區域構建素養導向的小初高一體化STEM課程設計

鄭雪萍 陳健彬

【摘 要】本文從STEM課程現存問題與設計理念出發，提出建立區域小初高一體化STEM課程目標體系，構建“主題-內容-路徑”區域一體化課程內容，形成基于“目標-評價-成果-實踐”一致性原則的評價體系，助力STEM教學改革。

【關鍵詞】STEM教育；素養導向；一體化課程

【中圖分類號】G434? ?【文獻標志碼】B

【論文編號】1671-7384（2024）06-078-02

區域STEM課程設計存在的問題

STEM教育作為培養創新人才的重要途徑，備受關注。STEM教育是科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）和數學（Mathematics）領域的融合教育，讓學生通過多領域知識解決現實問題，以培養適應未來社會發展的創新人才[1]。我國的STEM教育在理論研究和實踐方面取得了顯著進展，但在區域層面的實施中仍然存在一系列問題。

目前，我國各學段的STEM教育以廣州市天河區為例，有些中小學形成了零散的、個別化的STEM課程案例，但在區域層面缺乏頂層設計、課程建設、資源開發和教學實踐等方面的機制保障，教育目標和內容之間缺乏有效銜接，小學、初中和高中的STEM課程內容零散且缺乏連貫性。這導致STEM教育存在零散和重復的問題，零散導致教育效果削弱，而重復則造成教育資源浪費。

區域一體化STEM課程設計理念

1.素養導向

素養導向是設計STEM課程的關鍵。本文所指的素養即學生應具備的適應終身發展和社會發展的正確價值觀、必備品格和關鍵能力。STEM教育旨在培養學生的創新思維、解決問題能力和實踐能力，與中國學生發展核心素養框架中提出的培養科學精神、學會學習、責任擔當、實踐創新等素養一致。STEM課程設計應以核心素養為導向，以培養創新人才為目標，注重整合知識、技能和態度價值觀，形成多方面育人的新生態，促進學生核心素養的發展。

2.連貫性

通過縱向銜接和橫向聯合，確保STEM課程在小、初、高不同階段的內容和難度呈現連貫性，形成有機的課程體系。為確保STEM課程在不同階段呈現連貫性，需要建立明確的STEM教育目標和內容體系，明確各階段的教育目標，并根據學生的認知發展規律和知識結構，制定連貫的課程內容體系，注重教學內容的進階性，加強實踐教學和項目式學習，并建立有效的評估機制。

3.整合性

STEM課程設計需要打破學科間的壁壘，實現科學、技術、工程和數學教育的有機整合。STEM學習的重點是解決現實問題，需應用多學科的知識、技能和方法?！读x務教育課程方案（2022年版）》提出要把“加強課程綜合，注重關聯”作為基本原則，要求“統籌設計綜合課程和跨學科主題學習......開展跨學科主題教學，強調課程協同育人功能”。因此，STEM課程設計可從國家課程進行滲透整合，與校本拓展課程和培優競賽課程融合，體現STEM課程設計整體性。通過國家課程普及STEM教育和以學生興趣為基礎的拓展課程，培養科技創新人才。

區域小初高一體化STEM課程設計策略

1.建立區域STEM課程建設團隊

整合區域優質教育資源是實現區域小初高一體化STEM課程開發的重要保障。廣州市天河區擁有多所高校和科研機構，由廣州市天河區教師發展中心的學科教研員牽頭，依托實驗學校的校長和骨干教師，聯合高校和科研機構的教授與專家，形成STEM教育探索項目的創新團隊。創新團隊以素養為目標，以項目為組織方式，以主題學習為框架，集課程研究、教師培訓、實踐基地于一體，開發適合小初高一體化的STEM課程。

