圍繞大概念的STEM整合課程建構(gòu)與應(yīng)用研究

李 剛

STEM教育自1986年于美國(guó)提出后風(fēng)靡全球，現(xiàn)在已經(jīng)成為包括我國(guó)在內(nèi)的世界各國(guó)教育領(lǐng)域培養(yǎng)未來(lái)人才、回應(yīng)社會(huì)挑戰(zhàn)的重要內(nèi)容[1]。STEM課程提供了一種跨學(xué)科的全景式課程整合形態(tài)，這使得學(xué)生能夠在更廣泛的世界之間進(jìn)行思考與學(xué)習(xí)，并關(guān)注其在實(shí)際應(yīng)用中的深度理解與廣泛遷移[2]。但STEM教育的過(guò)快發(fā)展讓STEM課程設(shè)計(jì)走向了功利化傾向，致使教師的跨學(xué)科理解力難以提升。圍繞大概念的STEM課程設(shè)計(jì)成為實(shí)踐這一理念的最佳選擇，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)習(xí)者STEM素養(yǎng)的形成。

一、課程整合：STEM課程發(fā)展的核心力量

（一）STEM課程的本質(zhì)特征

STEM課程本質(zhì)上是一種主題式整合課程，強(qiáng)調(diào)學(xué)科之間的合作，將科學(xué)、技術(shù)、工程以及數(shù)學(xué)等課程整合在一起，使科學(xué)探究、技術(shù)素養(yǎng)、工程設(shè)計(jì)與數(shù)學(xué)思維作為一個(gè)綜合系統(tǒng)連接起來(lái)，并通過(guò)問(wèn)題解決這一實(shí)踐環(huán)節(jié)確保整合課程的協(xié)調(diào)工作。但這并不意味著，STEM課程中的四門課程在每一次實(shí)踐環(huán)節(jié)中必須發(fā)生[3]。STEM課程的整合并不僅僅是在形式上由一位或者多位教師打破學(xué)科界限，將不同科目聯(lián)結(jié)起來(lái)，更是以學(xué)生的自發(fā)性探究及活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)來(lái)設(shè)計(jì)STEM課程，讓學(xué)生獲得與生活經(jīng)驗(yàn)相符合的教育內(nèi)容。STEM課程這種主題式的教學(xué)和學(xué)習(xí)豐富了所有學(xué)習(xí)領(lǐng)域，促進(jìn)學(xué)習(xí)者應(yīng)對(duì)真正的挑戰(zhàn)，同時(shí)這種主題式的研究也促進(jìn)了STEM教師跨學(xué)科理解力的發(fā)展[4]。

（二）STEM課程的發(fā)展動(dòng)力

STEM課程的發(fā)展離不開(kāi)課程整合。課程整合是STEM課程的內(nèi)生本質(zhì)，同時(shí)是STEM課程的外生動(dòng)力。課程整合為STEM課程發(fā)展提出了一種知識(shí)的整體觀，即用于解決問(wèn)題的知識(shí)本身就是一個(gè)整體。分科課程中所學(xué)到的零碎知識(shí)是無(wú)法完整地解決生活情境中所面臨的真實(shí)問(wèn)題的，許多學(xué)生所經(jīng)歷的學(xué)校課程，就像要求他們做一個(gè)拼圖游戲，而不看圖片，只給他們一些碎片。課程整合讓學(xué)生有機(jī)會(huì)看到“大局”，其同時(shí)倡導(dǎo)了一種知識(shí)是建構(gòu)而來(lái)的觀念，學(xué)生在主動(dòng)建構(gòu)而不是被動(dòng)接受中產(chǎn)生有意義學(xué)習(xí)[5]。此外，課程整合為STEM課程發(fā)展提出了一種課程的情境觀，即課程不能只考慮學(xué)科知識(shí)，忽略了更為真實(shí)的生活，不能將社會(huì)抽離于學(xué)校之外。當(dāng)學(xué)生以一種孤立的、不連續(xù)的方式學(xué)習(xí)時(shí)，他們往往對(duì)STEM課程不感興趣，因?yàn)檫@種學(xué)習(xí)方式與橫切概念和實(shí)際應(yīng)用缺乏聯(lián)系。

