在校本課程中融入STEM教育的探索研究

張曉瑩

摘要：將STEM教育理念融入小學校本課程中，目的在于引導(dǎo)學生將自己的創(chuàng)意、想法以團隊合作等方式表達出來，其能夠突出學生的課堂主體地位，提高學生學習的自主性，從而使學生在生活實踐中學會運用知識和技能?；诖耍卦诒拘ｉ_設(shè)課程來研究STEM教育如何在小學校本課程中融合運用，對培養(yǎng)創(chuàng)新人才進行探索研究，從而提高校本課程的教學質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：STEM教育；校本；融合；創(chuàng)新能力

校本課程以培養(yǎng)學生對知識的運用能力及綜合素養(yǎng)為導(dǎo)向，可將STEM教育、團體動力學、特殊教育、勞動教育等跨學科理念融入其中。STEM教育是一種全新的教學模式，將其融入校本課程教學中，能讓學生從實踐中體驗學習的樂趣，培養(yǎng)學生探究創(chuàng)新精神和動手實踐能力，提高學生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力，有效提高課程的教學質(zhì)量。

1? ? STEM教育理念及其與當前多學科的融合情況

1.1 STEM教育

教育部辦公廳在印發(fā)的《關(guān)于“十三五”期間全面深入推進教育信息化工作的指導(dǎo)意見（征求意見稿）》中明確提出，要有效利用信息教育技術(shù)促進“眾創(chuàng)空間”建設(shè)和探索STEAM教育、創(chuàng)客教育等新型教育模式的發(fā)展，培養(yǎng)學生更強的信息感和創(chuàng)新意識，養(yǎng)成使用數(shù)字化學習的習慣，促進學生的全面發(fā)展。 因此，STEM教育是以學生的興趣愛好為出發(fā)點，讓學生從情境中觀察問題、發(fā)現(xiàn)問題，轉(zhuǎn)化成學習探究的主題，并通過小組合作學習、共同探究的方式動手實踐，借助創(chuàng)客技術(shù)手段及工具等媒介，融合科學、數(shù)學、物理、化學、藝術(shù)等學科知識，從而將創(chuàng)意變?yōu)楝F(xiàn)實，讓學生主動探索新知，激發(fā)學生的創(chuàng)新精神，進一步提升學生的創(chuàng)新能力、創(chuàng)造能力與實踐能力。

1.2開展科學教育與STEM教育的情況

青少年科學素質(zhì)行動包括全面推進校內(nèi)青少年科技教育，特別鼓勵探索開展科學創(chuàng)新與技術(shù)實踐的跨學科探究活動，即STEM領(lǐng)域的后備人才培養(yǎng)的教學改革。因此，學校開展的科學教育也在不斷更新變化，不僅要重視培養(yǎng)學生的探究能力、求知精神與動手實踐能力，還要引導(dǎo)學生善于觀察并發(fā)現(xiàn)問題，樂于動手操作嘗試，勤于運用科學原理和技術(shù)等多學科知識創(chuàng)造性地解決遇到的問題，從而不斷促進學生自我價值、綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的全面提升。

1.3 STEM教育與校本課程的融合情況

2017年11月，為創(chuàng)新學校課程內(nèi)容，引領(lǐng)教與學方式的改變，促進人才培養(yǎng)模式的轉(zhuǎn)變，經(jīng)廣州市教育研究院審定，廣州市越秀區(qū)楊箕小學（以下簡稱“我?！保┏蔀槭着皬V州市中小學、中等職業(yè)學校深入推進STEM課程實施試點學?！?。因此，我校在校本課程的實施中，融入STEM教育理念，把STEM教育與創(chuàng)新教育、體驗教育、勞動教育、項目式學習等理念和思想相互融合，在有意義的以及富有體驗感的學習環(huán)境中培養(yǎng)學生的好奇心，讓課堂變成以學生為焦點的學習中心。教師在教學過程中，通過觀察記錄的方式，持續(xù)地觀察學生的行為表現(xiàn)、心理活動以及小組合作情況，包括對有特殊教育需要的學生的觀察。學生在小組團隊中遇到問題、發(fā)現(xiàn)問題時及時引導(dǎo)并評估學生在此活動中學習的進度，動態(tài)評量所實施的教學策略是否有效。在此教育模式下，進一步提升學生勤思考、樂參與、勇操作等核心素養(yǎng)以及解決問題、激發(fā)創(chuàng)作、合作學習等方面的意識和綜合能力。

