STEM 教育與中國(guó)傳統(tǒng)文化結(jié)合的課程探索

郝瑞輝　劉瑋　李行璐

當(dāng)前，STEM教育已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外K—12教育領(lǐng)域的熱點(diǎn)話題。STEM教育有助于提升孩子的思維能力和創(chuàng)新能力，這2種能力也恰恰是孩子未來(lái)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

中國(guó)傳統(tǒng)文化博大精深，各少數(shù)民族的傳統(tǒng)文化也是中華傳統(tǒng)文化的組成部分。2017年，中共中央辦公廳、國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)《關(guān)于實(shí)施中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化傳承發(fā)展工程的意見》，各地中小學(xué)采用多種形式，以“傳統(tǒng)文化進(jìn)校園”活動(dòng)為載體，將傳統(tǒng)文化與學(xué)校課程相結(jié)合。作為一名科技教育工作者，我們不禁思考是否可以將STEM教育與中國(guó)傳統(tǒng)文化進(jìn)行有效地融合，在開展STEM教育的同時(shí)，傳播和發(fā)揚(yáng)傳統(tǒng)文化。

STEM教育的6大特征分別是：融合科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)4個(gè)要素;關(guān)注現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，注重在情景當(dāng)中學(xué)習(xí);以工程設(shè)計(jì)過(guò)程為主導(dǎo);以學(xué)生為中心——主動(dòng)實(shí)踐;團(tuán)隊(duì)合作、參與;結(jié)果開放，允許多個(gè)正確答案。在嘗試將STEM教育與中國(guó)傳統(tǒng)文化融合的過(guò)程中，STEM教育的這些特征要充分考慮在內(nèi)。

課程探索

2018年，在聯(lián)合技術(shù)公司、中國(guó)友好和平發(fā)展基金會(huì)、中國(guó)婦女發(fā)展基金會(huì)和中國(guó)青少年科技輔導(dǎo)員協(xié)會(huì)的支持下，我們?cè)谏轿髋d縣、四川都江堰和四川茂縣羌族自治縣3個(gè)地區(qū)，嘗試在充分了解當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)文化的基礎(chǔ)上，將其與STEM教育進(jìn)行有機(jī)融合，開發(fā)設(shè)計(jì)出“傳統(tǒng)民居之窯洞”“琴棋書畫”“云朵上的民族之奇妙音樂(lè)”“云朵上的民族之碉樓建筑”“震動(dòng)，搖晃，別塌”5套STEM主題課程。下面以“傳統(tǒng)民居之窯洞”和“琴棋書畫”課程為例，介紹課程的設(shè)計(jì)與框架結(jié)構(gòu)（其他課程的詳細(xì)介紹，請(qǐng)登錄《中國(guó)科技教育》雜志官網(wǎng)http：//www.cnstedu.cn查看）。

“傳統(tǒng)民居之窯洞”STEM主題課程

窯洞是中國(guó)黃土高原上居民的古老居住形式，人們利用高原有利地形，鑿洞而居，創(chuàng)造了被稱為“綠色建筑”的窯洞建筑。山西興縣境內(nèi)廣泛分布著窯洞，結(jié)合這一地域特色，我們開發(fā)設(shè)計(jì)了“傳統(tǒng)民居之窯洞”STEM主題課程，讓學(xué)生通過(guò)STEM學(xué)習(xí)重新認(rèn)知自己家鄉(xiāng)的資源，并思考未來(lái)本地可持續(xù)發(fā)展的機(jī)遇。

該課程圍繞窯洞展開，分析窯洞特殊的結(jié)構(gòu)特征，設(shè)計(jì)并制作窯洞模型，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)、了解、熱愛(ài)和保護(hù)這種傳統(tǒng)民居類型。

主題課程開發(fā)完成后，興縣120所學(xué)校組織初中部學(xué)生進(jìn)行了豐富的教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)。教師帶領(lǐng)學(xué)生實(shí)地考察窯洞建筑，認(rèn)識(shí)窯洞的類型和建造主材——黃土的特殊性質(zhì)，探究窯洞拱形的設(shè)計(jì)原理和不同截面的支撐柱，了解窯洞采光及保溫效果背后的科學(xué)原理。最后，在民間師傅的指導(dǎo)下，學(xué)生們完成了窯洞模型的設(shè)計(jì)與制作。

