基于綜合實(shí)踐活動(dòng)的STEM教育現(xiàn)狀與提升策略研究

劉琨

摘 要：廣州市荔灣區(qū)較早地在基于綜合實(shí)踐活動(dòng)的STEM教育領(lǐng)域開(kāi)始了實(shí)踐探索，在“STEM試點(diǎn)?！迸c相關(guān)課題引領(lǐng)下，與未來(lái)學(xué)校建設(shè)相互借力。荔灣區(qū)STEM教育在觀念傳播、師資培養(yǎng)、硬件設(shè)施建設(shè)、課程開(kāi)發(fā)等方面成效顯著，為繼續(xù)提升區(qū)域STEM教育質(zhì)量，荔灣區(qū)還應(yīng)重視轉(zhuǎn)變一線教育工作者的教學(xué)觀念，打造并持續(xù)完善“智庫(kù)—高?！鐣?huì)·企業(yè)”STEM生態(tài)系統(tǒng)，發(fā)揮STEM教育在教育綜合改革全局中的引領(lǐng)作用，立足廣州實(shí)際體現(xiàn)荔灣特質(zhì)，盤活學(xué)校特色，鼓勵(lì)學(xué)校大膽創(chuàng)新，從而推動(dòng)區(qū)域STEM教育的長(zhǎng)足發(fā)展。

關(guān)鍵詞：STEM教育;綜合實(shí)踐活動(dòng);STEM課程建設(shè);創(chuàng)新型人才培養(yǎng)

中圖分類號(hào)：G633.98 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 收稿日期：2019-10-19 文章編號(hào)：1674-120X（2020）11-0074-02

進(jìn)入21世紀(jì)后，特別是近幾年來(lái)，科技創(chuàng)新成為驅(qū)動(dòng)人類文明變革的基礎(chǔ)性、決定性力量。影響深遠(yuǎn)的“貿(mào)易戰(zhàn)”背后，是國(guó)家科技創(chuàng)新之間的角逐，培養(yǎng)大批拔尖的創(chuàng)新人才和高科技人才，已經(jīng)成為各國(guó)共同面臨的重大課題和應(yīng)對(duì)未來(lái)社會(huì)復(fù)雜挑戰(zhàn)的關(guān)鍵因素。在這種大背景下，倡導(dǎo)多學(xué)科融合、注重創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力培養(yǎng)的STEM（科學(xué)、技術(shù)、工程與數(shù)學(xué)）教育被世界各國(guó)視為保持國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力的重要手段，在許多國(guó)家被提升到了國(guó)家戰(zhàn)略高度。

一、荔灣區(qū)基于綜合實(shí)踐活動(dòng)的STEM教育進(jìn)展

荔灣區(qū)為落實(shí)教育部于2017年印發(fā)的《中小學(xué)綜合實(shí)踐活動(dòng)課程指導(dǎo)綱要》，找準(zhǔn)STEM教育本土化的切入口，將綜合實(shí)踐活動(dòng)與STEM教育結(jié)合，跨學(xué)科實(shí)踐課程滲透STEM教育理念，通過(guò)探究、服務(wù)、制作、體驗(yàn)等方式，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，使教育教學(xué)取得了顯著進(jìn)展。

（一）STEM教育觀念得到認(rèn)同

荔灣區(qū)中小學(xué)教師越來(lái)越認(rèn)同“具有跨學(xué)科特征的綜合實(shí)踐活動(dòng)是實(shí)施STEM教育的有效途徑”這一觀念，在STEM教育實(shí)施過(guò)程中，能夠?qū)⒆约憾ㄎ粸閷W(xué)生分享型學(xué)習(xí)的協(xié)助者;在綜合實(shí)踐活動(dòng)和STEM教育的整合過(guò)程中，大多數(shù)教師能夠有意識(shí)地設(shè)計(jì)培養(yǎng)學(xué)生批判性思維、創(chuàng)造性思維、科學(xué)思維、計(jì)算思維、設(shè)計(jì)思維、量化思維等思維的學(xué)習(xí)任務(wù)，并能夠?qū)⒕C合實(shí)踐活動(dòng)與STEM教學(xué)內(nèi)容、目標(biāo)進(jìn)行有機(jī)整合，根據(jù)STEM教學(xué)情境，選擇使用恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)策略和技術(shù)方法。