二、大概念：實(shí)現(xiàn)STEM課程整合的關(guān)鍵點(diǎn)

STEM課程整合的最終目的是幫助學(xué)生在現(xiàn)在和未來(lái)過(guò)上更好的生活，而不僅僅是收集更多的信息供日后使用。當(dāng)學(xué)生對(duì)個(gè)別學(xué)科中的相關(guān)思想了解很少或教師的跨學(xué)科理解力不足時(shí)，實(shí)現(xiàn)STEM課程整合則是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。此外，學(xué)生并不總是或自然地在整合環(huán)境中使用他們的學(xué)科知識(shí)。因此，學(xué)生需要關(guān)鍵的支持，即在工程或技術(shù)設(shè)計(jì)環(huán)境中生成相關(guān)的科學(xué)或數(shù)學(xué)思想，同時(shí)教師也需要找到跨學(xué)科理解力的關(guān)鍵支持，而這個(gè)關(guān)鍵的支持便是大概念。

（一）大概念及STEM大概念

PISA2006科學(xué)領(lǐng)域評(píng)價(jià)測(cè)試指出，雖然在學(xué)校學(xué)習(xí)中學(xué)到大綱明確規(guī)定的知識(shí)是重要的，但是必須承認(rèn)在生活中應(yīng)用這種知識(shí)的關(guān)鍵還要依賴更為普遍的概念和技能，也就是大概念。例如掌握動(dòng)植物名稱，不如理解像能量消耗、生物多樣性和人類健康這類在成人社會(huì)中有爭(zhēng)議的、廣泛的話題來(lái)得有價(jià)值[6]。大概念指的是將眾多學(xué)科理解與連貫的整體聯(lián)系起來(lái)的關(guān)鍵思想，是基于事實(shí)抽象出來(lái)的深層次概念。其位于課程學(xué)習(xí)的中心位置，能夠?qū)⒍喾N知識(shí)有意義地連接起來(lái)，經(jīng)常表現(xiàn)為一個(gè)主題或者原則等形式，是在不同環(huán)境中應(yīng)用這些知識(shí)的關(guān)鍵，具有中心性、持久性、網(wǎng)絡(luò)狀以及可遷移性等特征。

STEM大概念是大概念在STEM課程中的特殊形式，是STEM課程領(lǐng)域中的關(guān)鍵思想，其對(duì)于STEM在各個(gè)領(lǐng)域的理解至關(guān)重要，并且共同代表了STEM課程所提供給學(xué)生理解世界的模型。STEM教育中的大概念并不新鮮，但近年來(lái)才逐漸引起重視[7]。一般認(rèn)為，STEM大概念包括三種類型：學(xué)科內(nèi)大概念、跨學(xué)科大概念以及整合大概念[8]。其中，學(xué)科內(nèi)大概念是指STEM課程中各個(gè)學(xué)科所獨(dú)有的大概念，例如，數(shù)學(xué)學(xué)科中的比例大概念，其往往在數(shù)學(xué)學(xué)科內(nèi)有比較深刻的內(nèi)涵，但學(xué)科內(nèi)大概念在其他STEM學(xué)科中的應(yīng)用有助于提升學(xué)生對(duì)于數(shù)學(xué)領(lǐng)域內(nèi)有關(guān)比例大概念的深刻理解?？鐚W(xué)科大概念是指位于兩個(gè)甚至更多STEM學(xué)科中的內(nèi)容或者過(guò)程，例如模式、推理、論證等?？鐚W(xué)科大概念的跨學(xué)科性能夠?yàn)樾袠I(yè)工作者提供解決實(shí)際問(wèn)題的最有意義的、最有效的方式和途徑，并能幫助學(xué)生思考和聯(lián)系這些差異，以促進(jìn)學(xué)生對(duì)概念的深入理解。整合大概念是指STEM中所有學(xué)科共享的超級(jí)大概念，是能夠集成和建立更多大概念的大概念，如系統(tǒng)與關(guān)系等。

