STEM教育課程開發初探

齊秀嬌

摘? 要 對STEM教育課程開發模式進行初步探索，首先介紹STEM教育的內涵、特征以及STEM教育課程現狀，然后基于泰勒的課程開發模式，初步研究建構出適合STEM教育的課程開發模式。

關鍵詞 STEM;課程開發;科學素養

中圖分類號：G652? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2018）20-0041-03

Preliminary Study on Development of STEM Education Curri-culum//QI Xiujiao

Abstract This study makes a preliminary exploration of STEM edu-cation curriculum development model. The author first introduces the connotation and characteristics of STEM education and the current

situation of STEM education curriculum. Then， based on Taylors curriculum development model， a curriculum development model suitable for STEM education curriculum development is initially studied.

Key words STEM; curriculum development; scientific literacy

1 STEM教育概述

STEM教育是一種新型的教育模式，它的根本目標是培養具有跨學科知識素養和解決真實問題的人才。

STEM教育的內涵? STEM教育是科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）和數學（Mathematics）四個英文單詞的縮寫，它融合科學、技術、工程和數學四類學科的知識、技能，以有效解決現實生活中存在的問題，成為一個有效的教育系統，最終以培養具有善于質疑、敢于創新和勇于實踐的學習品質和解決實際問題能力的人才為根本目標。

STEM教育的特征? STEM教育是由四門學科融合為一個整體，在學生扎實掌握知識和技能的基礎上，解決現實世界中的實際問題。STEM教育具有的特征包括跨學科、趣味性、情境性、體驗性、協作性、技術性[1]。

1）跨學科。STEM教育的首要特征是跨學科，它取消傳統的分科，基于生活世界的真實性對各學科進行整合。跨學科不是以學習某一學科的知識為主要內容，而是把所有學科的知識能融會貫通，以解決現實生活中存在的問題。不再以單獨的科目來評價學生的能力水平，而是重視學生的綜合素質和能力，打破學科之間的界限，實現教育的根本目標。

2）趣味性。人們不是生來就會學習，就喜歡學習的，每個人都喜歡玩，都希望能輕輕松松地學習某個技能或知識。學生也是一樣，他們也喜歡在輕松快樂的氛圍中學習，而不是學習枯燥乏味的知識，背誦毫無意義的公式。STEM教育就是讓學生在做中學，但也并不是毫無目的地學習，而是要求教師根據教學目標設計一定的項目，讓學生在完成項目的同時掌握解決問題的方法、知識和技能。

3）情境性。情境性是指學生學習需要一定的情境。現實生活中有各種各樣的情境，教師在教授學生的時候要合理安排情境，依托恰當的情境讓學生掌握需要學習的技能。這樣一來，各種抽象、孤立的知識就滲透到情境中，學生通過一步步分解現實問題，找出解決問題的關鍵點，最終掌握需要學習的知識和技能。在特定的情境中學習，使學生的印象更為深刻，當遇到類似的情況時也能更好地遷移運用，達到觸類旁通的效果。

4）體驗性。在STEM教育中，每個學生都親自參與其中，在做中學，不同于傳統的教學。在傳統的教學中，學生只是一味地聽教師講解，看教師做，自己的印象根本不深刻，有的學生甚至根本不動腦思考。在STEM教育中，每個學生必須親自解決問題、思考問題，能看到實實在在的效果。學生親自體驗解決問題的過程，每一步都必須經過自己的思考;而且學生之間可以合作解決，培養學生的合作精神和解決問題的能力。

5）協作性。STEM教育的本質是解決真實問題，這些問題往往復雜多樣，難度較大，所以需要多方面的知識，離不開學生與學生、學生與教師、教師與教師之間的合作。只有通過他們之間的交流討論、協同探索，才能有效完成對知識的意義建構。

6）技術性。STEM教育主張技術作為認知工具，融合到教學的各個環節，培養學生運用技術解決問題的能力。因此，學生要具有一定的技術素養，了解技術如何應用，能夠完成復雜的計算和建模，發生深度學習。

2 STEM教育課程現狀

我國當前STEM教育課程處于起步階段，對STEM教育沒有更深入的研究。STEM教育課程大部分是從國外購買的，直接拿過來用。但是國外購買的課程并不是全部適合中國的教育，因此達不到期望的教學效果;而且國外的課程費用相當昂貴，對于全面開展STEM課程代價頗高。還有一部分是本校教師開發的課程，這些教師只是憑借初步的認識來開發課程，沒有認知到STEM課程的本質，只是做到表面的整合課程，并沒有把它們真正地融合到一起，解決不了實際問題。

因此，要想真正利用好STEM教育的理念，一定要把握STEM教育的本質。STEM課程和社會要聯系起來，把經濟社會的新知識、新科技融入課程中;STEM課程也不能僅僅局限于學校課程，而是要充分利用社會資源和服務，讓學生能夠跟上社會發展的步伐。

3 STEM教育課程開發模式建構

確定教育目標? STEM教育的根本目標是培養具有解決實際問題能力的社會人才，這些人具有敢于質疑、勇于創新的精神。因此，STEM教育課程開發應該緊緊圍繞這個宗旨。在泰勒的課程開發模式中，第一步是確定教育目標，筆者認為STEM教育的根本目標就是課程開發需要遵循的目標。泰勒認為教育目標有三個來源，分別是學生、社會、學科，這三個來源依次側重課程的人本屬性、社會屬性與知識屬性，它們相輔相成。因此，在STEM課程開發中應該綜合運用這三種來源。

