基于培養學生科學素養目標的STEM教育本土化研究

吳少鋒

摘 要：我國多年來從教育理論研究、教育政策以及實踐方面，在引進和完善STEM教育系統上的工作取得了顯著的進展，但是依然存在著許多的問題，比如課程體系的完善度、學段整體設計的優良度、欠缺完整的評估體系系統等。本文將就旨在培養學生的科學素養進一步促使STEM教育特色化和本土化進行探究，希望可以有參考價值。

關鍵詞：科學素養;本土化;STEM教育

STEM教育系統共分為四門學科，它們是科學、技術、工程以及數學，這是一種全新的教育模式，主要通過四門學科之間的互相融合和滲透，跨學科整合的培養復合型人才的教育模式。最初是在美國作為K-12教育階段改革的重要教學系統，后來我國也引入了這個教育模式，旨在用教育促進創新。

一、STEM 教育的背景與本土化挑戰

因為目前全世界各國在科技領域上的人才比重逐年降低，為了提升國家核心競爭力，美國率先與20世紀80年重視教育改革，研發并運用STEM教育模式，即跨學科整合教育，并取得了較大的進展和影響[1]。隨后各國開始相繼效仿引入該模式，并且研發了很多優秀具有很多成功教學案例的課程和活動。在2016年，我國也推出了《教育信息化十三五規劃》等相關政策，明確指出要對信息技術進行積極探索，將STEM、眾創空間、創客教育等模式在國內開始試點與推廣[2]。2017年，我國舉辦了第一屆STEM教育發展大會，《中國STEM教育白皮書》也問世了，這些政策和舉措也不斷的鼓舞著中國教育者對STEM的推行，并且為STEM教育本土化指明了方向，STEM教育的發展開始進入了全新的探索階段[3]。

二、STEM 教育本土化的依據

（一）本著對學生創新與批判思維的培養宗旨，依據兩個融合的標準，重新構建和改進STEM本土化教育。其中兩個融合指的是一方面，將STEM融入科學教育，也就是給予本文主題給予科學素養目標的STEM教育[4]。在2017年我國針對小學科學教育發布了小學科學課程教育的標準，里面明確指出了對跨學科學習，應當融合STEM教育模式，由教師推廣到教學實踐中[5]。其次是將STEM 教育模式融入“啟發潛能”的學校教學中。啟發潛能的教學核心主要是以樂觀、信任與尊重為主。如果將STEM融入啟發潛能的教學中，有利于提升學生的核心科學素養以及綜合能力。

三、STEM 教育本土化的過程與方法

（一）課程建設

基于教學的四大指標，即“讓學生更容易習得內容、提高思維可見行、鼓勵學生主動求教、提高自主學習、養成終身學習的良好習慣”，學校應當突破教學在時間上、經濟成本上以及空間上的阻礙，在STEM美國版教材的基礎上，結合本校的特殊情況，深入研究小學的科學教材，從不同的維度和難度上總結實際生活問題，繼而設計科學有趣又有用的科學課程，科學實驗材料應當多選用便宜且容易獲取的生活材料，比如報紙、超輕黏土以及棉簽等。

（二）課程實施

課程的教學主旨應當以項目為中心，將學生分為4人一組，分配不同職責，比如工程師、物料經理、測試以及設計總監，讓學生在角色扮演中能夠體會到每個職位的責任，從而樹立責任感。而且這個角色不是固定，可定期輪換，寓教于樂。教師還要在教學中將STEM項目貫徹到底，作為引導者，應當將自主學習的權利還給學生，讓學生在交流和配合中意識到團隊合作精神，從而提高教學效果。

（三）建立實際的評價體系

對于一堂教學課的質量評估和反饋都應當要通過實際的評價體系得知，是教師提高教學質量的重要環節，更是研究學生學習動機和成效的度量尺。所謂實際的教學評價體系指的是學校要聯合實際，建立真實性的教學評價體系，包括過程性與終結性的評價體系。

四、STEM 教育本土化的成果與創新點

（一）.STEM 課程創新理念與教學方法

基于借鑒其他國家STEM教學模式和課程設計，再結合本校的實際情況，總結出一套創新的教學理念，即八步教學法。首先由教師創建課堂問題情境，學生通過問題和結果采取調查研究，開始投入自主設計、測試與優化的課程體驗中。然后在小組交流過程中，對產品優化進行不斷反思和改進，在評價量規的前提下，再由教師評價學生與小組的過程性結果。學生通過教師反饋，得知自己的優勢與不足，從而能夠知道在哪里改進。經過這樣一個良性教學循環，從而能夠全面提升學生的科學素養與自主學習的能力和習慣。

（二）STEM 課程內容本土化與創造性實施

在實際實施課程教學過程中，可以將提取部分常規的教材內容，融合成多樣化的STEM項目，比如在小學科學五年級上冊的教材里，有一篇‘設計小賽車并制作的實驗，將其打造成STEM課程，就變成了“重力賽車的設計與制作。”像這樣的優化基礎課程的教學實驗，可以適用于各個年級段的學生情況，并給與相對應的課程設計。例如對于中年級可以創作出“創意紙牌”的課程，對于高年級可以研發出“捕捉風力”的課程。而且科創社團也可以將STEM與課程融合在一起，可以研發出“七大流程”等工程設計課程，來滿足喜歡創新科技實踐的學生的需求。

（三）創造性地構建真實性評價體系

學校研發了非筆試的STEM課程評價量規，并開始推行實際的課程反饋系統，將原有的期末考核的反饋系統打破，采用“保衛雞蛋”等有創造性的非筆試STEM項目，來讓學生提高對知識的實際應用能力，通過這種評價量規的測驗能夠迅速反饋教學中學生的學習效果。評價量規內容十分豐富，不僅與知識運用，還會考驗學生的自主搜集與處理信息能力、團隊合作能力、動手實踐能力、批判質疑的能力、問題解決能力、以及創新能力。

結語：

在20129年創新STEM教育的行動計劃中，我國將全力打造本土化STEM教育課程，構建能夠打通學段的完善課程體系，相應的也成了科創STEM工作坊，組織相關的教學沙龍，有助于促進學校與各大社會機構之間加強緊密的交流與合作，提高教學效果與教師的教學能力。

參考文獻：

[1]田雪，陳曦，郭偉. 基于培養學生科學素養目標的STEM教育本土化研究[J]. 基礎教育參考，2019（12）：40-42.

[2]張思宇，朱成科. 美國STEM教育及其對我國小學教育改革的啟示[J]. 教學與管理，2017（14）：57-59.

[3]趙呈領，趙文君，蔣志輝. 面向STEM教育的5E探究式教學模式設計[J]. 現代教育技術，2018，28（03）：106-112.

[4]李娜，蔣春利，羅冬梅. STEM教育本土化發展困境及解決策略——以淮安市中小學為例[J]. 福建電腦，2018，34（04）：74-76.

[5]龔道玉，占小紅. 國內外STEM教育的學習結果研究述評——基于熱詞的可視化分析[J]. 基礎教育，2019，16（04）：32-44.