探索STEM校本課程結合科學實驗教學開發的原則

李方校 袁紅梅

摘 要：在國際科學教育改革的背景下，小學科學體現STEM教育已經成為研究熱點。通過基于STEM教育的實驗教學課程開發研究實現深層次的跨學科整合，摸索STEM教育下的實驗開發策略，豐富小學科學實驗探究活動，為我國科學課程改革實現學科的綜合化提供一些可行思路。以此豐富校本課程資源，真實、有效的促進科學教育培養學生的科學素養。

關鍵詞：STEM教育;校本課程;實驗教學;資源開發;科學性;整合性;針對性;創新性

【正文】總書記在黨的十九大報告中指出，創新是引領社會發展的第一動力，是建設現代化經濟體系的戰略支撐。在這樣的大背景下，全國掀起了重視科學教育的大潮。為了促進學生發展科學素養，很多學校都引用STEM教育理念和借鑒外國STEM課程，都有一定的收獲。2017年2月教育部印發的《義務教育小學科學課程標準》在課程內容中增加了“技術、工程與數學領域”，明確了在今后的科學教學中融入工程、技術、數學教育，對科學教育提出了更高的要求，指出了我國科學教育的發展方向。我國長期在科學課程教學上實施的是探究式實驗教學，在科學教學上起到舉足輕重的作用。如何結合實驗教學開發適合國情、適合不同區域和學校的STEM校本課程，是嘗試和解決STEM教育落地生根的有效方法。郴州市教科院在2018年起牽頭做了《基于STEM教育的小學科學實驗教學課程開發研究》的課題。旨在結合現行的實驗教學，開發出一套利于本地實施高質量的STEM校本課程。我們在開發STEM校本課程資源有哪些問題亟待思考解決的呢？我就STEM校本課程資源開發的原則，談談我們的做法。

STEM校本課程開發需要遵循科學性原則。

以培養學生科學素養為總目標、教育部2017年制定的義務教育《小學科學課程標準》為依據，符合按照立德樹人的要求培養小學生的科學素養，為他們的繼續學習和終身發展打好基礎的基本要求。我們開發的課程不能失去科學課的本色注重其科學性，但又要有STEM教育理念的融合與創新。我們從教科版三年級到六年級科學實驗目錄中遴選一些實驗，延續原有的實驗意義，又拓展了一定的寬度和深度，以彌補原有實驗教學上的不足。并且將原本分散的科學、技術、工程和數學整合成一個新的整體，以新的STEM理念教學，培養學生掌握知識和技能，讓學生能夠靈活遷移應用解決現實世界的問題。例如，在以往的科學實驗教學中像《搭建一座紙橋》《框架結構》《建高臺》我們總是把建構科學原理的概念作為核心，其實我們要把科學原理的運用作為我們的教學出發點，體現其科學性。如開發《搭紙橋》，則應該要學生利用橋梁的科學原理去完成一個紙橋的設計和建造任務。而這個任務應該包含有數學、技術、工程的一些指標，例如“跨度不少于10厘米、承重不低于200克”等，，這樣的指標都體現了科學性。

STEM校本課程開發需要遵循整合性原則。

STEM強調將知識蘊含于情境化的真實問題中，不要過于關注學科界限，將重心放在問題上，強調利用多學科相互關聯的知識解決問題，實現跨越學科界限，從多學科應用的角度提高學生解決問題的能力。我們的科學探究一般采用驗證的過程，學生對教師有很強的依賴性，創新思維與實踐能力的培養呈現碎片化。利用STEM課程就完善了學生對世界的整體認識和提高綜合解決問題的能力。因為STEM學習的成果以作品或人工制品的形式呈現。學生在設計作品的過程中已經無形中利用知識這條脈絡將科學探究和工程設計有機結合起來。學生不僅學習掌握了科學知識，還將所學其他知識合理地運用在作品設計等需要解決的問題上。例如，我們開發教科版六年級上冊《搭建高塔》課程時，充分整合了科學、技術、工程和數學領域展開的實驗教學，學生經歷高塔的設計、制作及評價活動，讓學生學習和體驗工程設計的一般過程，初步掌握設計的基本知識和技術實踐的基本方法。課程中突出了要達到自己的目標需要解決哪些技術問題、工程問題，運用到了哪些知識，自己如何進行考慮選擇與決策，怎樣表達自己的理由，與同學一起不斷調整或改進。該案例引發學生的高階思維，指導學生利用數學知識解決工程和制作的問題，實現了多元化的教育效果。