（二）STEM師資建設(shè)起步順利

在區(qū)域?qū)用骈_(kāi)展STEM師資培訓(xùn)的同時(shí)，學(xué)校層面也積極提升教師的STEM素養(yǎng)。有的學(xué)校借助自身優(yōu)勢(shì)開(kāi)展了校本培訓(xùn)，組織各學(xué)科教師開(kāi)設(shè)STEM教育圓桌論壇;有的學(xué)校則與高校合作開(kāi)展師資培訓(xùn)，如樂(lè)賢坊小學(xué)、坑口小學(xué)與北京師范大學(xué)、華南師范大學(xué)等高校開(kāi)展合作，利用這些高校的資源開(kāi)展STEM師資培訓(xùn)，為后續(xù)教育教學(xué)活動(dòng)打下了良好的基礎(chǔ)。

（三）STEM教育硬件設(shè)施不斷完善

不少學(xué)?？茖W(xué)規(guī)劃、做好硬件設(shè)施布局，為STEM教育的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展打下了基礎(chǔ)。如廣州市第一中學(xué)初步建成了低成本的實(shí)驗(yàn)室“原點(diǎn)創(chuàng)客空間”，該實(shí)驗(yàn)室分設(shè)3D打印制作區(qū)、電子制作區(qū)、機(jī)械加工區(qū)、討論區(qū)、展覽區(qū)、測(cè)試區(qū)、材料間等多個(gè)功能區(qū)。此外，該校還建成了能容納54名學(xué)生同時(shí)使用的電子技術(shù)室、智能硬件技術(shù)室、化工技術(shù)探究室、食品技術(shù)探究室。

（四）STEM教育課程建設(shè)遍地開(kāi)花

荔灣區(qū)各申報(bào)區(qū)域STEM教育課程開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的學(xué)校立足本校實(shí)際，與高校、企業(yè)合作，開(kāi)展了有效探索。例如，龍津小學(xué)立足校園文化，以“國(guó)醫(yī)、國(guó)學(xué)、國(guó)藝、國(guó)粹”龍文化課程為項(xiàng)目引導(dǎo)，以綜合實(shí)踐活動(dòng)課程為載體，開(kāi)展了STEM教育課程探索;花地中學(xué)與艾迪STEAM課程開(kāi)發(fā)公司合作開(kāi)發(fā)STEAM課程，面向沒(méi)有電學(xué)基礎(chǔ)的初一學(xué)生，通過(guò)小組活動(dòng)“制作閃爍燈”，學(xué)生每一個(gè)方面的能力都得到了鍛煉;樂(lè)賢坊小學(xué)組建STEM社團(tuán)，邀請(qǐng)地質(zhì)領(lǐng)域資深教師到校開(kāi)展《地球探索》《神經(jīng)元智造家案例》等課程的研發(fā)工作。一系列STEM課程開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的有效實(shí)施，提升了區(qū)域STEM教育的動(dòng)力與活力。

二、荔灣區(qū)基于綜合實(shí)踐活動(dòng)的STEM教育特征

廣州市有關(guān)于STEM教育的規(guī)劃及荔灣區(qū)對(duì)未來(lái)學(xué)校的探索作為實(shí)踐支撐，起點(diǎn)高、資源足是推進(jìn)荔灣區(qū)STEM教育進(jìn)程的獨(dú)到優(yōu)勢(shì)?？偨Y(jié)荔灣區(qū)STEM教育的特征，主要包括以下幾點(diǎn)：

（一）“STEM試點(diǎn)?！迸c相關(guān)課題發(fā)揮引領(lǐng)作用

荔灣區(qū)借助廣州市STEM教育規(guī)劃，積極申報(bào)STEM教育試點(diǎn)校與相關(guān)課題，短短兩年時(shí)間便在STEM教育方面取得了突出成效。其市區(qū)一級(jí)的頂層設(shè)計(jì)是一大優(yōu)勢(shì)，相對(duì)國(guó)內(nèi)其他地區(qū)，如此科學(xué)、全面、客觀并突出重點(diǎn)地開(kāi)展STEM教育規(guī)劃工作，也是不多見(jiàn)。