首先，教育是改變學習者的行為方式的過程，可以根據學習者需求或生活經驗選擇學習內容。

其次，通過對當代社會生活的研究，選擇經濟社會所必需的知識與技能。由于科學技術的迅猛發展，教育者應該及時更新教學內容，滿足社會的發展需求。

最后，要聽取學科專家的建議，他們是在學科知識領域從事高深研究的人，可以使學科基礎知識全面、均衡地融入所設計的問題和項目中，確保不會造成基礎教育領域知識的結構性缺失。

在選擇完嘗試性的、一般性的教育目標后，還要依據教育哲學和學習理論這兩個篩子。教育哲學也就是學校的辦學宗旨，每個學校都有自己的辦學理念，因此對學生可能會有不同的教學目標。學習理論包括學生的年齡特征，在特定的年齡階段需要學習對應難易程度的知識，這都是要遵循相應的規律，因此也會影響教育目標的確定。

1）總目標。總目標是遇到問題時，學生能全面地看待問題，盡可能地從多角度分析問題，找到最適合的解決辦法，然后能細化出解決問題的步驟，做出解決問題的計劃，最后能按照計劃一步一步地完成任務。

2）具體目標。STEM課程的具體目標包括培養學生的科學素養、技術素養、工程素養和數學素養。

①科學素養就是指用科學的知識來解決自然界的問題，尊重科學，相信科學。

②技術素養是理解、運用、評價技術的能力，恰當地使用技術，懂得技術對解決問題的作用。

③工程素養是基于項目的，在解決項目時綜合運用各個學科的知識，把抽象難懂的知識融入生活實際問題中，通過完成項目，培養學生的工程素養。

④數學素養是指遇到數學問題時，學生能夠表達、解釋、交流所蘊含的數學思想。

3）能力培養目標。熟練掌握各種知識、技能，當遇到問題時能大膽地創新，綜合運用各種技巧和方法來解決問題，并且具有有效溝通的能力，能借助各種力量來幫助自己解決問題，也盡力發揮自己的優勢。在解決問題的過程中，充分利用各種資源和渠道，尊重別人的觀點，選擇出最合理的解決辦法，在探究的過程中學習到更多的本領。通過解決問題，使得學生更加熱愛生活、關心社會，培養學生探索、創新精神，樂于實踐，也增強學生的合作意識。

選擇學習經驗? 杜威說過：“思想、觀念，不可能以觀念的形式從一個人傳給另一個人。只有當他親身考慮問題的種種條件，尋求解決問題的方法時，才算真正在思維。”[2]因此，在STEM教育中要確定迫切需要解決的問題，對各事實判斷和價值判斷達成共識，選擇有價值的知識和實踐活動。在重視理論學習的同時，更重視實踐的研究，選擇貼合實際需要和學生實際發展水平的學習經驗。如可以利用操作性更強的材料、故事、方案和戲劇性的演示等。學生在學完以學科知識整合取向的內容后，必須以解決現實生活中的問題或項目為途徑，實踐學習內容所蘊含的那種行為的經驗。在學生實踐學習內容前，教師要提供充足的資源和材料;在學生實踐學習內容過程中，教師應該給予恰當的指導。學生應該重復地練習該學習行為，直到將其內化成自己能力的一部分。在實踐學習后，教師也應該提供給學生鍛煉的機會，讓他們能夠真正地掌握解決實際問題的本領。

組織學習經驗? 借鑒泰勒三項組織學習經驗的準則，STEM教育課程也遵循這三項準則，即連續性、順序性和整合性[3]：

1）連續性就是指直線式地講授主要的課程理論知識;

2）順序性是指在實踐時，后一實踐活動要以前一實踐活動為基礎，同時對相關內容加以深入、廣泛地展開;

3）整合性是指學習經驗之間的橫向關系，課程的片段、組成部分和序列可以任意組合[4]。

仿照泰勒對美國當時學校課程組織結構的實踐，對STEM課程組織結構作了以下分析和歸類。

1）在最高層次上，組織結構是學科課程（科學、技術、工程、數學、藝術）;

2）在中間層次上，組織結構是按連續性和整合性組織的學科課程（如科學的歷史和本質、科學的概念和過程、科學調查、物理、生物、化學、空間、科學、地理）;

3）在最低層次上，組織結構是課（指每天的教學單位）、按順序性組織的問題或項目（一個問題或一個項目可以持續若干天或若干周）。

實施評價? 評價是全面地檢驗學習經驗在實際生活中是否起作用。評價不只是“紙筆測驗”，還包括解決實際問題的能力的測驗。可以根據需要確定評價的情境，讓學生有機會呈現教育目標所指的那種行為。學生是否具有敢于創新、勇于實踐的學習品質和解決實際問題的能力，是評價結果最重要的依據。

4 結語

本文中STEM教育課程開發模式的主體框架采用的是泰勒的課程開發模式，也汲取了其他課程開發模式的一些理念。STEM課程開發模式注重的是理論和實踐的結合，學生不但要扎實掌握理論知識，更要把理論運用到實踐中，敢于創新、敢于實踐，最終解決實際生活中的問題。STEM教育提出學科知識要與現實生活緊密聯系，綜合運用各個學科的知識，打破學科之間的界限，改變課程零散、門類繁多的現象，使得學有所用，真正解決生活實際中的問題，這是STEM教育最根本的價值。■

參考文獻

[1]余勝泉，胡翔.STEM教育理念與跨學科整合模式[J].開放教育研究，2015，21（4）：13-22.

[2]李波.面向就業的中職學校辦公自動化課程設計[D].云南師范大學，2013.

[3]黃文偉.基于泰勒原理下的高職院校精品課程建設：兼論廣東農工商職業技術學院學校國家級精品課程《商務談判》的設計與實踐[J].清遠職業技術學院學報，2010，3（4）：

98-100.

[4]劉祥輝，程家福.從泰勒到多爾：后現代課程觀的解讀及啟示[J].繼續教育研究，2008（5）：151-153.