基于中学校本资源的STEM课程设计初探

王铮

摘 要：面对科技和社会飞速发展提出的新要求，人才培养需要新的方式。产生于美国的STEM教育以跨学科教育方式培养创新性人才为目标，受到越来越多的关注。STEM教育被引入中国的时间较晚，相比于美英法和韩国新加坡等已经取得丰硕的国家，中国的STEM教育仍处于探索和研究阶段。学校和教师应着眼于未来教育发展方向和学生发展需要开展积极的教育探索。学校和教师应秉承STEM教育理念，从真实生活问题出发，有效整合校本资源，充分发掘和利用校外可利用资源，构建基于校本资源的STEM校本课程。《学生公司》课程是基于STEM教育理念进行的一次尝试。

关键词：STEM教育;《学生公司》课程;课程设计

一、引论

STEM指科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）和数学（Math）四门学科。STEM教育是基于四门学科的多学科交叉融合的教育。STEM教育具有跨学科、趣味性、体验性、情境性、协作性、设计性、艺术性、实证性和技术增强性的核心特征（余胜泉、胡翔，2015），这是传统学科教育所不具备的。美国、加拿大、英国、法国、新加坡、韩国多国将其付诸实践（李春密，赵芸赫，2017）。“各国的教育实践表明，STEM教育有助于培养学生的科学探究能力、创新意识、批判性思维、信息技术能力等未来社会必备的技能和创新能力，并有可能在学习者的未来生活和工作中持续发挥作用。”

笔者负责实施的《学生公司》是学生以10人左右的小组为单位学习商业开发的课程，面向高中学生，为期一年。课程内容涵盖从市场调研、产品开发设计和生产销售到公司组建、运营推广等方面。学生通过寻找“甜点”开发设计产品，自己进行市场调研并论证可行性，组建自己的公司，以团队方式运营。课程涉及经济、物理、化学、计算机等多个学科的知识。《学生公司》的实施在JA中国华南总部的帮助下以政治学科为主，综合物理、化学、地理、历史、计算机、综合实践等学科，是基于中学校本资源开展STEM教育的一次生动实践。

二、STEM校本课程的意义

STEM教育是为解决传统学科教育知识分离的问题，培养具有创新意识、批判思维和探究能力的综合素质的人才而提出。该教育理念引入我国时间不长。在部分地区已有试点应用，但就全国范围而言仍处于探索研究阶段，尚未形成适应我国教育实际的成熟模式。鉴于STEM教育已经取得积极成果，学校和教师应当行动起来，积极参与到教育教学改革实践中，探索利用校本资源实施STEM教育。

（一）充分发挥学生主体作用，激活内生动力，培养综合能力

STEM教育以真实问题为导向，激发学生求知欲。教师通过设置情境触发学生体验，增强学习趣味性，通过巧妙设置学习环节，引导学生综合运用知识。让学生动起来，真正成为学习的主人，学生科学探究问题、动手操作、批判思维、创新思维、团队协作等诸多方面的能力都得到锻炼和提高。这种激活效应会被放大到学生学习的全过程，持续推动学生发展。

（二）学科教学的内容和时间安排相对固定

学科教师在教学中面临复杂的情况。受知识难度和学生理解能力、生活经验等因素制约，常出现在规定教学时间内任务不能完成或效果不好的情况。教师可选择教学难度较大的内容开展STEM教育探索。STEM课程的增加解决了学科课时紧张的问题，STEM课程的体验性、操作性、探究性、合作性特点也有助于突破教学难点，使学生深化理解，加快知识内化，增强教学效益。

（三）教育是个系统工程，资源只有系统优化才能发挥教育的最大效益

分科教学模式下，即便是高考总分优先，教学仍然以学科教学为核心，学科分割不可避免。借助STEM教育模式，学校可以优化整合学科资源，提高资源利用效益，提升教学效果。

三、基于校本资源设计STEM课程的建议

（一）真实问题——STEM课程设置之源

生活是STEM教育的基点，生活中的问题是STEM教育的起点。生活中的真实问题能激发学生求知欲，生活经验是学生到达未知彼岸的桥梁。从生活中求知，知识蕴含在真实问题中，这既是人类几千年来的做法，也是STEM教育的重要理念。学生利用生活经验和多学科知识进行探索，既能激发求知欲，丰富生活体验，又能提高其发现问题、分析问题和解决问题的能力。真实问题是STEM课程的重要特点，也是开展STEM课程的重要原则。创设问题情境在分科教学中也经常使用。但学科教学以知识为中心进行教学设计，现实中经常出现教师为了知识教学而“编造”问题的情况。STEM课程必须以真实问题情境为出发点，这是开展STEM课程的源泉。

《学生公司》第一课是寻找“痛点”。“痛点”即生活中的真实问题。学生要基于生活经验发现自己或他人在生活中遇到的问题，以此为基础进行思考、探究和产品设计。真实问题随处可见，它是生活中的小細节，比如学习用品的使用不顺手或书本无处摆放;也是社会性的大问题，比如城市和乡村治理问题、社区管理问题等。为此学生要做有心人，善于观察生活并发现问题。

寻找真实问题应当将学生的主体作用和教师的主导作用相结合。首先，真实问题源于学生的生活观察和思考。教师要引导学生观察生活、善于思考、大胆提问。对学生发现的问题进行筛选后供学生探究。其次，教师提出问题供学生探究。激发学生提出问题是最优方式。问题至少应该具有普遍性、可行性，让问题的解决产生积极价值。

