綜合實踐活動與STEM教育整合的實踐探索

吳奕璇

一、問題的提出

綜合實踐活動課程和STEM教育課程存在很多共同點，跨學科性是STEM教育課程和綜合實踐活動課程的本質特征，與傳統單一科目的課程區別較大，都是問題任務驅動，趣味性強，成功取決于表現，解決真實生活中的問題。

STEM教育主要培養四方面的能力，一是問題解決能力，二是自主創新，三是深度學習能力，四是適應未來的能力。STEM這四個學科放在一起，實際上存在內部的關聯性。怎么開展STEM教育？第一條就是要整合，“整合”是STEM教育核心的關鍵詞，簡稱iSTEM，在這里“i”的意義指整合（integrative），也可以延伸到信息化（informatization）、智能化（intelligent）、交叉學科（interdisciplinary）。整合性STEM教育一個方面是指采取基于工程技術設計的學習方式，第二方面STEM教育還要跟其他學科整合。

STEM學習源于美國，是科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）和數學（Mathematics）四門學科的簡稱，強調多學科的交叉融合，更好地培養學生的創新精神與實踐能力。STEM學習注重知識的整合與聯系，更重視學生綜合運用知識的能力，STEM學習在綜合實踐課程中的應用和實施，對于促進科學、技術、工程和數學知識的融合，引導學生以問題為導向，在觀察、提問、設想、實驗等探究過程中形成良好的創新素養方面發揮了重要的作用。校本化的STEM學習為我國綜合實踐課程注入了新的活力，值得我們去實踐與研究。

STEM教育的本質是學科融合，是教育方式的一種變革，為未來培養人才打下基礎。 綜合實踐活動課的實施是基于其他學科課程的基礎之上的，學生正是利用了學科課程中所學的知識與方法運用于綜合實踐活動課中，反過來，綜合實踐活動課的有效實施，學生從中獲得的基本能力又可以促進學科課程的學習。學農是廣州市高中學生開展綜合實踐活動的主要課程之一，課程的設置依據科學教育的要求，是STEM教育的拓展和延伸。STEM教育與國家關于新時期綜合實踐活動教育的理念是一致的。因此如何把STEM教育整合到我校的綜合實踐活動課程中，特別是與農業、環境教育、勞動技術教育相關的校本綜合實踐活動課程，并開發出綜合實踐與STEM教育整合的校本課程，是值得我們研究的課題。

二、整合各種課程資源，開發綜合實踐活動與STEM整合的校本課程?

STEM教育作為一種開放式的、跨學科學習形態，打破學科疆界，關注學生學習過程中利用跨學科知識解決實際生活問題的思維模式的構建，致力于培養學生主動學習、敢于實踐、勇于創新、懂得溝通、善于交流等綜合能力，這樣的理念與綜合實踐活動課程定位不謀而合，因此，綜合實踐活動與STEM教育整合，將有力地推進STEM教育的發展。

許多學校都將理科科學實踐活動作為理科教學的重要手段，但是當前普通中學由于課時緊張、場地設施缺乏等因素的影響，學習理科知識主要通過理論上的理解和一般的實驗室實驗來完成，缺少與生活、社會的密切聯系，對于理科這些實踐性很強的自然科學的學習是不夠的，不利于學生的觀察能力的培養與知識深刻理解，很多理科知識、原理，學生知其然，而不知其所以然。很多學生覺得理科當中需要“背”的東西太多，而失去了探索的興趣。這是有悖于新課程的基本理念和價值追求的。學農實踐旨在培養學生的綜合素質，它沒有應試教育的束縛和壓力，有很大的自主空間。

綜合實踐活動課程，不是教學層面的一種活動方式，而是課程層面的一種具有獨立形態的課程，它為師生共同開辟了面向生活、面向自然、面向社會的廣闊時空。為此，我校教師依據三個領域課程的不同目標，從學生發展、基地資源的實際情況出發，把中學理科課程中的教材內容進行整理，并且細化和延伸，和綜合實踐活動課中的研究性學習等整合起來，建立綜合實踐活動與STEM教育整合的校本課程。

我校多年來重視利用校園優越的自然地理環境和接待全市廣大中小學生開展各類綜合實踐活動的機會，整合各種課程資源，以實踐、體驗為特色，開發了各種典型的綜合實踐活動與STEM教育整合的課程。現有課程設置有：花卉的栽培、花卉的嫁接、木工、樹林生態考察、濕地生態考察、生態瓶制作、溫室大棚作物管理等。

綜合實踐活動與STEM教育整合，不但讓學生的實踐能力和創新能力得到培養，學科知識也得到鞏固和加深、探究性學習的意識和方法得到增強和補充、意志品質和情感態度價值觀得到升華。

? 三、在“校園生態考察”校本課程中進行STEM教育

STEM的課堂常常是基于真實問題解決的探究學習（PBL，Problem-Based Learning）、基于設計的學習（DBL，Design-Based Leraning），它強調學生在看似雜亂無章的學習情境中發展設計能力與問題解決能力。STEM課堂上教師圍繞一個真實問題，促進學生參與到一個班級范圍內的小組中去開展研究，期間有可能通過面對面的方式、網絡的方式與校外學習支持者、學習伙伴開展交流。在學習與研究的過程中，學生被要求使用技術搜集、分析數據，并設計、測試和改進一個解決方案，然后與其同伴交流研究成果。這類學習方式，學生需要花費更多的課外時間。

STEM教育是一種典型的建構主義教學實踐，學生是“實踐者”，在教師的指導下，激發學生對校園生態考察各種活動內容的興趣，要營造積極的學習心態，通過學生自己去探索學習與實踐活動，去掌握基本的科學考察技能和科學方法，提高發現問題、探索知識、建構知識的能力。教師要為學生創造一個自主性、探索性的學習環境，并指導學生將啟發、操練、探索、反思有機結合，在學習體驗中獲得知識與技能，才能取得較好的教學效果。

