例谈结合STEM理念的融创课程

翁崇涛

[摘   要]“走向世界的‘中国芯”课程，是上海师范大学附属外国语中学校本融创课程的一部分。该课程结合物理基础课程和STEM教育理念，注重时政热点与科学技术相结合，实践体验与课题研究相结合，创新素养与国际视野相结合，通过开展多种活动，提升学生的创新意识和工程技术素养。

[关键词]物理;STEM;融创课程;工程技术素养

STEM教育提倡基于项目式学习，促进学生运用跨学科知识和技能解决实际问题，并在完成目标任务的过程中提升解决问题的能力。融创课程是一个动态性概念，即课程群是一个不断发展的课程融合与创生的过程;也是一个目标性概念，指学校在三级课程的开展中，寻找课程目标、内容、资源等的共通之处，使其在目标、内容和资源等方面达到层级化的发展态势，实现学校课程整体的贯通与融合[1]。

笔者结合物理学科教学，基于STEM理念自主开发了校本融创课程，内容涵盖机械、电子、计算机控制、人工智能、工业设计、建筑、计算机辅助设计等领域，涉及结构设计、机电自动化设计和创意设计等三大系列。在此，将结合“走向世界的‘中国芯”课程，讨论融创课程的开发与实施。

一、课程简介

物理学家费曼曾表示，研究物理不是为了荣誉，也不是为了奖章和奖金，而是因为它好玩，是为了一种纯粹的发现的快乐。可见，在物理课堂上，最重要的是激发学生的好奇心，让学生觉得物理“好玩”。与单纯的知识教学相比，时政热点与科技前沿更能引起学生的好奇与探究。也有研究发现，在日常物理教学中渗透国际理解素养，可强化学生的研究型创新素养[2]。“走向世界的‘中国芯”是在物理学科基础上，结合时政热点与科技前沿，注重创新素养与国际视野相结合而的物理拓展型融创课程。

该课程包括四个主要部分。一是介绍与课程主题有关的时政热点与科技前沿技术;二是芯片设计与制作的基本流程，重点在于芯片设计中的硬件部分，帮助学生掌握芯片基本原理，认识常见元件;三是使用NE555时基芯片搭建常用电路，实现一些小应用;四是国际视野下的DIS+与人工智能，由学生自主合作选定主题进行研究。该课程的特色是理论与实践相结合，时政热点与科技前沿结合，富有知识性、趣味性与创新性，注重学生动手能力、合作能力和创新素养的培养。

二、课程目标

本课程的授课对象是高一、高二的学生，整体目标是使学生能运用所学的芯片知识解决生活中的实际问题。通过电学实验及入门硬件的学习，培养学生的科学兴趣和创新意识，促进学生发展创新性思维，提高综合问题解决能力，并为未来的职业发展奠定基础。此外，结合学科特点和技术原理，设置了课程的单元目标（见表1）。

三、课程内容

物理的简洁和实践之美，能激发学生的学习热情。物理思维的基本方法是发现问题、作出假设、进行验证、得出结论，由此不断发现事物的本质。要引导学生从被动地“听和看”，转变为主动地“想和学”。因此，设计课程时，要致力于使学生打开眼界，拓展个性特长，增强自主发展的信心和能力，提升实践能力和创新意识。

为了帮助学生提升工程素养，发挥个性特长，该课程开发了“書院学习”“长短课时”“三分课堂”等多个项目，将国际理解和工程技术素养渗透到日常学科教学中。经过三年多的探索与实践，已形成校本课程与案例资源包，发挥了一定的示范作用。该课程的主要内容见表2。

四、课程体系

学校的融创课程提倡在基础型课程中渗透工程技术素养的学习内容，并将其列入三维教学目标。其中，拓展型课程用于强化工程技术教学，通过整合优质资源，将学生需求与课程发展相结合，为学生提供更多可选择的课程和学习平台。研究型课程则以学科课题为依托，由学生根据兴趣爱好自主组成研究型课题小组，由教师为学生提供指导，最终形成学生综合素质评价平台的研究型课程资料集。在落实STEM教育方面，校本融创课程注重跨学科方法与课堂教学的统一、学科教学与学生实践活动的统一，扎实推进课程发展。在教学研讨中，要求教师们设置详细的实施方案，包括教学流程图和具体要讲授的内容（含文字、图片、视频资料等）。详情可参考沪科版高二物理“电路”章节中关于“工程技术素养”渗透的样章。

“走向世界的‘中国芯”课程的实施途径就包含在物理思维的训练中，结合时政热点和先进科技，可开展有具体生活情境的、有实际意义的课题研讨。学生通过大量需要动手实践的探究学习，在不断设计、改进甚至创新实验方案的过程中，深刻地认识和理解实验原理;通过对实验现象、实验数据的分析和求证，不断提升工程技术素养和物理思维品质;在理论知识的学习中了解和对比中西科学技术的成就，在需要动手的探究项目中不断提高实践创新素养。

通过课程的实施，学生掌握了基础芯片的知识与制作方法，激发了创新意识，提高了动手实践能力。但更重要的是，该课程让学生们认识到，在高科技领域，长期处于由其他国家“卖给中国”的情况，将使自己的国家陷于被动，青年学子要为“中国设计”“中国创造”乃至“中国梦想”而努力。教师也在实践中认识到，应继续开发和不断完善结合基础课程和STEM教育理念的融创课程，结合社会现实问题与科技发展，重视学生的实践体验，引导学生在探究式学习中不断提升自主学习能力、创新意识和工程技术素养，为培养新时代的合格建设者和接班人贡献力量。

参考文献

[1]华志英，高一维.融创课程追求课程卓越的现实路径[J].江苏教育，2017（4）：89-102.

[2]林洛颖，边国霞，周文叶.基于核心素养的课程建构——“第十五届上海国际课程论坛”综述[J].教育测量与评价，2017（12）：50-54，61.

（责任编辑   郭向和）