在設(shè)計(jì)與制作窯洞模型過(guò)程中，學(xué)生們分工合作，有的打磨磨具，有的鋸木塊，有的鋸磚塊……在層層深入的教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中，對(duì)窯洞這個(gè)古老的建筑形式逐漸產(chǎn)生了濃厚的興趣。

學(xué)生們?cè)谡n程學(xué)習(xí)過(guò)程中不僅收獲了關(guān)于窯洞的科學(xué)知識(shí)，還學(xué)會(huì)了換角度看待自己的生活環(huán)境，熱愛(ài)并保護(hù)家鄉(xiāng)的綠色建筑和傳統(tǒng)文化。未來(lái)可以嘗試將傳統(tǒng)與現(xiàn)代相融合，開發(fā)設(shè)計(jì)出更符合人類需要的窯洞建筑。

青城小學(xué)特色STEM課程“琴棋書畫”

都江堰市青城小學(xué)地處著名風(fēng)景名勝區(qū)、世界文化遺產(chǎn)保護(hù)地青城山下的青城山鎮(zhèn)，學(xué)校以“博于文，約于禮，敏于思，篤于行”為辦學(xué)理念，積極打造書院文化特色學(xué)校。結(jié)合都江堰青城小學(xué)的中華傳統(tǒng)文化特色活動(dòng)，以琴、棋、書、畫為選題，將科學(xué)與“四藝”充分融合，我們開發(fā)設(shè)計(jì)了適合該校開展的“琴聲瑟瑟”“高超棋藝”“書法中的科學(xué)”和“繪畫的奧秘”4個(gè)主題課程，讓學(xué)生用不同的方式體驗(yàn)和探索中國(guó)傳統(tǒng)文化，了解其中的科學(xué)原理。

教育支持服務(wù)

為了給山西興縣、四川都江堰和茂縣等地全面的STEM教育支持服務(wù)，我們主要從以下3種途徑人手。

教師培訓(xùn) 圍繞國(guó)際科學(xué)教育發(fā)展趨勢(shì)、STEM教育的特征與特性、STEM優(yōu)秀案例等展開，通過(guò)講座與參與式動(dòng)手做的方式讓當(dāng)?shù)亟處熈私釹TEM教育。

課程資源 主要分為常規(guī)性課程資源提供和定制化課程資源提供2種方式。常規(guī)性課程資源主要有“橋世界”“飛行器”和“升降機(jī)”STEM課程系列資源，包括教師用書及學(xué)生工具包。定制化課程資源即從當(dāng)?shù)貙W(xué)校需求出發(fā)，結(jié)合當(dāng)?shù)靥厣珎鹘y(tǒng)文化，開發(fā)設(shè)計(jì)STEM課程或校本課程。

遠(yuǎn)程指導(dǎo)主要包括遠(yuǎn)程在線授課（學(xué)生與教師），借助校園e站設(shè)備為當(dāng)?shù)貙W(xué)校進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐提供專業(yè)性指導(dǎo)。

總結(jié)

在STEM教育越來(lái)越被重視的今天，很多發(fā)達(dá)地區(qū)學(xué)校已配置相應(yīng)的STEM實(shí)驗(yàn)室、STEM課程，以及全方位的教師培訓(xùn)支持等。但是對(duì)于欠發(fā)達(dá)地區(qū)的不少學(xué)校來(lái)說(shuō)，STEM教育仍是一個(gè)“外來(lái)戶”，與當(dāng)?shù)厮岢膽?yīng)試教育很難融合。這一路走來(lái)，我們也在不斷地思考，如何結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，設(shè)計(jì)開發(fā)出他們?cè)敢鈱?shí)踐，也對(duì)孩子們的創(chuàng)新思維培養(yǎng)有一定作用的課程。這5套課程是我們?cè)赟TEM教育與傳統(tǒng)文化相結(jié)合課程研發(fā)方面的一次嘗試。

從STEM教育專題教師培訓(xùn)，到圍繞當(dāng)?shù)孛窬犹厣蛟霺TEM課程，再到教師和學(xué)生帶著自己的活動(dòng)成果參加天津STEM世博會(huì)，這個(gè)過(guò)程中傾注了太多關(guān)心和熱愛(ài)中國(guó)STEM教育的工作者們的心血。我們希望未來(lái)能為更多地區(qū)開發(fā)設(shè)計(jì)出適宜當(dāng)?shù)氐腟TEM課程資源。