（二）STEM大概念在STEM課程整合中的價(jià)值

第一，STEM大概念是教師進(jìn)行STEM課程設(shè)計(jì)的隱含線索。STEM大概念能幫助教師更加系統(tǒng)地理解和掌握STEM課程的理念與價(jià)值，用以作為STEM課程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。STEM課程的整合特性要求教師不能再簡(jiǎn)單按照單一知識(shí)脈絡(luò)進(jìn)行線性處理，必須進(jìn)行跨學(xué)科理解與思考，科學(xué)合理地選取課程設(shè)計(jì)線索進(jìn)行課程結(jié)構(gòu)的整體布局。STEM大概念跨越相似知識(shí)學(xué)科界限，支撐了教師的跨學(xué)科理解，提升了其課程整合能力。

第二，STEM大概念是STEM課程學(xué)習(xí)的宏大藍(lán)圖。STEM課程以學(xué)生為中心，關(guān)注圍繞現(xiàn)實(shí)生活中的需求進(jìn)行STEM主題設(shè)置，只有在生活中，STEM知識(shí)才有意義，進(jìn)而知識(shí)才更容易被學(xué)習(xí)。來(lái)自STEM課程中的知識(shí)通過(guò)STEM大概念被重新定義到圍繞主題的現(xiàn)實(shí)背景中，STEM大概念為學(xué)生提供了一個(gè)組織STEM課程信息的藍(lán)圖。知識(shí)不再是抽象的、支離破碎的，同時(shí)減少了必須記住的內(nèi)容數(shù)量，強(qiáng)化了學(xué)生的遷移能力。學(xué)生通過(guò)在STEM課程中的探索所找到的不是知識(shí)應(yīng)屬于的學(xué)科，而是STEM大概念本身。

三、圍繞STEM大概念的課程整合模型構(gòu)建

STEM大概念將原本分離的四門課程統(tǒng)一為面向現(xiàn)實(shí)世界問(wèn)題解決的具有凝聚力的單一實(shí)體。教師在教授STEM課程時(shí)不僅需要關(guān)注學(xué)生所學(xué)到的大概念內(nèi)容，同時(shí)應(yīng)該關(guān)注學(xué)生如何充分利用大概念解決問(wèn)題。一方面，學(xué)生在學(xué)習(xí)STEM課程時(shí)，將來(lái)自真實(shí)世界的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題與STEM大概念進(jìn)行契合，通過(guò)不斷歸納聯(lián)系，在大腦中形成系統(tǒng)性、概念化的知識(shí)結(jié)構(gòu)；另一方面，學(xué)生在面臨真實(shí)世界的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題時(shí)，將大腦中系統(tǒng)性、概念化的知識(shí)結(jié)構(gòu)借由STEM課程中所學(xué)習(xí)的STEM大概念，不斷演繹發(fā)散，從而找到解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的方法途徑，具體如圖1所示。

圖1.面向真實(shí)世界的STEM課程

STEM大概念不同于知識(shí)可以直接拿來(lái)使用，反而更像是一種引導(dǎo)性工具，同時(shí)又是一個(gè)橫向延展、縱向深入、指向?qū)嵺`的復(fù)合概念。圍繞STEM大概念的STEM課程整合直指學(xué)生的跨領(lǐng)域綜合能力，在眾多孤立的概念單體中建立聯(lián)系橋梁，為學(xué)生提供了整體認(rèn)識(shí)世界的可能。那么，圍繞STEM大概念的STEM課程該如何建構(gòu)呢？我們可將其喻為雙塔模式（Twin Pyramids Mode，TPM），包括一個(gè)倒立金字塔（Inverted Pyramid）和一個(gè)正立金字塔（Upright Pyramid）結(jié)構(gòu)，如圖2所示。

