STEM教育指引下的校本課程教學實踐策略

朱曉華 趙欣慶 張子宏

【內(nèi)容摘要】為促進我校學生全面發(fā)展，利用本土資源，將校本課程《本土文化》、《科技生活》、《數(shù)學實驗》聯(lián)袂在一起，以STEM教育理念為指引，以信息技術(shù)為依托，解決學習生活中的實際問題，提升高中語文、數(shù)學、化學學科的教學效能，發(fā)展學生的綜合核心素養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】STEM教育 校本課程實踐策略

STEM教育是跨學科教學的新典范，由科學（Science），技術(shù)（Technology），工程（Engineering），數(shù)學（Mathematics）四門學科英文首字母的縮寫新詞。

學生對知識的理解需要應(yīng)用多種學科的學習實踐來共同解決。在我校本土文化展覽室里，展覽著馬家窯陶罐，水紋彩繪，樸實而精美。語文老師復述陶罐的歷史、講解著彩繪的藝術(shù)之美，化學老師指出：通過化學分析可測定陶罐上殘留物的碳14成分，而數(shù)學老師指出，根據(jù)化學分析所得到的數(shù)據(jù)，可以計算出文物的年代，由于計算量很大，可以用計算機軟件創(chuàng)設(shè)展現(xiàn)實際情境的模擬實驗，這是我們數(shù)學實驗課程的實踐任務(wù)。

一、學科課程整體優(yōu)化策略

學科課程的內(nèi)容往往與學生的現(xiàn)實生活相脫離，在教學中容易忽視學生的興趣及個性發(fā)展與全面發(fā)展。培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力是學校課程的靈魂。為促進我校教學過程整體優(yōu)化，以數(shù)學實驗課程的實踐活動為紐帶，把本土文化課程、科技生活課程有機地聯(lián)袂在一起，使課程迅速適應(yīng)區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的需要，在得到社區(qū)的理解、支持基礎(chǔ)上，面向全體學生，關(guān)注個性差異，根據(jù)學生自己的志愿選擇實踐活動，激發(fā)他們的興趣愛好，培養(yǎng)自主探索意識和創(chuàng)新創(chuàng)造才能，有效促進教學方式和學習方式變革，學生學到了知識、技能，提升了學科素養(yǎng)。

本土文化是學生成長的沃土，在特定的本土文化場景中，以客觀、科學、敬禮的態(tài)度，認識本土文化、弘揚本土文化，以STEM教育理念為指引，把本土文化課程與數(shù)學實驗課程、科技生活課程有機地優(yōu)化在一起，把語文、數(shù)學、化學學科進行再加工，與地域文化有機地結(jié)合在一起，最大限度地凸顯傳統(tǒng)文化在培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)中的作用。

二、學科課程融合教學策略

我校地處祁連山脈，公元前3300到2100年間馬家窯彩陶文化的主要誕生地，馬家窯文化將史前文化發(fā)展推向了巔峰。為了弘揚本土文化，落實“一帶一路”的宗旨，我校成立了本土文化展覽室，展覽室里有介紹母親河黃河、莫高窟、麥積山等圖片展區(qū)，也有馬家窯彩陶缽、彩陶翁、彩陶壺等陶罐展區(qū)，還要定期為學生播放大美甘肅的宣傳片。我校的本土文化展覽室，可以成為以語文教學為主，歷史、數(shù)學、化學、物理、美術(shù)等學科聯(lián)袂教學的平臺，為學生營造跨學科情境學習的氛圍。

除了本土文化展覽室這一富有人文色彩的學習場地之外，我校另一個具有本校校園特色的所在就是數(shù)學試驗工作坊，學生在這里設(shè)計一些數(shù)學學習與科技生活有關(guān)的數(shù)學學具，師生以3D打印理念設(shè)計描繪馬家窯陶器中缽和翁的優(yōu)美形狀，用圓錐曲線合成陶器上流暢的線條紋飾，既體現(xiàn)了數(shù)學對稱之美，又反映了幾何線條之美，黃金分割之美，這些美都源自生活，源自自然，源自遠古。在數(shù)學實驗工作坊，學生樂此不疲的是通過數(shù)學教師引導學生創(chuàng)設(shè)數(shù)學實驗構(gòu)圖，即計算機軟件構(gòu)圖，將“本土文化”展覽室彩陶缽由圓錐曲線弧線構(gòu)造彩缽直觀圖，感興趣的是在展覽室學生可以用陶土、電子烘干機自己動手制作陶器，感受遠古時代先祖制作各種陶器的畫面；引導學生做化學試驗，分析陶土元素成分含量，配制更有利于陶器成型的陶土成分；在其外壁上打印圓錐曲線的幾何線條，在幾何線條上加裝景泰藍工藝，一件飽含本土文化和現(xiàn)代科技感的藝術(shù)作品呈現(xiàn)在我們面前，有效地提升了學生綜合素養(yǎng)，這和國家提倡的全面促進信息技術(shù)與教育教學融合創(chuàng)新發(fā)展的理念不謀而合的。以STEM教育理念為指引，科技生活課程、本土文化課程實踐活動為依據(jù)，把學生在實踐活動中遇到的數(shù)學問題具體化、簡單化，創(chuàng)設(shè)科學化問題案例，運用數(shù)學實驗的方法，通過科學的計算解決實際問題，培養(yǎng)學生的邏輯推理能力與實踐能力的同時，全面發(fā)展學生數(shù)學核心素養(yǎng)。

