淺談STEM項目校本課程開發與建設

【關鍵詞】STEM ?項目教學 ?校本課程 ?課程建設

【中圖分類號】G42 ?【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2022）05-0070-03

一、為什么要開展STEM校本課程開發

（一）STEM教育正成為世界各國的國家人才培養戰略

鑒于STEM教育是基于具體的工程項目為依托，應用數學和科學知識以及技術手段為工程項目服務，在項目實施過程中鍛煉應用工程思維，培養學生的綜合科技應用能力，綜合育人效果明顯，因此，STEM教育正成為世界各國爭相采取的國家人才培養戰略。我校有幸參與中國教科院“中國STEM教育2029創新行動計劃”，成為首批STEM教育種子學校，目前正在實施STEM校本課程的教研開發，本課題就是根據我校科技教育辦學特色而實施的項目教學研究，希望找到適合本校的可持續發展的STEM教學。

（二）我國起步雖晚，但我們在奮力追趕

經查詢資料，歐美和日本等發達國家STEM課程上世紀80年代起源于大學，隨后引入高中開設STEM課程，已經早成為傳統的必修課程，為發達國家培養科技人才作出巨大的貢獻。我們國家直到21世紀初才發現西方有STEM課程，才意識到STEM課程對科技綜合人才培養的重要性，才陸續開始引入大學的STEM課程。2010年以后，我國中小學的綜合實踐活動課程、通用技術課程和信息技術課程研討會上，開始提出STEM整合教學理念，越來越多的中小學嘗試開展STEM整合教學，STEM教育開始受到國家教育部門的重視，終于在2016年6月，中國教科院出臺《中國STEM教育白皮書》，標志著我國STEM教育成為國家戰略行動，開啟中國STEM教育的新紀元。

（三）我校開展STEM教育具有優勢

我校中山市第一中學是一所百年老校，一直是廣東省新課程改革樣板校，“一體兩翼”辦學特色鮮明，其中科技教育是重要的一翼，成為學校培養科技人才的重要途徑。2004—2008年，我校綜合實踐活動、通用技術、信息技術課程實現教學常態化，2008年開始，我校綜合實踐活動和通用技術實施教學整合，開展實施基于設計與制作的項目教學，已經初現STEM教學雛形，2012年以后，STEM教學在我國興起，我校綜合實踐活動項目教學課程已經實現常態化，目前正在進行STEM模塊課教學，正在探索STEM課程可持續發展的研究。多年來，我校在綜合實踐活動、通用技術和信息技術學科教學中堅定實施項目教學，STEM課程走在省市前列，我們開展STEM教育有基礎有條件，具有可行性。

二、如何開發與建設STEM校本課程

（一）研究目標

（1）試驗基于設計與制作項目的主題教學，實現STEM新課程的常態有效教學。（2）探索本校STEM模塊課程的育人效果，主要考查STEM課程對教師開發課程的能力鍛煉，以及對學生綜合科技能力的培養。

（二）研究思路

研究內容框架如下：

（三）具體研究過程

本研究初步計劃分四個階段：準備階段、調查階段、實驗階段、評價總結階段，用3年時間。

1.第一階段：準備階段（2019年3月—2019年5月）

以文獻研究為主，了解新一輪課改的新動向，了解綜合實踐活動課程、信息技術和通用技術課程新標準要求等，查找本課題開展研究的法理支撐，明確本課題進行研究的育人價值和實施研究的方向。

2.第二階段：調查階段（2019年6月—2019年8月）

（1）采用網絡問卷、微博和教學群調查國內各省市友好學校STEM的開課情況;（2）實地調查市內兄弟學校對STEM課程的實施情況;（3）調查學生對STEM課程的態度和要求，摸清學校實施STEM校本課程改革的實施條件和實際需求。

3.第三階段：實施階段（2019年9月—2021年7月）

以行動研究為主，探索STEM課程整合新策略，實驗分兩輪進行：

第一輪：2019年9月—2020年7月

制定STEM校本課程教學計劃和進度計劃，完成STEM校本課程資源建設，各STEM校本課程項目組編寫本項目教學的教案，設計制作好課件，在教學實踐中不斷總結反饋，形成初步的校本教材。

第二輪：2020年9月—2021年7月

在新一屆班級繼續重復開展教學實踐，總結第一輪階段性成果，完成中期成果匯報，在第一輪的教學基礎上進行優化整改，完善各STEM校本課程的材料，形成完整的STEM校本課程教案、課件、校本教材、學生作品集等，課題組成員撰寫階段性研究論文，編寫一些STEM校本教學課例等。

4.第四階段：總結評價階段（2021年9月—2021年12月）

開始第三輪教學，總結前2年實施兩輪STEM校本課程的情況，發現STEM校本教學可以常態化實施，課題組教師都熟悉本模塊的教學，教師和項目沒有變，就是鐵打的營盤，學習項目的每屆學生變了，就是那流水的兵，第三輪的實施按部就班，各校本課程自成體系，可滿足學生個性化教學的需求，實現STEM校本課程常態化實施。

三、研究的成果

（一）形成STEM校本課程教學體系，開設系列設計與制作STEM校本課程項目，形成教案、課件、校本教材等

實踐研究證明，基于設計與制作的STEM項目教學可以有效整合數學、科學、通用技術和綜合實踐活動課程，是實際可行和有效的跨學科實踐活動教學。課題實驗用時兩個半學年共五個學期，先后實踐了項目一《航空模型的設計與制作》，項目二《電子電路的設計與制作》，項目三《三維結構的設計與制作》，項目四《創意機器人的設計與制作》，項目五《創意視頻的設計與制作》，每個學期的項目教學都能按計劃順利完成，每個STEM項目教學完成后都有學生作品展評，優秀作品推薦參加市、省的科技創新也獲得優異成績。從2019年12月開始，課題試驗的項目一《航空模型的設計與制作》和項目四《創意機器人的設計與制作》，已成為廣東省初中科技實踐活動地方教材，已經在廣東省內出版發行使用。