倒立金字塔指向STEM大概念（群）的篩選。STEM大概念隱藏在紛繁復(fù)雜的各種形式中，如何合理適切地來(lái)尋找及遴選真正的STEM大概念，是當(dāng)前深化STEM課程的關(guān)鍵所在。目前來(lái)看，遴選STEM大概念的策略主要是標(biāo)準(zhǔn)演化，是指許多與STEM課程相關(guān)的文件中陳述或者暗示的STEM大概念，例如以重要概念、關(guān)鍵概念、重要原則等出現(xiàn)的陳述語(yǔ)句，反復(fù)出現(xiàn)的關(guān)鍵名詞、形容詞和動(dòng)詞等。STEM教育者需要認(rèn)真解析相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)文件，理解STEM教育的本質(zhì)內(nèi)涵，將具體的、大量的、零散的知識(shí)內(nèi)容聚焦在STEM大概念的框架之中。STEM大概念的篩選與確立需要?dú)v經(jīng)兩個(gè)階段的梳理，在第一階段，篩選出STEM各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)文件中反復(fù)出現(xiàn)的核心概念，組成核心概念庫(kù)；在第二階段，來(lái)自教育領(lǐng)域、心理學(xué)領(lǐng)域以及哲學(xué)領(lǐng)域中的專家不斷篩選、整合、修改和調(diào)整，最終形成適合大中小學(xué)生學(xué)習(xí)的STEM大概念。

圖2.圍繞STEM大概念進(jìn)行課程設(shè)計(jì)的“雙塔模式”

正立金字塔指向圍繞STEM大概念的課程教學(xué)設(shè)計(jì)。圍繞大概念的課程教學(xué)設(shè)計(jì)受到多位學(xué)者的關(guān)注，例如韓國(guó)天主教大學(xué)的邦（Bang，D）團(tuán)隊(duì)以及美國(guó)俄亥俄州州立大學(xué)的沃克（S.Walker）團(tuán)隊(duì)等都進(jìn)行了深入的研究[9]。據(jù)此分析，圍繞STEM大概念的STEM課程教學(xué)設(shè)計(jì)包括四個(gè)階段。在第一階段，將基于倒立金字塔所確立的STEM大概念（群）進(jìn)行次級(jí)概念的分離，由于STEM大概念意涵較寬且抽象模糊，缺乏指導(dǎo)課程的實(shí)用性，因而需要進(jìn)行次級(jí)概念的分離，將STEM大概念分離為相互聯(lián)系的概念體系；在第二階段，根據(jù)次級(jí)概念設(shè)計(jì)基本問(wèn)題，其中基本問(wèn)題是凝聚次級(jí)概念的方向，也是課程活動(dòng)的重要內(nèi)容，能夠引起學(xué)生對(duì)于次級(jí)概念以及大概念的探究興趣和深度思考，一般一個(gè)基本問(wèn)題統(tǒng)攝2~4個(gè)次級(jí)概念；在第三階段，將前述大概念、次級(jí)概念以及研究問(wèn)題轉(zhuǎn)化為課程單元目標(biāo)，可以直接根據(jù)設(shè)計(jì)的研究問(wèn)題進(jìn)行課程目標(biāo)的設(shè)定；第四階段是圍繞課程目標(biāo)組織課程活動(dòng)與課程評(píng)價(jià)，保證課程活動(dòng)以及課程評(píng)價(jià)與STEM大概念是一致的。

四、圍繞STEM大概念的STEM課程教學(xué)應(yīng)用

圍繞STEM大概念的課程教學(xué)能夠提升教師的跨學(xué)科理解力，幫助教師從根本上理解STEM整合教育的深刻內(nèi)容。STEM課程設(shè)計(jì)的“雙塔模式”重視數(shù)學(xué)、工程、技術(shù)以及科學(xué)等學(xué)科對(duì)于STEM的根本影響，強(qiáng)調(diào)STEM大概念對(duì)于STEM課程教學(xué)的統(tǒng)整聯(lián)結(jié)，進(jìn)而達(dá)成整體連貫，同時(shí)根據(jù)學(xué)生經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行課程規(guī)劃。

（一）倒立金字塔：STEM大概念的篩選

本研究收集了國(guó)際上有關(guān)STEM教育的標(biāo)準(zhǔn)/政策文本，對(duì)美國(guó)的《成功的K-12階段STEM教育》《下一代科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》《STEM2026：STEM教育創(chuàng)新愿景》《制定成功路線：美國(guó)STEM教育戰(zhàn)略》《本科STEM教育變革計(jì)劃》等，韓國(guó)的《融合人才教育（STEAM）》，澳大利亞的《STEM學(xué)校教育國(guó)家戰(zhàn)略（2016-2026）》，愛(ài)爾蘭的《STEM教育政策聲明（2017-2026）》，芬蘭的《國(guó)家LUMA科學(xué)發(fā)展項(xiàng)目》以及我國(guó)的《中國(guó)STEM教育白皮書(shū)》等10份文本進(jìn)行聚類分析。