2.構建區域小初高一體化STEM課程目標體系

構建素養導向的小初高一體化STEM課程目標體系是設計STEM課程的核心，也是課程建設的指南。基于素養導向、連貫性和整合性的設計理念，構建凸顯STEM教育育人功能的一體化目標體系。一體化目標的基本原則是：堅持一個核心，一條主線索，整合三級課程進階，連通四個階段分解目標。其中，堅持一個核心就是以培養創新人才為核心，以確保1～12年級的STEM教育目標的一致性；抓住一條線索就是將創新貫穿于教育的始終，整合三級課程進階是整合國家課程、地方課程和校本課程使目標螺旋上升；連通四個階段分解目標是以培養創新人才總目標為起點，構建連通小學（1～3年級）、小學（4～6年級）、初中、高中四個階段多維度分學段目標，從而形成縱向連通、橫向整合、螺旋上升的一體化目標體系。

區域小初高一體化STEM課程核心素養目標由創新與創造力、批判性思維、溝通技能、合作精神、數字素養和全球意識六大素養構成，整合三級課程并分解目標以促進學生進階發展。例如，創新與創造力目標分解為：對問題保持好奇心，并通過觀察和實驗提出創新性解決方案（1～3年級）；能進行簡單的工程設計和創造性解決問題，激發創新意識（4～6年級）；能應用科學知識和技術解決實際問題，提出創新方案并進行實踐（7～9年級）；能開展獨立科學研究項目，具有一定的創新思維和實踐能力（10～12年級）。

3.構建區域小初高一體化STEM課程內容

區域小初高一體化課程內容是實現STEM教育目標的重要載體。課程內容要緊緊圍繞目標體系，采用項目化形式構建區域小初高一體化STEM課程的內容。課程內容主要分為基礎課程、拓展課程和培優課程三個層次。其中，基礎課程注重基礎知識與技能學習，與STEM教育相輔相成；拓展課程關注人工智能和城市森林兩大主題，引導學生了解科技發展與環境保護，關注現實世界；培優課程則將STEM競賽轉化為課程，培養拔尖創新人才。同時，其內容設計具有連貫性、梯度性和系統性，以學生能力特點為基礎，涵蓋了多個主題，如綠色生態、回收利用、智慧農場、清潔能源和未來城市等，每個主題都包含了驅動問題、核心概念、實踐環節和評估方法等內容。例如1～3年級以“綠色生態”為主題，在每個學年上學期以“如何在我們的城市中創造更多的綠色空間？”作為城市森林STEM項目驅動問題，讓學生通過植物觀察與調查等探究活動，理解“植物生長與城市綠化”核心概念。而在每個學年下學期以“如何利用科技手段保護城市綠化？”作為人工智能STEM項目驅動問題，引入簡單的傳感設備讓學生探究應用等，使其理解“科技在環境中的應用”核心概念。這就形成了以“關注現實、面向未來”為大主題，“主題-內容-路徑”區域一體化的STEM課程框架。

4.構建區域小初高一體化STEM課程評價體系

構建區域小初高一體化STEM課程評價體系，需綜合考慮評價目標、標準、任務和活動設計?；凇澳繕?評價-成果-實踐”一致性原則，將過程性評價和總結性評價相結合建立連續性評價體系。小初高一體化的STEM課程評價體系應該是一個連續的過程，而不是僅僅在某個階段進行一次性的評估。在各個學段，應根據學生的發展水平，制定相應的評價標準和任務，以全面追蹤學生的STEM素養發展。評價強調多元多樣，包括評價主體的多元與評價方法的多樣，要以過程性評價為主，著力評價學生的工程思維、批判性思維、創新思維和解決實踐問題能力，同時要注重物化成果的評價。學校通過區域各部門密切合作，整合跨學段目標設計，確保評價體系的統一和協調；在實踐中動態調整評價體系，實現對STEM教育質量的有效評估，保證能促進學生核心素養的發展。

區域構建素養導向的小初高一體化STEM課程設計對于提高學生的核心素養，培養學生創新精神和解決實際的問題能力具有重要意義。區域應站在面向可持續發展-面向培養未來創新人才的高度，整合區域的STEM教育資源，使STEM教育形成合力，才能發揮STEM教育應有的效果。

注：本文系廣州市教育科學規劃2022年度課題“素養導向的STEM教育探索創新團隊”（課題編號：202213992）的階段性成果

參考文獻

金旭球. 能力本位的STEM課程設計：聯合國教科文組織國際教育局STEM能力框架及啟示[J]. 中國電化教育，2020（12）： 90-98.