學農基地自然生態資源豐富，是開展校園生態考察不可多得的場所。百谷圃除種有常見的谷物、蔬菜外，還有一些珍稀的農作物，百花苑種有上百種的花卉，還有占地5000多平方米的溫室無土栽培基地。這些教育資源都為學生開展校園生態考察提供了廣闊的空間。校園藥用植物包括野生和栽培的有超過300個科近400種，分布在百草園和各山崗或其他種植園地，我們可以利用這些資源優勢，讓學生在校園生態環境中考察、理解、關心環境，在廣州市中小學生中倡導戶外環境教育、生態考察實踐活動的形式，創建廣州市青少年生物科學實踐活動的平臺，使得針對青少年的生態考察實踐活動不僅僅停留在教師，局限在課本，而是努力走向戶外，學生在學農中，通過生態考察實踐活動能親自觀察到和體驗到生物學知識的實用性和價值。通過手腦并用的實踐，學會在自己的生活中發現問題、用所學知識分析問題并解決問題的方法和技術，增進學生對生物科技與社會關系的理解、提高學生的實踐和探究能力。

我校“注重體驗、實踐”的辦學特色，旨在改變學生學習方式，讓學生動起來，在活動中受益，在活動中體驗成長，在活動中培養創新精神和實踐能力。為了使得學生在課堂或實驗室學習到的知識更好地得到內化和吸收，我們將生物課本上相關的生態考察知識點與實踐活動聯系起來，開發出具有自己特色的校本課程。

學農的課程充分地體現了新課程的實踐性原則，因此應盡可能多地安排學生進行動手操作，如實驗、調查活動、生態考察等，增加學生的親身體驗，提高其綜合技能，培養其創新精神和實踐能力。

四﹑在勞動技術課程中整合STEM教育

STEM學習注重知識的整合與聯系，更重視學生綜合運用知識的能力，STEM學習在綜合實踐課程中的應用和實施，是未來的發展方向。我校是廣州市的綜合實踐活動基地，其中的勞動技術課程（學農課程）是學校的特色課程，主要包括除草、鋤地整地、環境整理、施肥、野炊備柴、木工、挖運塘泥等，通過勞動技術實踐，讓學生充分把學科知識運用到生產勞動中，更好地實施STEM教育。

STEM教育強調生產勞動技術和社會實踐，強調實踐，體現了一切真知都來源于實踐，實踐是認識的基礎、實踐是檢查真理和發展真理的標準等思想。

學校開設的各種勞動實踐課，如無土栽培技術實踐、除草、挑人糞尿淋作物、植樹、鋤地整地、捕捉害蟲等，學生通過自己親身勞動、改造環境的過程中，深刻認識到農藥、化肥的污染，水土流失的原理、水資源的浪費、保護耕地等知識，既豐富了學生的感性認識，又能引導學生運用所學各科知識，探索解決環境問題的途徑和方法。這些農業勞動包含了許多中學的生物知識，能使學生的勞動體驗與已有的生物學知識相聯系，也能讓學生親近自然，獲得參與自然實踐的技能。

還有一些勞動技術課會應用到物理相關的內容：施肥課涉及力學中的杠桿和共振知識;野炊備柴課中，柴刀涉及壓強知識;鋤地除草課，鋤頭涉及杠桿、慣性、熱脹冷縮、重力勢能轉化為動能;果園運泥課，斗車的滾動摩擦知識。消防課中，緩降器的滑輪知識;煙霧逃生中濃煙漂浮在上的原理。地震課中，橫波縱波的理解。木工課中，美工刀、刨刀、雕刀等工具鋒利涉及的壓強和杠桿知識等。

勞動技術課中與化學相關的內容有：施肥課，有機肥和無機肥與有機物和無機物有關，糞水在化糞池發酵可以殺菌消毒。聞到氣味還與分子的運動有關系。除草課，化學方法除草（除草劑），雜草與作物爭奪養分，雜草富含有機物質可堆肥。環境整理課，落葉可以堆肥。野炊備柴課，木柴燃燒放熱可做燃料。鋤地課，翻土可以利用陽光暴曬殺菌消毒，土壤疏松透氣，利于作物呼吸等。

這些勞動技術課程很好地整合了STEM教育，如數學方面，有計算比較土壤肥力等;在科學方面，有農藥、化肥的使用方法和土壤分析，花卉、果樹的嫁接、修剪等;在技術方面，有勞動工具、農業設施的使用等;在工程方面，有大棚建造、現代農業設備的設計等。

此外，勞動技術課程的設立還應考慮技術項目的目標性和可操作性、技術項目技術點的基礎性與可遷移性，技術項目與中學其他學科相關聯性等。幾乎所有勞動技術教育課程如除草、鋤地、現代農業、野炊、木工等，都滲透了STEM教育。

綜合實踐活動課程的總目標是通過讓學生積極參與實踐活動，發展學生參與實踐的積極體驗和豐富經驗，提高學生對自然、社會和自我之間內在聯系的整體認識，培養學生的社會責任意識、問題解決能力和實踐創新精神。而在實踐層面STEM旨在培養學生的問題解決能力、自主創新能力、深度學習能力和適應未來的能力。STEM教育具有開放性、綜合性和實踐性的特點。它以學生的自主活動、自主學習、自主研究為主要形式，從自然、社會和生活中選擇主題進行研究，培養學生的問題意識和研究探索精神。因此，我校作為綜合實踐活動基地，把綜合實踐與STEM教育進行整合實踐，取得了較好的成效。

責任編輯 朱守鋰