實踐基地開展STEM 教育的實踐研究

劉少芬

（廣州市中學生勞動技術學校，廣東廣州 510000）

STEM 教育即科學（Science）技術、(Technology)，工程(Engineering)和數學(Mathematics)的教育簡寫，提倡跨學科教育，使用多學科的思維和知識解決實際問題。STEM 教育并不是將科學、技術、工程和數學等學科簡單的疊加，而是使它們彼此之間進行有效融合，組成一個有機的整體，并以真實問題解決為任務驅動，在實踐中應用知識、獲得知識，培養學生的問題解決能力、復合思維和創新思維[1]。 根據STEM 教育的內涵與特征，本文探索在理論與實踐基礎上，對實踐基地開展STEM教育如何抓好重點、 如何建設硬件配套以及深化提升的對策進行積極探索，以STEM 教育的實踐探索促進學生實踐能力、問題解決能力與創新思維發展，促教師專業化發展。

1 綜合實踐活動基地為什么要開展STEM 教育

廣州市中學生勞動技術學校（以下簡稱“實踐基地”）是廣州市教育局直屬的中小學生綜合實踐活動基地，全國青少年校外活動示范基地。 實踐基地創辦于1983年，校園占地面積305 026m2，每年承接約7 萬名中小學生開展各項主題的實踐活動，秉承“德育為首、勞動教育為主、育人為本”的辦學思想。 為全面貫徹落實黨的教育方針，落實立德樹人根本任務，發展素質教育，加快推進廣州“好教育”的建設步伐，實踐基地根據教育部印發的《中小學綜合實踐活動課程指導綱要》和廣州市教育研究院《關于在廣州市中小學、中等職業學校深入推進STEM 教育工作的指導意見（試行）》，積極探索綜合實踐活動課程（CPA）框架下的STEM 教育實施模式以及具有廣州特色的創新型課程，以培養學生的創新能力與實踐能力。 希望以STEM 教育理念引領學校課程創新和發展學生核心素養，為學生能夠適應將來快速變化的社會生活、 職業世界和個人自主發展打下更加堅實的基礎。

2 開展STEM 教育的策略

2.1 以教師培訓為抓手，提升教師STEM 教育理念

推進STEM 教育，教師觀念轉變和知識掌握尤其重要。 教師是教育教學的引導者、組織者。 推進STEM教育先從教師培訓著手。 首先讓教師認識到STEM 教育是創新人才培養模式和選拔模式、深化課程教育改革的突破口，是認真貫徹落實黨的十九大精神，落實立德樹人的積極體現。 認識到STEM 教育重要性有利于促進深入的學習與理念的轉變，把STEM 教育融入教育教學中，積極探索適合本土的創新型STEM 課程。

2.2 以課程實施為重點，推動STEM 教育的落實

課程是STEM 教育實施重要載體。 師生都是通過課程進行教和學。因此，創設STEM 教育課程資源與實施十分重要。 這需要學校教師不斷在實踐中探索與創設案例，通過評價不斷完善案例。例如，廣州實踐基地，在落實STEM 教育過程中，先組成STEM 教育骨干小組團隊，結合實際創設出可操作性強的課程作為實施案例，再以點帶面推廣。

案例1：木工創意課融入STEM 教育。 該課原來由教師教做一兩種小掛件、小木凳，然后讓學生自己做出來，更多是一種模仿操作，創新思維體現不足夠。 但通過融入STEM 教育，教師提出項目任務與安全事項，或讓學生自己選項目開展實踐創作，運用多學科知識解決實際問題。 例如：3～5 人小組搭建一間約2m2的小木屋，高約1.2m，需堅固、有屋頂、門窗，有簡易裝修；材料提供：木方、木板、木條、鋸子、電鉆、釘子等；安全事項：工具與木板的使用安全等。 評價標準：小組是否能解決木屋設計、成品是否堅固、是否有創意或特色、成果分享是否結合創作主題，體現問題解決過程的思考？合作意識如何？ 等開展評價。

案例2：樹林生態系統考察課融入STEM 教育。 以往教師安排的四項內容給學生完成實踐考察，并且，課中遇到難點例如測樹高、測喬木頂的微氣候等，教師基本上是一一教學生方法如何實施完成。 融入STEM 教育新理念，則可設置為學生根據興趣自選主題，在完成基本考察任務的基礎上，商量解決如何運用多學科知識解決測量喬木的高度、風速、溫濕度等問題，解決選采樣方等問題。 重視解決問題過程與方法，培養學生在解決問題中產生的思維碰撞以及能力產生等方面收獲。

例3：研究性學習融入STEM 教育。 研究性學習通常是利用課余時間開展，學生在教師指導下，選取身邊社會熱點問題做主題，如“水污染調查檢測與應對策略研究”[2]，需運用生物、化學、地理等知識解決污水的檢測與應對策略。 通過學生的研究，提出“生態系統式水自凈城市方法”的創意。 該創意認為：政府引導與輔助工廠和社區的污水收集，將污水輸送到不同類別污水處理廠，達標后才流入河涌。河涌定期將水體引流到濕地繼續凈化，也抽到社區小濕地、 生物浮床等進行凈化，將濕地水體跟河涌形成回流。除了生物和濕地的凈化，讓河涌的水通過流動過程“活”起來，也是一種凈化過程。

這些STEM 教育課程，很能鍛煉學生運用多學科知識解決實際問題的能力，發展創意思維，以及價值體認、責任擔當等方面收獲，體現STEM 教育的意義。

2.3 重視成果分享，提升學生自我效能感

STEM 教育強調學生成果的分享、 創造的愉快和收獲，強調學生成就感與自我效能感[3]。因此，重視學生的資料整理，成果匯報。這也是STEM 教育提倡的重要環節。這成果可以是一份物化的成品，也可以是電子文字作品等收獲。 例如，學生在污水凈化研究性學習中，分享了自己在實踐過程在思想、實踐能力、學科知識應用、凈化水資源的創意設計、同學合作等收獲，匯編成文稿參賽，并獲得廣州市教育研究院組織的2017年第三屆廣州市中小學“樂創空間，我行我秀”科技主題實踐活動評比一等獎。

3 開展STEM 教育的實效

廣州實踐基地為了檢測學生開展基于STEM 理念的系列課程對提高學生實踐能力、 問題解決能力與創新思維發展的影響，實踐基地結合廣州市教育科學“十二五”規劃課題《綜合實踐活動基地課程優化與發展研究》設置了調查問卷，課題組隨機抽取729 名參加了樹林生態考察課的學農高中學生做了問卷調查，結果顯示：71.2%學生認為自己提高了生態意識，70.5%學生認為提高了團隊合作的意識，65.8%學生表示動手能力得到了提高，64.5%學生表示科學素養獲得了提升。 2018年，實踐基地通過承辦廣州市中小學生科技夏令營，活動組創設了幾門針對中小學生的STEM 課程，包括“科技挑戰——頭腦大富翁”“生物科學實驗——青蒿素提取探究”等，并精心設計了師生問卷，對科技夏令營的活動質量進行調查反饋。結果顯示：1 588 名學生對“提高了探索科技的興趣”選擇“很贊成”和“贊成”合計占97.1%，“提高了動手制作與實踐能力”的占97.7%，“提高了跨學科知識在活動中的應用能力”的占97.2%。

4 結語

通過教師理念先行、課程創設與實施，重視評價與反饋，對實踐基地落實STEM 教育，提升學生實踐能力、問題解決能力與創新思維等綜合素質發展，落實立德樹人任務具有積極意義。