基于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)目標(biāo)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(shí)踐方面，在引進(jìn)和完善STEM教育系統(tǒng)上的工作取得了顯著的進(jìn)展，但是依然存在著許多的問題，比如課程體系的完善度、學(xué)段整體設(shè)計(jì)的優(yōu)良度、欠缺完整的評(píng)估體系系統(tǒng)等。本文將就旨在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)進(jìn)一步促使STEM教育特色化和本土化進(jìn)行探究，希望可以有參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：科學(xué)素養(yǎng);本土化;STEM教育

STEM教育系統(tǒng)共分為四門學(xué)科，它們是科學(xué)、技術(shù)、工程以及數(shù)學(xué)，這是一種全新的教育模式，主要通過四門學(xué)科之間的互相融合和滲透，跨學(xué)科整合的培養(yǎng)復(fù)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(xué)系統(tǒng)，后來我國也引入了這個(gè)教育模式，旨在用教育促進(jìn)創(chuàng)新。

一、STEM 教育的背景與本土化挑戰(zhàn)

因?yàn)槟壳叭澜绺鲊诳萍碱I(lǐng)域上的人才比重逐年降低，為了提升國家核心競(jìng)爭(zhēng)力，美國率先與20世紀(jì)80年重視教育改革，研發(fā)并運(yùn)用STEM教育模式，即跨學(xué)科整合教育，并取得了較大的進(jìn)展和影響[1]。隨后各國開始相繼效仿引入該模式，并且研發(fā)了很多優(yōu)秀具有很多成功教學(xué)案例的課程和活動(dòng)。在2016年，我國也推出了《教育信息化十三五規(guī)劃》等相關(guān)政策，明確指出要對(duì)信息技術(shù)進(jìn)行積極探索，將STEM、眾創(chuàng)空間、創(chuàng)客教育等模式在國內(nèi)開始試點(diǎn)與推廣[2]。2017年，我國舉辦了第一屆STEM教育發(fā)展大會(huì)，《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(duì)STEM的推行，并且為STEM教育本土化指明了方向，STEM教育的發(fā)展開始進(jìn)入了全新的探索階段[3]。

二、STEM 教育本土化的依據(jù)

（一）本著對(duì)學(xué)生創(chuàng)新與批判思維的培養(yǎng)宗旨，依據(jù)兩個(gè)融合的標(biāo)準(zhǔn)，重新構(gòu)建和改進(jìn)STEM本土化教育。其中兩個(gè)融合指的是一方面，將STEM融入科學(xué)教育，也就是給予本文主題給予科學(xué)素養(yǎng)目標(biāo)的STEM教育[4]。在2017年我國針對(duì)小學(xué)科學(xué)教育發(fā)布了小學(xué)科學(xué)課程教育的標(biāo)準(zhǔn)，里面明確指出了對(duì)跨學(xué)科學(xué)習(xí)，應(yīng)當(dāng)融合STEM教育模式，由教師推廣到教學(xué)實(shí)踐中[5]。其次是將STEM 教育模式融入“啟發(fā)潛能”的學(xué)校教學(xué)中。啟發(fā)潛能的教學(xué)核心主要是以樂觀、信任與尊重為主。如果將STEM融入啟發(fā)潛能的教學(xué)中，有利于提升學(xué)生的核心科學(xué)素養(yǎng)以及綜合能力。

三、STEM 教育本土化的過程與方法

（一）課程建設(shè)

基于教學(xué)的四大指標(biāo)，即“讓學(xué)生更容易習(xí)得內(nèi)容、提高思維可見行、鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)求教、提高自主學(xué)習(xí)、養(yǎng)成終身學(xué)習(xí)的良好習(xí)慣”，學(xué)校應(yīng)當(dāng)突破教學(xué)在時(shí)間上、經(jīng)濟(jì)成本上以及空間上的阻礙，在STEM美國版教材的基礎(chǔ)上，結(jié)合本校的特殊情況，深入研究小學(xué)的科學(xué)教材，從不同的維度和難度上總結(jié)實(shí)際生活問題，繼而設(shè)計(jì)科學(xué)有趣又有用的科學(xué)課程，科學(xué)實(shí)驗(yàn)材料應(yīng)當(dāng)多選用便宜且容易獲取的生活材料，比如報(bào)紙、超輕黏土以及棉簽等。

（二）課程實(shí)施

課程的教學(xué)主旨應(yīng)當(dāng)以項(xiàng)目為中心，將學(xué)生分為4人一組，分配不同職責(zé)，比如工程師、物料經(jīng)理、測(cè)試以及設(shè)計(jì)總監(jiān)，讓學(xué)生在角色扮演中能夠體會(huì)到每個(gè)職位的責(zé)任，從而樹立責(zé)任感。而且這個(gè)角色不是固定，可定期輪換，寓教于樂。教師還要在教學(xué)中將STEM項(xiàng)目貫徹到底，作為引導(dǎo)者，應(yīng)當(dāng)將自主學(xué)習(xí)的權(quán)利還給學(xué)生，讓學(xué)生在交流和配合中意識(shí)到團(tuán)隊(duì)合作精神，從而提高教學(xué)效果。