（二）校本资源——STEM课程设置之基

与分科教学相区别，跨学科的综合性是STEM教育的核心要义。学生在探究和解决问题过程中需要综合运用科学、技术、工程、数学等不同学科知识，从多学科的视角思考问题，从而制定更加优化的解决方案。学生要解决的目标问题往往是涉及多方面、多领域的复杂问题，这也要求学生通过综合运用多学科知识和生活经验以解决问题。在《学生公司》课程中，学生小组针对“痛点”寻找解决办法时，无论是设计实体产品还是解决方案往往都需要用到多学科知识，如数学、物理、化学、地理等理科知识和历史、语文、政治、美术等文科知识。例如，其中一款收纳类产品的设计，学生进行统计时运用了数学知识，设计时用到物理知识，选材时用到化学知识，外观和包装设计用到美术和历史知识。另一个解决方案的设计也综合运用数学的统计知识、语文的应用文写作、政治学科的政治制度以及社会调查方面的知识。因此，中学开展STEM课程应当基于校本资源充分发挥各学科的资源优势，协调配合，为STEM课程提供坚实基础。

1.充分利用丰富的学习资源和工具资源

中学的实验室、计算机室、工具房等各类功能室和实验工具器材是STEM课程所需的场所和器材。这些场所和设备器材除满足常规学科教学使用外还应当服务于STEM课程教育，在学生需要时向其开放，进行相关操作。条件较好的学校可以开设专门的活动室或教室作为STEM课程开展的专用场所。

2.充分发挥师资优势，调动教师积极性

（1）教师角色重新定位

教师在STEM教育中的角色定位是组织者、引导者、解惑者。从本质上看，STEM教育要充分发挥学生的主体作用。学生是活动的实施者和主要推动者。教师与学生需要协作，但教师只在必要时干预，如适时引导方向或在学生求助时给予答疑等。因此，教师要转变思想，大胆放手让学生尝试。这并不意味着教师可以降低自我要求，相反，对教师提出更高要求。教师要具备更广的知识储备、更敏锐的观察能力、更强的组织能力、预测能力及灵活应变能力。

（2）不同学科教师间的配合

分科教学中各学科教师独立负责教学，彼此之间合作较少。STEM教育中，学科教学的形式被颠覆，活动式的教育活动成为主要形式。不同学科教师在活动的不同阶段参与其中，共同为学生提供帮助。这里需要处理好两个问题。第一，课程主要负责人的确定。在开展STEM课程初期，学生寻找真实问题时很可能是在学科教学过程中受到启发而引起思考。因此，STEM校本课程的设置可以考虑由该学科教师作为主要负责人。第二，不同学科教师的沟通协调。哪些学科教师参与其中是基于问题探究和项目学习的需要。不同学科教师作为STEM课程教育推进的后备资源供学生选择。学生团队可以根据需要寻求相应学科教师的帮助。教师负责人和学校相关部门则负责沟通协调。一方面，教师负责人应对课程内容进行预测，提前告知相关学科教师做好参与课程的准备。另一方面，在课程进行过程中及时反馈学生需求，确保相关学科教师能及时参与。

（三）校外资源——STEM课程设置之翼

虽然中学拥有一定软硬件条件作为开展STEM教育的基础，但在某些方面中学并不能提供所需的全部资源。这就会限制学生的探索空间。为此，中学应当在允许的范围内充分发掘和利用社会资源。例如，家长、校友、社区、政府机构、社会企业和社会公益机构等。这些组织机构和个人可以提高学生专业知识水平、。中学如果能与他们建立良好关系，就可以利用其提供的幫助完成STEM课程。《学生公司》项目课程的展开就是与JA中国华南总部合作并得到本校校友的帮助。志愿者提供有关商业方面的专业帮助，有效弥补了学校教师在商业理论和商业实践上的欠缺。

（四）课程设计小微化

学校和教师可以尝试探索实施基于校本资源的STEM教育。但是受资源和能力等方面的限制，中学实施STEM课程的探索阶段应当以小微化课程为主。教师可以根据自己的教学实践提出一些问题方向作为尝试。通过小微化课程的探索逐步积累经验，再根据实际情况，选择比较成功的选题和方向设置系统化的校本课程。

STEM教育是符合未来社会发展要求和人才培养要求的教学方式，对学校和教师都提出了更高的要求。学校和教师应当跳出管理和教学的舒适区，瞄准教育改革发展的前沿，积极迎接挑战，更好地为社会发展服务。学校和教师基于STEM教育理念开展教育探索活动必然会遇到很多困难，有许多问题需要研究，这也正是其意义所在。只有广大学校和教师的共同努力，才能更快更好地推动适合中国国情的STEM教育模式的完善。

参考文献：

[1]金慧，胡盈滢.以STEM教育创新引领教育未来：美国《STEM2026：STEM教育创新愿景》报告的解读与启示[J].远程教育杂志，2017（1）：17-25.

[2]余胜泉，胡翔.STEM教育理念与跨学科整合模式[J].开放教育研究，2015，21（4）：13-21.

[3]李春密，赵芸赫.STEM相关学科课程整合模式国际比较研究[J].比较教育研究，2017（5）：11-17.

编辑 冯志强