（二）未來(lái)學(xué)校建設(shè)與STEM教育相互借力

在未來(lái)學(xué)校建設(shè)的基礎(chǔ)上推動(dòng)STEM教育，是荔灣區(qū)開(kāi)展STEM教育的又一大優(yōu)勢(shì)。未來(lái)學(xué)校的理念為中小學(xué)教育工作者提供了充分的想象空間，個(gè)性化教學(xué)、個(gè)性化學(xué)習(xí)、小組合作學(xué)習(xí)等理念與STEM教育又有諸多交集之處。未來(lái)學(xué)校建設(shè)與STEM教育相得益彰，相互促進(jìn)。不少學(xué)校在推進(jìn)未來(lái)學(xué)校建設(shè)的同時(shí)，在STEM教育課程設(shè)置、STEM師資培訓(xùn)方面取得了顯著進(jìn)展。

（三）綜合實(shí)踐活動(dòng)帶動(dòng)STEM課程建設(shè)

如前所述，無(wú)論是學(xué)校與企業(yè)、高校聯(lián)合開(kāi)發(fā)STEM課程，抑或基于校本特色開(kāi)發(fā)STEM課程，以綜合實(shí)踐活動(dòng)為主要形式是荔灣區(qū)各學(xué)校開(kāi)展STEM課程建設(shè)的共同特征。STEM教育強(qiáng)調(diào)跨學(xué)科整合，荔灣區(qū)絕大多數(shù)學(xué)校開(kāi)展了科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)以及語(yǔ)文、歷史、地理融合式教學(xué)活動(dòng)?！绊?xiàng)目式學(xué)習(xí)”“綜合運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)教學(xué)”成為學(xué)校開(kāi)展STEM教育的共識(shí)。

三、荔灣區(qū)基于綜合實(shí)踐活動(dòng)的STEM教育反思

總體而言，荔灣區(qū)基于綜合實(shí)踐活動(dòng)的STEM教育實(shí)踐順應(yīng)了中小學(xué)試點(diǎn)校教育創(chuàng)新的趨勢(shì)，在全國(guó)范圍內(nèi)走在了前列，但仍存在不少待解決的問(wèn)題。首先，部分教師對(duì)STEM教育理念認(rèn)識(shí)不清，不能獨(dú)立設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)STEM課程，在實(shí)施基于綜合實(shí)踐活動(dòng)的STEM教育活動(dòng)過(guò)程中，不重視教學(xué)策略的研究，不重視實(shí)踐活動(dòng)的反思與優(yōu)化等，教師的STEM素養(yǎng)有待提升。其次，區(qū)域STEM教育還存在師資短缺問(wèn)題，有些學(xué)校的物理、化學(xué)、生物實(shí)驗(yàn)員，甚至是綜合實(shí)踐課程的教師全部由專職教師兼任，影響了課題研究開(kāi)展以及STEM課程開(kāi)發(fā)的進(jìn)度與質(zhì)量。再次，在工程和技術(shù)教學(xué)中，怎樣讓活動(dòng)的素材更真實(shí)，怎樣讓活動(dòng)的資料更完備，怎樣讓學(xué)生的創(chuàng)意物化，關(guān)于這些問(wèn)題的解決方案還比較缺失。最后，部分學(xué)校STEM教育的知識(shí)分科割裂比較嚴(yán)重，學(xué)科聯(lián)系較為單一，綜合應(yīng)用程度不高。以上都成為阻礙荔灣區(qū)STEM教育深化發(fā)展的絆腳石。

四、提升荔灣區(qū)STEM教育質(zhì)量的策略探討

（一）重視一線教育工作者教學(xué)觀念的轉(zhuǎn)變

深入開(kāi)展STEM教育需要每一位置身其中的教育工作者全身心投入“做中學(xué)”中。毫無(wú)疑問(wèn)，STEM教育強(qiáng)調(diào)跨學(xué)科學(xué)習(xí)、綜合性教學(xué)，在給學(xué)生帶來(lái)新挑戰(zhàn)的同時(shí)，也給學(xué)科教師帶來(lái)了新課題。圍繞同一個(gè)項(xiàng)目，既有跨越不同學(xué)段的縱向教學(xué)，又有不同學(xué)科之間的橫向聯(lián)系，一線教育工作者只有轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，既遵從區(qū)域規(guī)劃，又面向本校實(shí)際開(kāi)展好“做中學(xué)”，才能使專業(yè)素養(yǎng)得以提升。

（二）打造并完善“智庫(kù)—高校—社會(huì)·企業(yè)” STEM生態(tài)系統(tǒng)