（三）建立實(shí)際的評(píng)價(jià)體系

對(duì)于一堂教學(xué)課的質(zhì)量評(píng)估和反饋都應(yīng)當(dāng)要通過實(shí)際的評(píng)價(jià)體系得知，是教師提高教學(xué)質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，更是研究學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和成效的度量尺。所謂實(shí)際的教學(xué)評(píng)價(jià)體系指的是學(xué)校要聯(lián)合實(shí)際，建立真實(shí)性的教學(xué)評(píng)價(jià)體系，包括過程性與終結(jié)性的評(píng)價(jià)體系。

四、STEM 教育本土化的成果與創(chuàng)新點(diǎn)

（一）.STEM 課程創(chuàng)新理念與教學(xué)方法

基于借鑒其他國家STEM教學(xué)模式和課程設(shè)計(jì)，再結(jié)合本校的實(shí)際情況，總結(jié)出一套創(chuàng)新的教學(xué)理念，即八步教學(xué)法。首先由教師創(chuàng)建課堂問題情境，學(xué)生通過問題和結(jié)果采取調(diào)查研究，開始投入自主設(shè)計(jì)、測(cè)試與優(yōu)化的課程體驗(yàn)中。然后在小組交流過程中，對(duì)產(chǎn)品優(yōu)化進(jìn)行不斷反思和改進(jìn)，在評(píng)價(jià)量規(guī)的前提下，再由教師評(píng)價(jià)學(xué)生與小組的過程性結(jié)果。學(xué)生通過教師反饋，得知自己的優(yōu)勢(shì)與不足，從而能夠知道在哪里改進(jìn)。經(jīng)過這樣一個(gè)良性教學(xué)循環(huán)，從而能夠全面提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)與自主學(xué)習(xí)的能力和習(xí)慣。

（二）STEM 課程內(nèi)容本土化與創(chuàng)造性實(shí)施

在實(shí)際實(shí)施課程教學(xué)過程中，可以將提取部分常規(guī)的教材內(nèi)容，融合成多樣化的STEM項(xiàng)目，比如在小學(xué)科學(xué)五年級(jí)上冊(cè)的教材里，有一篇‘設(shè)計(jì)小賽車并制作的實(shí)驗(yàn)，將其打造成STEM課程，就變成了“重力賽車的設(shè)計(jì)與制作?！毕襁@樣的優(yōu)化基礎(chǔ)課程的教學(xué)實(shí)驗(yàn)，可以適用于各個(gè)年級(jí)段的學(xué)生情況，并給與相對(duì)應(yīng)的課程設(shè)計(jì)。例如對(duì)于中年級(jí)可以創(chuàng)作出“創(chuàng)意紙牌”的課程，對(duì)于高年級(jí)可以研發(fā)出“捕捉風(fēng)力”的課程。而且科創(chuàng)社團(tuán)也可以將STEM與課程融合在一起，可以研發(fā)出“七大流程”等工程設(shè)計(jì)課程，來滿足喜歡創(chuàng)新科技實(shí)踐的學(xué)生的需求。

（三）創(chuàng)造性地構(gòu)建真實(shí)性評(píng)價(jià)體系

學(xué)校研發(fā)了非筆試的STEM課程評(píng)價(jià)量規(guī)，并開始推行實(shí)際的課程反饋系統(tǒng)，將原有的期末考核的反饋系統(tǒng)打破，采用“保衛(wèi)雞蛋”等有創(chuàng)造性的非筆試STEM項(xiàng)目，來讓學(xué)生提高對(duì)知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用能力，通過這種評(píng)價(jià)量規(guī)的測(cè)驗(yàn)?zāi)軌蜓杆俜答伣虒W(xué)中學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。評(píng)價(jià)量規(guī)內(nèi)容十分豐富，不僅與知識(shí)運(yùn)用，還會(huì)考驗(yàn)學(xué)生的自主搜集與處理信息能力、團(tuán)隊(duì)合作能力、動(dòng)手實(shí)踐能力、批判質(zhì)疑的能力、問題解決能力、以及創(chuàng)新能力。

結(jié)語：

在20129年創(chuàng)新STEM教育的行動(dòng)計(jì)劃中，我國將全力打造本土化STEM教育課程，構(gòu)建能夠打通學(xué)段的完善課程體系，相應(yīng)的也成了科創(chuàng)STEM工作坊，組織相關(guān)的教學(xué)沙龍，有助于促進(jìn)學(xué)校與各大社會(huì)機(jī)構(gòu)之間加強(qiáng)緊密的交流與合作，提高教學(xué)效果與教師的教學(xué)能力。

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