研究共計(jì)梳理出STEM教育標(biāo)準(zhǔn)/政策文本中重復(fù)出現(xiàn)的、關(guān)鍵突出的三組大概念，分別是STEM本質(zhì)大概念、STEM知識(shí)大概念與STEM思維大概念，每一組大概念跨越并包含了來(lái)自不同內(nèi)容的子概念。例如《中國(guó)STEM教育白皮書(shū)》中指出“培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，創(chuàng)造性解決問(wèn)題的能力”，《愛(ài)爾蘭STEM教育政策聲明（2017-2026）》中提到“使學(xué)習(xí)者能夠在真實(shí)的環(huán)境中構(gòu)建批判性思維技能”，《澳大利亞STEM學(xué)校教育國(guó)家戰(zhàn)略（2016-2026）》指出“促進(jìn)21世紀(jì)技能——問(wèn)題解決、批判分析和創(chuàng)造性思維的發(fā)展”，其中批判性思維在多個(gè)文件中反復(fù)出現(xiàn)，故而將其納入到STEM思維大概念中，然后經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的闡釋演繹后與所有的大概念形成系統(tǒng)的大概念網(wǎng)絡(luò)，具體闡述如表1所示。其中，STEM本質(zhì)大概念是對(duì)于STEM教育的根本性認(rèn)識(shí)，融合在STEM教育方方面面之中；STEM知識(shí)大概念是STEM課程、STEM教材以及STEM教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施的主要線索；STEM思維大概念是STEM教育活動(dòng)展開(kāi)的指導(dǎo)原則。

表1.STEM大概念的基本內(nèi)容

（二）正立金字塔：STEM課程教學(xué)的設(shè)計(jì)

STEM教育是長(zhǎng)時(shí)期的、持續(xù)性的、螺旋上升式的教育，STEM教育目標(biāo)需要貫穿以及滲透到STEM教育課程和全過(guò)程中，而STEM知識(shí)大概念則能夠成為STEM教育課程在不同教育階段的主線階梯。STEM知識(shí)大概念的學(xué)習(xí)是由小到大、由淺入深、由詳細(xì)到概括、由具體到抽象的發(fā)展過(guò)程。因此，STEM教育課程的設(shè)計(jì)需要圍繞STEM知識(shí)大概念逐步分解，慢慢將其與學(xué)生日常生活中的事件相互聯(lián)系，幫助學(xué)生建立對(duì)STEM世界的完整認(rèn)識(shí)，由此形成STEM課程教學(xué)的基本網(wǎng)絡(luò)。以STEM知識(shí)大概念組織課程設(shè)計(jì)并不能直接將其呈現(xiàn)在課程中，要站在大概念的高度梳理和審視概念體系，厘定和明確每個(gè)STEM知識(shí)大概念的方向與進(jìn)程，搭建學(xué)生的認(rèn)知理解與行為框架。圍繞STEM大概念設(shè)計(jì)的STEM課程注重引導(dǎo)學(xué)生在直接經(jīng)驗(yàn)的情境中發(fā)展思維，在完整有序的項(xiàng)目學(xué)習(xí)中獲得對(duì)于知識(shí)的理解與技能的提升，讓學(xué)生在觀察思考和實(shí)踐操作中將零散的知識(shí)聯(lián)結(jié)起來(lái)。