STEM校本課程開發要有針對性原則。

小學STEM課程開發應遵循兒童發展規律，有針對性的開發一些適合小學生的年齡特點與認知規律的課程。課程開發按照國家的教育方針，結合科學教育的實際情況，并且反映國際STEM教育理念的最新成果。例如，我們在開發《神奇的泡泡》課程時，我們針對低段年級學生的特點引入STEM教學。該課程由學生玩吹泡泡引發學生研究泡泡的形狀、顏色、氣味等，讓學生提出要解決的關鍵問題。教師引導，學生分為多個探究小組，大膽實踐，利用STEM理念解決實際問題收到很好效果。

STEM校本課程開發要有創新性原則。

創新才是校本課程開發的價值所在，實驗教學融合STEM教育理念本身就是一種創新。在課程的實施過程中，要有創新思想才能更好的激發學生的主動性和創造性。實驗教學融合STEM教育更要提出創新。在創新上要特別關注這四種意識，目標意識、課程意識、融合意識、評價意識。首先實驗教學比較實，就是真實，也比較活，就是靈活。我們要達成一個目標體系，讓STEM的實施與實驗教學看成一個整體。這個整體構成了整個科學課，包括實驗教學的目標體系，即目標意識。其次校本課程是科學課程的重要組成部分，開發的資源不僅僅是一本教材，它包括教材、教師、學生，以及課堂情景、教學環境。所以課程的內容可以創新的，不是固定在某一方面，它是在整個科學教學過程中不斷地得到充實和完善的。第三是融合意識。整個科學實驗中，圍繞一個特定的科學問題去開展探究，運用到STEM教育的一個、或幾個 方面都是可以的，不是為了推行這個STEM理念每個課程都要面面俱到，反而限制了學生的思維。我們在開發課程時，除了解決現有的問題，如果還能夠給學生留下一些促使學生繼續去探究的問題，可能這樣的課程價值就會更大一些。第四是評價意識。課程評價也是課程的組成部分，采用激勵性評價 ，體現了對學生一種個性的尊重，也是對學生多樣化的一種寬容。作為科學老師能夠很大限度的去尊重、賞識、肯定學生的話，更有利于學生發揮自己的獨創思維。

基于STEM教育的校本課程資源開發，要突出“校本”二字，即要基于學校辦學實踐，凸顯本校的特色，包括理念特色、教學特色和地域特色。在STEM校本課程資源實際開發過程中，必然會經歷一些曲折與困境，會出現各種各樣的問題。基于STEM教育的小學科學實驗教學課程開發研究，有很多領域和很大的空間有待于我們深入進行探索，更多更好的策略、實施經驗有待于更多的同行的教師在教學實踐中探索。

參考文獻：

[1]《STEM教育理念講座》? ?陳盈? 2018.04.18.

[2]《大國教育之聲論壇》 田慧生 2017.11.30.

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[4]《湖南省小學科學教學設計》? ? ?2018.5.16.

[5]《義務教育小學科學課程標準》? 北京師范大學出版社? ?2017年5月第1版第2次.

基金項目：

本文系湖南省教育科學“十三五”規劃2018年度一般資助課題“基于STEM教育的小學科學實驗教學課程開發研究”階段性研究成果，課題批準號：XJK18BJC024