2? ? STEM教育在小學校本課程中的融合策略

2.1將STEM教育與課外實踐學習相融合

在開展校本課程教學過程中，教師要注重激發(fā)學生的學習動機，通過多樣化的主題學習，鼓勵學生大膽創(chuàng)新，在此期間讓學生嘗試使用數(shù)字化技術(shù)，以及將各學科知識融合理解，運用知識探索的方式來解決遇到的問題，嘗試把想法或創(chuàng)意付諸實踐，同時要培養(yǎng)學生的團隊意識與分工協(xié)作能力，不斷嘗試和調(diào)整改良作品，充分激發(fā)學生持續(xù)不斷的創(chuàng)造力，提高學生利用信息技術(shù)對問題進行分析、制定解決方案的能力和動手探究、操作的能力。例如，教師可以組織學生對附近河流水源質(zhì)量展開調(diào)查。先讓負責走訪調(diào)查的學生確定調(diào)查內(nèi)容，然后根據(jù)調(diào)查統(tǒng)計表，在調(diào)查過程中以錄音、拍攝和筆記等方式對河流附近的居民進行走訪調(diào)查，最后將采訪內(nèi)容整理好。再讓負責河流考察的學生在河流附近水域進行取樣調(diào)查，觀察水源顏色、清澈程度、漂浮物情況等并出具調(diào)查結(jié)果。負責水源取樣檢測的學生通過測定樣本的pH酸堿度、測試水中含氧量等了解水源質(zhì)量，并記錄測驗結(jié)果。在此過程中，學生不僅積極動腦思考，還通過親歷實踐，掌握了獲取信息、處理信息及運用不同學科知識解決問題的能力，從而實現(xiàn)STEM教育的目的。

2.2利用STEM教育培養(yǎng)團隊協(xié)作能力

在STEM教育理念下，鼓勵互相學習、共同探究、分組合作、同伴互助、樂于分享的精神。其十分重視培養(yǎng)學生的團隊意識與協(xié)作能力，學生可以通過同伴間或師生間的互動來獲得不同的學習經(jīng)驗。不同的任務(wù)角色和不同的分工內(nèi)容，都可以有效激發(fā)學生對知識的探索欲望。例如，在組織學生進行將廢物變肥料的活動時，除了讓學生了解蚯蚓的呼吸方式與生活習性外，還可以讓學生以小分隊為單位探究蚯蚓將廢物變肥料的能力。在此過程中，有的學生選擇調(diào)制營養(yǎng)液，還有的學生選擇為蚯蚓建造一個處理廢物的空間。學生在實踐的時候，分工配合，共同商量對策、設(shè)計方案。最終確定了最佳方案，在集思廣益過程中，學生都積極地參與其中，共同協(xié)作。

2.3將STEM教育融入課堂設(shè)計中

雖然STEM教育與傳統(tǒng)教育模式下的課堂教學都是以知識點為起點開展教學活動，但是學生獲得的實踐體驗有所不同。傳統(tǒng)教學模式下的課程一般以教材中的內(nèi)容為中心，缺乏創(chuàng)新性，難以提高和激發(fā)學生的思維能力與創(chuàng)新精神。在STEM教育理念下，教師不僅是學生學習知識的引導(dǎo)者，更是學生的技術(shù)指導(dǎo)者。教師在學生運用跨學科的知識和元素以及創(chuàng)造性的操作技能進行學習的過程中給予指導(dǎo)，使學生可以在有限的學習時間、空間中獲取更有趣、更豐富及更有意義的學習體驗，目的是讓學生在親身參與實驗的過程中培養(yǎng)自主探究精神和動手操作能力，從而進一步激發(fā)學生的好奇心與學習主動性。

在STEM教育模式下，教師通過設(shè)計項目式學習的方式，對各項活動的實施過程進行優(yōu)化調(diào)整，使學生能夠?qū)⑺鶎W知識內(nèi)容應(yīng)用到日常生活中。例如，教師在教學設(shè)計時會思考如何在課堂中為學生提供豐富的學習素材，并利用這些素材拋磚引玉，激發(fā)學生的興趣，讓其思考探究，在學習的過程中習得使用信息技術(shù)的方法，利用任務(wù)單或者學習單，環(huán)環(huán)相扣，這樣不僅可以有效激發(fā)學生的學習興趣，提升學生解決問題、創(chuàng)新創(chuàng)造的能力，還能讓學生更好地參與到教學活動中，從而提高課程的教學質(zhì)量，讓每個學生都能得到不同程度的提升和發(fā)展。

2.4將STEM教育融入教學實踐中

教師在將STEM教育融入小學校本課程中時，可以結(jié)合STEM教育中“人工智能”的一些科學原理，根據(jù)學生的個體差異及學習需求進行智能教學，以科學的量表實測評估分析學生的能力起點和學習特質(zhì)，并以智能分析的方式促進學生進行實踐學習，滿足學生的成長需求，為其創(chuàng)造應(yīng)用科學知識和技術(shù)的平臺，使得學生將頭腦里裝著的各種各樣的想法表達出來。