圍繞大概念設(shè)計(jì)STEM課程教學(xué)，其設(shè)計(jì)程序大抵為確定大概念、明晰次級(jí)概念、分離基本問(wèn)題、聯(lián)結(jié)STEM情境主題、實(shí)施項(xiàng)目教學(xué)活動(dòng)等。例如，在進(jìn)行“結(jié)構(gòu)與功能”大概念的STEM課程教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，課程設(shè)計(jì)者應(yīng)首先明確大概念為“物體或生物及其子結(jié)構(gòu)的形成方式?jīng)Q定了其許多特性和功能”，并明晰其子概念為構(gòu)成客觀物體或生物并維持其運(yùn)轉(zhuǎn)的基本單元（要素）、要素與要素之間發(fā)生的相互影響（關(guān)聯(lián)）以及不同要素相互組織所發(fā)揮的作用（功能）。接著，課程設(shè)計(jì)者便可以依據(jù)這一大概念與次級(jí)概念分離基本問(wèn)題，即說(shuō)明整體是由哪些部分組成的，結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系是什么，以及每個(gè)部分的作用及其如何對(duì)整體做出貢獻(xiàn)。緊接著，便需要選擇聯(lián)結(jié)STEM的情境主題，情境主題的選擇需要充分考慮學(xué)校辦學(xué)優(yōu)勢(shì)與地位、文化資源等。如長(zhǎng)春某中學(xué)結(jié)合汽車城的地域優(yōu)勢(shì)與歷史文脈，選擇了“我心中的未來(lái)汽車”這一情境主題，旨在讓學(xué)生能依據(jù)自身愛(ài)好與社會(huì)需求創(chuàng)新性設(shè)計(jì)未來(lái)汽車，進(jìn)而生成大概念，內(nèi)化STEM素養(yǎng)。最后，應(yīng)當(dāng)依據(jù)情境主題的鋪展設(shè)計(jì)并實(shí)施項(xiàng)目教學(xué)活動(dòng)。

五、圍繞STEM大概念的STEM課程設(shè)計(jì)思考

圍繞大概念的課程整合已經(jīng)逐漸受到國(guó)際教育領(lǐng)域的特別關(guān)注。芬蘭在國(guó)家基礎(chǔ)教育課程的整合中提到了圍繞大概念組織跨課程學(xué)習(xí)甚至放棄學(xué)科邊界的四種方式，包括可以通過(guò)主題活動(dòng)、訪問(wèn)學(xué)習(xí)、研學(xué)營(yíng)地等活動(dòng)實(shí)現(xiàn)整合，可以通過(guò)不同主題視角創(chuàng)建更長(zhǎng)的整合學(xué)習(xí)模塊，可以形成整合的學(xué)科集群，可以在沒(méi)有任何指定科目的情況下組織學(xué)生作業(yè)。韓國(guó)天主教大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造性地圍繞大概念構(gòu)建了科學(xué)課程整合的金字塔開(kāi)發(fā)模式。澳大利亞昆士蘭科技大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)則首創(chuàng)系統(tǒng)網(wǎng)模式利用STEM大概念進(jìn)行STEM課程中的單元設(shè)計(jì)。美國(guó)俄亥俄州州立大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)圍繞大概念通過(guò)線性鏈模式有組織地進(jìn)行課程設(shè)計(jì)。加拿大英屬哥倫比亞省新一輪課程改革方案建立了適用所有學(xué)習(xí)領(lǐng)域的共同框架，使用大概念作為課程設(shè)計(jì)的三要素之一等。

（一）把握STEM課程的核心要旨

STEM課程整合能夠增加學(xué)生將理論與現(xiàn)實(shí)生活聯(lián)結(jié)的機(jī)會(huì)，促進(jìn)學(xué)生在活動(dòng)過(guò)程中了解到科學(xué)、技術(shù)、工程與數(shù)學(xué)的應(yīng)用，圍繞STEM大概念的課程整合能夠促使學(xué)生將其學(xué)到的各學(xué)科片段知識(shí)經(jīng)由整合的課程活動(dòng)加以關(guān)聯(lián)。教師在進(jìn)行STEM課程整合時(shí)，要以整合式活動(dòng)為主要方式，利用主題方式來(lái)整合相關(guān)學(xué)科，形成以高質(zhì)量項(xiàng)目式學(xué)習(xí)為核心要旨的STEM整合課程。

