：在數(shù)理邏輯方面比較突出的有69人;在語言運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;在身體運動方面比較突出的有37人。從上述來看，實驗班學(xué)生數(shù)理邏輯能力、語言運用和人際交往上都存在明顯的優(yōu)勢，這為STEM培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)和理工素養(yǎng)、小組合作和表達奠定了堅實的基礎(chǔ)。

（二）文獻閱讀，整理成文

研究者綜述了國外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)識調(diào)控素養(yǎng)、成長型思維素養(yǎng)。

（三）開發(fā)2本校本教材

研究者根據(jù)學(xué)生現(xiàn)狀和文獻研究，開發(fā)出了2本校本教材，即《設(shè)計及制作投石機》《設(shè)計及制作茶多酚結(jié)構(gòu)項鏈》，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，課外行知釣魚城

2016年秋期主要進行《設(shè)計制作投石機》課堂教學(xué)，2017年秋進行《設(shè)計制作茶多酚項鏈》教學(xué)。課堂教學(xué)以問題導(dǎo)學(xué)、小組合作的模式進行，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)計及制作一臺投石機。

（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，促進協(xié)作學(xué)習(xí)、發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)以及實驗學(xué)習(xí)。

（六）借助微信，普及理念

開學(xué)初，研究者建立了家長微信群，適時在微信群里分享關(guān)于STEM的文章，同時發(fā)動家長去關(guān)注分享STEM的文章。在家長思想中滲透對孩子批判性思維、信息收索、團隊合作和創(chuàng)新學(xué)習(xí)相關(guān)理念。在研究者的影響下，許多家長開始關(guān)注STEM教育，贊成這種跨學(xué)科學(xué)習(xí)、項目學(xué)習(xí)理念。

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

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責(zé)任編輯：孫瑤