目前，荔灣區(qū)學(xué)?；旧隙际亲裱吧霞?jí)規(guī)劃—課題立項(xiàng)—課題申報(bào)—執(zhí)行課題—課題評(píng)價(jià)”的步驟來(lái)實(shí)施STEM教育，與智庫(kù)的互動(dòng)僅限于有限的專家指導(dǎo)，與企業(yè)的互動(dòng)也僅限于企業(yè)為之提供設(shè)備。鑒于STEM教育的開(kāi)放性、發(fā)展性，荔灣區(qū)中小學(xué)與智庫(kù)、高校、社會(huì)企業(yè)之間的互動(dòng)需要更加立體化。首先，學(xué)?？梢勒铡爸袊?guó)STEM教育2029行動(dòng)計(jì)劃”，申報(bào)領(lǐng)航學(xué)校，培養(yǎng)種子教師，借助智庫(kù)的力量，與全國(guó)各地的同行溝通交流，并及時(shí)借鑒國(guó)際上已有的先進(jìn)做法。其次，繼續(xù)鼓勵(lì)中學(xué)與高?；?dòng)聯(lián)合，共建實(shí)驗(yàn)室，通過(guò)聯(lián)合開(kāi)展研究，及時(shí)發(fā)現(xiàn)在STEM領(lǐng)域內(nèi)有天賦、有資質(zhì)的學(xué)生，及早將此類學(xué)生納入高校招生范圍并對(duì)其重點(diǎn)培養(yǎng)。再次，充分利用沿海開(kāi)放城市的優(yōu)勢(shì)，與先進(jìn)國(guó)企、外企開(kāi)展有效互動(dòng)，實(shí)行“基于工作的學(xué)習(xí)”， 幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)創(chuàng)意物化的同時(shí)，讓學(xué)生近距離感知企業(yè)生產(chǎn)的綜合性與真實(shí)性。此外，還需將學(xué)校STEM教育推向社會(huì)，讓利益相關(guān)者如家長(zhǎng)、企業(yè)、博物館、媒體等參與進(jìn)來(lái)，共同發(fā)揮聰明才智。

（三）發(fā)揮STEM教育在教育綜合改革全局中的引領(lǐng)作用

廣州已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了教育高位均衡，進(jìn)一步開(kāi)展教育改革，理當(dāng)以提升教育質(zhì)量為目標(biāo)，以彰顯教育創(chuàng)新為使命。STEM教育的深入實(shí)施，使得“深度學(xué)習(xí)”“走班制教學(xué)”“項(xiàng)目式學(xué)習(xí)”“計(jì)算機(jī)技能培養(yǎng)”等教育改革術(shù)語(yǔ)或教育改革觀念深入人心，并持續(xù)發(fā)揮深遠(yuǎn)的作用。因此，后續(xù)工作理應(yīng)進(jìn)一步完善STEM教育的各項(xiàng)舉措，發(fā)揮好新科技驅(qū)動(dòng)下的STEM教育在教改全局中的引領(lǐng)作用。

（四）立足廣州實(shí)際，體現(xiàn)廣州特色下的荔灣特質(zhì)

荔灣區(qū)應(yīng)借力粵港澳大灣區(qū)建設(shè)之機(jī)遇，發(fā)揮近水樓臺(tái)的地理優(yōu)勢(shì)，利用好香港、澳門地區(qū)的STEM教育資源。荔灣區(qū)作為中國(guó)教育科學(xué)研究院教育綜合改革實(shí)驗(yàn)區(qū)，多年來(lái)已經(jīng)形成“國(guó)家教育智庫(kù)—區(qū)域教育改革”合作的態(tài)勢(shì)，荔灣區(qū)教育當(dāng)“百尺竿頭，更進(jìn)一步”，進(jìn)一步體現(xiàn)廣州特色下的荔灣特質(zhì)。

（五）盤活學(xué)校特色，鼓勵(lì)學(xué)校大膽創(chuàng)新

在我國(guó)教育改革語(yǔ)境中，近幾年的教育改革往往強(qiáng)調(diào)“一校一品”，但凡校園文化、校本課程、學(xué)校國(guó)際理解教育，以及“讓教育家辦學(xué)”的理念等，無(wú)一不打上學(xué)校自身特色的烙印，STEM教育也不例外。每所學(xué)校的基礎(chǔ)不同，文化積淀不同，學(xué)校STEM教育從理念到課程安排再到實(shí)踐也有所不同。這就要求學(xué)校方面自主發(fā)展，立足學(xué)校育人本位，做好STEM教育設(shè)計(jì)。

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