（二）課題研究促進教師的教研工作，提高了教師的教育教研能力，課題研究的大量成果獲獎豐富

課題組成員撰寫的教研論文在省級學術期刊發表5 篇;課題組教師參加各級教學教研競賽獲獎豐富，獲省級獎4 項，市級獎10多項。

（三）促進學校科技教育，學生科技競賽成績突出

為突出我校科技教育的校本特色，本課題的項目教學全部為科技類STEM項目，特色鮮明，科技類STEM主題的項目教學，實現數學、科學、技術和工程等綜合應用，培養學生的工程思維，鍛煉學生的動手能力，有效提高學生的綜合科技素養。本課題的研究促進了學校科技教育的濃厚氛圍，學生積極參與各類科技興趣小組活動，學生課余參加青少年科技創新大賽、航模比賽和創客挑戰賽等科技競賽，獲獎人數眾多，成績突出，近3年獲全國獎3項，省級獎21項，市級獎37項。

四、研究結論反思

本課題探究了在綜合實踐活動、信息技術和通用技術課程教學中實施STEM項目教學，嘗試實施跨學科實踐活動的整合教學，摸索適合本校實際的STEM科技教育校本特色課程。經過幾年的實踐研究，得出結論與反思如下：

（一）在綜合實踐活動、信息技術和通用技術實施STEM項目是可行的

綜合實踐活動課程、信息技術課程和通用技術課程都是普通高中國家規定的必修課程，這幾門課程的課程標準都明確要求，提倡在日常教學中多實施項目式學習，項目教學正在成為這些學科教學的趨勢。STEM教育是典型的項目式學習，是解決某個實際問題的教學，學生要應用所學的知識進行活動前設計，在實際制作活動中要應用多種方法和技術，STEM項目教學是設計制作過程，又是研究性學習過程，充分體現學生的主體性、主動性、綜合性和實踐性，而且具有鮮明的科技特色。在綜合實踐活動、信息技術和通用技術教學中開展STEM項目教學，具有天然的優勢，我們實際的教學研究也表明，在綜合實踐活動、信息技術和通用技術實施STEM項目是可行的，而且可以實現常態化教學和可持續發展。目前我校開設的五個STEM項目已經成為學校的校本特色課程，豐富了學校術科模塊課程體系建設。我們以基于技術設計與制作的STEM項目教學作為校本特色的技術教育課程，普及設計制作類的研究性學習活動，保證每年都有優秀的科技創新作品，突出我校重視科技創新教育的校本特色。

（二）研究成果得到實際的推廣應用，已產生良好的教育示范效益

（1）研究的項目成為省市正式教材。本輪研究我們一共實施了五項STEM項目，均取得教學成功，這些項目不但成為我校的校本模塊課程，有2個項目《航空模型的設計與制作》和《創意機器人的設計與制作》，已經成為廣東省省級地方教材，目前在中山市和廣東省內初中學校作為科技活動教材，《航空模型的設計與制作》教材在全國很多學校購買使用3000多本，山西省某高校無人機班也采用此書作為教材。

（2）研究成果正輻射引領學科發展。本人專注實施綜合實踐活動項目教學，2021年3月，本人成為廣東省綜合實踐活動名教師工作室主持人，萬錄品名教師工作室的目標就是堅定實施綜合實踐活動項目教學研究，帶領更多的學校開展項目教學，培養更多的省市綜合實踐活動項目教學的骨干教師，2021年7月，萬錄品名教師工作室被廣東省教育廳教育裝備中心指定為《廣東省創客實踐室建設標準》研制單位，正在負責航空機器人創客空間標準制定。2021年10月，中山市教育技術中心指定工作室成員萬錄品和潘志韌老師共同牽頭成立編程飛行無人機的設計與制作項目聯合體，在中山培養航空機器人STEM項目種子學校，目前正在實施過程。由于我們開展了STEM項目教學研究，課題研究成果得到推廣，多名課題組老師成為自己負責項目的教學領頭人，課題組陳衛軍老師和潘志韌老師正在成長為優秀的科技教育能手和骨干。

（三）研究的不足與還需努力的方向

教學研究的最終目的都要回歸育人效果，我們開展STEM校本項目教學究竟有怎樣的育人效果？這一直是我們在思考的問題，我們在項目教學完成后，進行了教學效果的問卷調查，因客觀原因沒有進行班級對照試驗，也沒有開展學生個體的對照實驗，希望以后條件具備后我們再進行育人效果的對照實驗，學生的科技素養和動手能力，不是一個學期十幾節課就可以形成，需要在幾個學期甚至幾年的持續實踐中慢慢積累習得。我們開展STEM校本項目教學研究的根本目的，就是要普及科技實踐活動，鍛煉學生的動手能力，落實“德智體美勞”五育并舉，實現實踐育人和綜合育人。今后我們將繼續實施STEM校本項目教學，發揮STEM教育種子學校和種子教師的作用，帶動更多的學校開展STEM教育，為國家培養更多的科技人才，促進區域科技教育的發展。

參考文獻：

[1]王素，李正福.STEM教育這樣做[M].北京：教育科學出版社，2019年10月.

[2]夏雪梅.項目化學習設計（第2版）[M].北京：教育科學出版社，2021年3月.

[3]周玉芝.STEM教育視野下的課程開發與學科教學改進[M].北京：北京師范大學出版社，2019年10月.

[4]中國STEM教育2029創新行動計劃.中國教育科學研究院，2018年5月.