三、連片社區(qū)研學實踐策略

充分利用學校現(xiàn)有的資源集中力量開發(fā)科技生活、數(shù)學實驗、本土文化校本課程，不斷打造有利于社區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的科技環(huán)境、文化環(huán)境，讓青少年在愉快的情境中習得知識、提升動手實踐能力是我校開展校本課程的主要目標。

創(chuàng)新的教育觀念與企業(yè)社區(qū)健康發(fā)展息息相關(guān)，實施課程教學實踐離不開社區(qū)的大力支持，也就是說，這不僅僅是全校的教研活動，而是整個企業(yè)與社區(qū)的教育實踐活動。在教師引導下，同學們在社區(qū)圖書館或上網(wǎng)查閱蘭州和甘肅工業(yè)發(fā)展的資料，熟悉鋁工業(yè)的歷史背景及本土文化資源，做到心中有數(shù)，研學中才會有更多的收獲，才能為社區(qū)建設(shè)出一份力。通過訪問學區(qū)所在社區(qū)的現(xiàn)代化國有企業(yè)，參觀企業(yè)科技展覽館、生產(chǎn)流程的最重要環(huán)節(jié)，結(jié)合學校課程，現(xiàn)場講解科學技術(shù)中化學應(yīng)用、數(shù)學應(yīng)用、信息交流技術(shù)等基礎(chǔ)應(yīng)用，拓寬學生的思維空間，激發(fā)他們的內(nèi)驅(qū)力，把實踐課程與學科課堂教學有機地融合起來，在師生共同探索的氛圍中潛移默化地提升了綜合素養(yǎng)。

數(shù)學是人類一種文化，怎樣才能把信息技術(shù)真正地融合在數(shù)學教學之中，引導學生深度地體驗數(shù)學知識并培養(yǎng)學生的實踐創(chuàng)新能力呢？大力開展數(shù)學實驗教學是一個好辦法。在教師的引導下，師生共同操作，實踐模擬實驗整個過程，將會更加有助于學生理解知識，體味數(shù)學思想與方法的博大精深，全面發(fā)展學生數(shù)學核心素養(yǎng)。數(shù)學實驗工作坊的建立，也為學校及社區(qū)群眾提供了一個絕佳的學習科學知識的場所，提高了區(qū)域公眾對數(shù)學的認知程度，吸引更多的同學喜愛數(shù)學，營造人人學習科學知識、喜歡本土文化的濃厚氛圍。

以STEM教育理念為指引，充分挖掘本土教育資源，選取與實際生活密切聯(lián)系的內(nèi)容，組織引導學生實地考察，通過查閱資料、互聯(lián)網(wǎng)電話視頻討論，把語文、數(shù)學、化學課程進行再加工，把本土文化、數(shù)學實驗、科技生活有機地結(jié)合在一起。我校編寫的《高中解析幾何教學新探索》、《科技生活，本土文化在我們身邊》兩本校本教材，在實施過程中不斷完善，每一次修改后與社區(qū)圖書館資源共享，接受社區(qū)廣大學生與家長的寶貴建議，青少年們受到本土文化的熏陶，也得到科技生活的啟迪，又得到了數(shù)學美得享受。

四、創(chuàng)設(shè)信息技術(shù)情境策略

以信息技術(shù)創(chuàng)設(shè)校本課程實踐情境，是STEM教育理念的。任課教師根據(jù)課程教學目標，扎實準備，實物展示要根據(jù)“本土”的實際情況，實際情境主要靠信息技術(shù)多媒體輔助，恰如其分地將“創(chuàng)設(shè)情境”融入到校本課程的實踐中去。明確信息技術(shù)情境融入校本課程的教學目標。以發(fā)展學生的思維為核心，引導他們在創(chuàng)設(shè)的虛擬情境中去觀察、感受、操作、討論，將創(chuàng)設(shè)情境與真實情境結(jié)合起來。無論是語文研學還是數(shù)學試驗，或者化學實驗，融入虛擬情境是真實情境的重要補充。

語文是一門綜合性非常強的學科，在語文研學實踐中，教師用精彩的文學語言描述文本語言內(nèi)容情境，通過圖畫再現(xiàn)、視頻的呈現(xiàn)、戲劇的創(chuàng)設(shè)，把學生帶入一個優(yōu)化的教學情境中。在教師的引導下，學生的思維不斷跳躍，積極主動地去思考，有了創(chuàng)造的沖動，欲把知識化為能力，這恰恰是語文教師的期盼。

數(shù)學實研究數(shù)量關(guān)系和空間形式的科學，數(shù)學實踐最重要的是學生感悟數(shù)學推導的思維過程。在數(shù)學實驗教學中，教師課堂上現(xiàn)場操作“幾何畫板”軟件、營造模擬情境，將“抽象”轉(zhuǎn)化為學生看得見、摸得著的“形象”，讓學生感受直觀，并反復強化這種直觀感受，通過觀察、思考、探究、操作、反思與建構(gòu)，把學生的實踐活動穿于整個數(shù)學實驗。

在校本課程（科技生活、數(shù)學實驗、本土文化）教學實踐中以STEM教育理念為指引，解決學習生活中的實際問題，提升高中語文、數(shù)學、化學學科的教學效能，發(fā)展學生的綜合核心素養(yǎng)。

【參考文獻】

[1]何容，江維維.基于STEM教育的校本課程教學實踐探究[J].教育科學論壇，2019，000（020）：16-18.

[2]教育部.普通高中化學新課程標準[M].北京：人民教育出版社.2017.

【基金項目：甘肅省教育科學“十三五”規(guī)劃重點課題“校本課程（科技生活、數(shù)學實驗、本土文化）的深度開發(fā)與有效實施研究”（GHBZ019）成果之一。】

（作者單位：蘭州市永登連鋁學校）