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)是圍繞具體項(xiàng)目展開(kāi)的學(xué)習(xí)活動(dòng)，強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者在解決問(wèn)題時(shí)的實(shí)踐體驗(yàn)以及探索創(chuàng)新中獲得具體的知識(shí)以及專門的技能，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)有意義學(xué)習(xí)的一種主動(dòng)學(xué)習(xí)方式。項(xiàng)目式學(xué)習(xí)融合了建構(gòu)主義、多元智能等多種教育理念，通過(guò)問(wèn)題解決實(shí)現(xiàn)知識(shí)獲取與技能遷移，因而在科學(xué)教育、工程教育以及STEM教育等領(lǐng)域中獲得廣泛應(yīng)用，并因其具有指向?qū)W習(xí)本質(zhì)以及核心知識(shí)、持續(xù)地探究過(guò)程、對(duì)大概念的深度理解、參與現(xiàn)實(shí)世界任務(wù)等特征而被認(rèn)為是新時(shí)期核心素養(yǎng)培養(yǎng)最重要的一種學(xué)習(xí)方式[10]。項(xiàng)目式學(xué)習(xí)鼓勵(lì)學(xué)生模仿科學(xué)家探索解決問(wèn)題的過(guò)程，并在探索中分享彼此的觀點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生在合作中解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的能力。學(xué)生能積極、創(chuàng)造性地展示項(xiàng)目設(shè)計(jì)，創(chuàng)造新思路，與伙伴合作解決問(wèn)題。

（二）思考STEM大概念的根本內(nèi)涵

真正的STEM大概念并不是無(wú)所不包、內(nèi)容龐雜的學(xué)科概念群體，而是理解STEM領(lǐng)域本質(zhì)的核心，往往通過(guò)深入探究得以掌握，是該領(lǐng)域?qū)＜艺w思考和全面審視本領(lǐng)域問(wèn)題的主要方式。STEM大概念并不僅僅停留在所包含的相關(guān)知識(shí)范圍大，其既是使科學(xué)、技術(shù)、工程與數(shù)學(xué)各種條理清晰的關(guān)系的核心，又是使STEM現(xiàn)象與事實(shí)更容易理解的概念的錨點(diǎn)，其作為一種概念性的工具用于強(qiáng)化學(xué)生整合思維，聯(lián)結(jié)STEM課程知識(shí)片段，使學(xué)生具備遷移和應(yīng)用的未來(lái)素養(yǎng)。STEM大概念已經(jīng)不單單是一個(gè)名詞或者符號(hào)，其背后隱藏著一個(gè)意義世界，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出普通概念的內(nèi)涵與外延，負(fù)載著整個(gè)STEM課程體系，因而全面而深刻地理解STEM大概念的內(nèi)涵十分重要。

我們可以從認(rèn)識(shí)論、學(xué)習(xí)論和價(jià)值論三個(gè)視角來(lái)審視STEM大概念[11]。從認(rèn)識(shí)論上來(lái)看，STEM大概念是學(xué)生認(rèn)識(shí)真實(shí)世界的思維方式，是學(xué)生認(rèn)識(shí)世界、體察世界的工具，幫助學(xué)生思考、揣摩以及度量真實(shí)世界的各類現(xiàn)象；從學(xué)習(xí)論上來(lái)看，少而精的STEM大概念是學(xué)生研究真實(shí)世界的組織工具，能夠整合與聯(lián)結(jié)學(xué)生所學(xué)的知識(shí)，幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)精細(xì)化學(xué)習(xí)；從價(jià)值論上來(lái)看，STEM大概念承擔(dān)著引發(fā)學(xué)生思考、塑造學(xué)生STEM素養(yǎng)的重要功能。STEM大概念是對(duì)于STEM活動(dòng)中存在普適性特點(diǎn)或規(guī)律的總括性認(rèn)識(shí)，能夠用于解釋和預(yù)測(cè)更大范圍內(nèi)事物及現(xiàn)象的概念。STEM大概念本身源于STEM知識(shí)，同時(shí)又高于知識(shí)，具有超越知識(shí)本身指導(dǎo)認(rèn)識(shí)世界的普適性價(jià)值，并且STEM大概念一定是為教育服務(wù)的，那就必然指向培養(yǎng)全面發(fā)展的人這一核心宗旨。