在這樣的教學模式下，需要教師融合翻轉(zhuǎn)課堂的教育理念，從過往的知識內(nèi)容講授者變成學習促進者，更新和調(diào)整教學方式、改變課堂模式，實現(xiàn)真正的因材施教。例如，組織學生設(shè)計智能夏季滅蚊機器人活動時，教師首先讓學生通過各種工具查找了解到蚊子的生理構(gòu)造及生活習性，讓學生認識蚊子這種害蟲對人類健康的危害。然后，讓學生根據(jù)蚊子所處環(huán)境等因素研究如何進行滅蚊操作，開展分析討論并設(shè)計出滅蚊裝置。最后讓學生通過動手實踐的方式，將設(shè)計的滅蚊裝置制作出來，并對滅蚊效果進行評價。教師全程參與其中，提出自己的建議與想法，并與學生一同動手操作。這樣的教學模式，能夠為學生提供一個開放的、動態(tài)的、交互的學習平臺，教師也是其中一員，在拉近學生與教師之間距離的同時，讓師生間建立起密切的聯(lián)系，有助于學生與教師一同合作，共同交流探討。

3? ?小學校本課程中運用STEM教育的評價與成效

3.1實施過程的評價反饋

STEM教育課堂教學評價的重點評價維度在以下方面：圍繞教學目標，重點關(guān)注學生的創(chuàng)新思維能力和解決問題的操作技能的變化；教學過程要注重學生的自主性、探索性；教師是否能關(guān)注不同學生發(fā)展的差異性；關(guān)注學生創(chuàng)作作品的成果（包括是否完整、外觀、配色、穩(wěn)定度、運行的流暢性等）；課堂教學的開放性與動態(tài)生成性；課堂教學的互動性（與同伴分工協(xié)作的能力、總結(jié)與反思的能力、發(fā)現(xiàn)以及解決問題的能力、作品展示以及表達的能力）。

3.2目前取得的實施成效

從2017年起，我校為三到五年級的全體學生，每周每班開設(shè)了一節(jié)STEM課和創(chuàng)客融合教育校本特色課程。

課堂表現(xiàn)。從《校本課程觀察評價表》可以看出，教師在課堂上，應(yīng)用以學生為教學主體，鼓勵學生自主積極思考、動手探索的教學模式，學生的動手能力、團隊協(xié)作能力、解決問題的能力等綜合能力得到了不同程度的提升。同時，根據(jù)每個學期期末考察形式與評價，可以看到學生的上課表現(xiàn)：分組互動、有序進行、作品充滿著創(chuàng)意。觀察中發(fā)現(xiàn)，連隨班就讀的特殊學生也能有效參與，享受課堂樂趣，他們都非常期待和喜歡上這門課，同時也能遵守上課規(guī)則。因此，STEM教育在校本課程中的融合運用，有效地體現(xiàn)了多元智能的評價方式、開放式的教學模式以及特殊教育因材施教的教學理念，這也是其能提高教學質(zhì)量的核心所在。

數(shù)據(jù)方面。為了讓課程的實施效果可量化，也更直觀，基于STEM課題的實施，由專業(yè)技術(shù)人員利用持續(xù)開發(fā)中的學生綜合能力測量系統(tǒng)，對學生接受STEM教育進行前測和后測。從數(shù)據(jù)上可以看出，STEM學科融合組課程開展后，融合組學生在創(chuàng)造力傾向、語言智能、邏輯數(shù)學智能、學習效能感、主科學習興趣維度的得分差異顯著（顯著性p<0.5），融合組顯著高于對照組。

3.3研究成果

設(shè)計50節(jié)分別適用于小學各年級的可編程機器人STEM課程以及一套適用于小學使用的可編程機器人STEM自編活動教材。

STEM教育提供給學生全方位展現(xiàn)自我的發(fā)展平臺。學生積極參加科技嘉年華、STEM教育展示活動、青少年科技創(chuàng)新大賽、機器人競賽、中小學生電腦制作活動等特色活動，不僅在活動中獲得獎項，各方面能力得以提升，還有效地推進了科技創(chuàng)新活動與學校基礎(chǔ)教育的有機結(jié)合。

4? ? 結(jié)語

綜上所述，將STEM教育融入小學校本課程中，需要教師在教育理念、教學方式、教學策略等方面進行改革與創(chuàng)新。在STEM教育理念下，為學生提供更加開放的學習空間，使得學生在團隊協(xié)作中根據(jù)不同的學習項目設(shè)計解決方案、合理分工、思考探究、共同配合，完成任務(wù)，達成課程目標，從而培養(yǎng)學生善于發(fā)現(xiàn)問題、勇于動手操作、勤于思考、樂于參與、尊重他人等核心素養(yǎng)以及解決問題、創(chuàng)新創(chuàng)作、合作學習等方面的意識和綜合能力，并且將這些核心素養(yǎng)和綜合能力運用到日常學習和生活實踐中。

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