基于STEM教育的综合实践活动课程开发

邓云玉

[摘要]本文以“抗疫”为主题，融合STEM教育理念，以初中生物学知识为基础，整合多学科的教学资源，以体验式和探究式的学习活动贯穿主题设计，从确立活动主题、明确主题目标、精选活动内容、实施活动过程、提升多元评价五个基本环节开发综合实践活动课程，落实综合实践课程的育人目标。

[关键词]STEM教育;抗疫主题;综合实践

2017年教育部颁布的《中小学综合实践活动课程指导纲要》明确提出，综合实践活动课程开发要面向学生个体生活和社会生活，主要从人与自我、人与社会、人与自然三大层面开发活动主题。而在全民“抗疫”、全球“抗疫”的非常时期，以“抗疫”为主题的实践活动，能够使学生获得关于自我、社会、自然的真实体验，又能很好融合各学科知识，实施STEM教育。将STEM教育理念融入综合实践活动课程设计中有助于提高课程设计与实施水平，提高学生的科学思维能力、实践能力和创新精神。笔者结合本校初一学生的实际情况，就基于STEM教育的抗疫主题实践活动的开发作了探索与尝试。

一、确定活动主题，梳理主题框架

一个有意义的活动主题可以达到发展学生综合素养的目的，体现综合实践活动课程的根本价值追求。引导学生从当前社会的热点问题从真实情境中提出问题，提炼有研究价值的活动主题——“抗击疫情，我们齐行动”，从问题出发，以初中生物学知识为基础，整合多学科的教学资源，以体验式和探究式的学习活动贯穿主题设计，主要分为四大版块：病毒篇、口罩篇、抗疫篇、英雄篇，主题框架如下：

二、明确主题目标，把握育人方向

根据综合实践活动的四维目标，明确主题的目标和指向，践行五育并举的教育理念。学生在教师的引领下学会发现问题、感受知识的价值，产生学习的动力，掌握主动学习与解决问题的基本经验，获得职业体验，领悟团队意义，树立责任担当意识，在内心播种创新精神的种子。

价值体认：“新冠”疫情中蕴藏着丰富的生物学知识，如：病毒结构、传染病防治、免疫、遗传、进化、微生物培养等，本主题将抗疫与初中生物学有机结合，引导学生以生命观念认识生物世界，关注社会议题，增强学生科学抗疫防疫意识，形成正确的世界观和树立正确价值观。

问题解决：学生从疫情的社会议题中寻找问题，针对特定问题，设计实验方案，掌握科学探究的基本方法，培养学生的沟通交流能力、合作协作能力、批判性思维能力、创造创新能力和问题解决的能力。

创意物化：综合所学知识应用到解决问题中去，通过模型设计制作、微视频拍摄、手抄报创作等创意物化，在做中学，体验实践的快乐喜悦。

责任担当：挖掘抗疫事件的育人价值，如抗疫中的高科技、抗疫英雄等，培养学生的职业憧憬和社会责任意识。

三、精选活动内容，实施活动过程

综合实践活动课程的内容选择要体现自主性、实践性、开放性、整合性和连续性。初中学生无论在知识的积累以及实践的探索经验都还比较不足，他们对抽象问题、微观世界等并没有形成系统的认知视角，形象思维仍然占居主导地位，对体验式学习方式表现出浓厚兴趣，对社会、自然、科学现象呈现出强烈的好奇心和求知欲。笔者围绕“探秘新冠病毒”“口罩那些事”“科学抗疫”“致敬抗疫英雄”四个活动，设计基于问题的学习、基于项目的学习、基于设计的学习，以多样的学习活动形式，实施活动过程。下面以“探秘新冠病毒”小主题实施环节为例进行介绍：

（一）以問题为驱动，围绕主题，提出问题

新冠病毒是何物？新冠病毒是如何传播和侵害人体的？人体免疫系统如何应对？人类应该如何自我防护？为什么新冠病毒入侵会导致发烧？发烧是坏事吗？......学生根据教师创设的情境，进行头脑风暴，提出很多相关问题，然后师生共同将问题归类筛选。

（二）以知识作铺垫，资料收集，分析思考

教师指导学生从微信、网页、视频中查阅资料，分析提炼信息，学习科学概念，了解病毒发现史以及病毒的大小、形态、结构、分类、增殖等基础知识，学习传染病流行的基本知识，讨论新冠状病毒的入侵机理以及病毒与人类协同进化的关系，引导学生敬畏自然和生命，共创人类美好生活，并在项目实施过程中实践运用，完成知识的建构。

（三）以STEM为导向，小组合作，创意设计

疫情期间，很多中小学校都会开展新冠病毒模型制作，一般都没有设计图纸方案，追求的是外形的相似度，具有较大的随意性，缺乏科学性。如何让模型更具科学性和体现生物结构之美？笔者基于STEM的导向，让学生分小组，用工程的方法进行规划设计，用数学的思维计算模型的大小、比例，用工程的思维去讨论材料、用具、数量及预算，从艺术的角度思考配色方案，学会多种思维参与建构过程，通过模型建构来获得对生命现象和规律的理解，同时获得实验、观察、推理、想象能力的提升。

（四）以活动为载体，模型建构，探究实践

新冠病毒结构物理模型制作，不光需要生物学科专业知识的支撑，还需要学生具有一定的美学、工程学和数学等方面的知识与技能，是一种跨学科、综合性的活动。通过模型的制作，认识新冠病毒，学生通过亲自参与到病毒模型的设计和制作，不仅能深化学生对新冠病毒的认识理解，还能有效提高学生的动手能力及创造力，发展科学思维、工程思维与艺术思维。

（五）以评价促发展，交流展示，反思成长

课堂上学生展示本组模型，介绍制作要点（方法过程），说明病毒各部分结构与功能的关系，建立结构功能观，分析创新点及待改进的地方，分享建模过程中的收获和体会，同时接受同学与教师的提问和建议，在思维的碰撞中对项目作出进一步优化迭代的计划。

四、物化活动成果，提升多元评价

综合实践课程的评价遵循过程性评价原则，多元化评价原则和发展性评价原则。过程性评价重点评价学生在课程学习过程中的对问题的理解、方案设计、工程实践、创意制作、交流汇报等方面的表现，特别关注对学生团队合作能力、跨学科解决问题的能力评价，可制定量化的指标。对学生的评价中，还要以未来为取向，以发展为目标，且应注重过程性评价与成果评价相结合，自评与他评相结合，因此在评价时要注重评价方式的多元化，多元的评价方式更具信服力，更能保护和培育学生的自信心与积极性。如模型的制作，可以采用活动观察、行为记录、作品点评等形式进行评价，并以图片、视频、美篇等方式通过网络进行分享，教师、家长、同学进行互动点评。

五、自我反思

在本主题的教学实施中，以生物学为基础，基于STEM教育理念的综合实践活动课程能够比较好地设计基于问题的学习、基于项目的学习、基于设计的学习，学生参与热情高，综合实践活动课程的四维目标得到较好的落实，提高了学生的自主学习能力、解决实际问题的能力和与人合作的能力，将学科知识与关联的数学思维、工程思维、技术设计、人文情怀等相结合，发展了学生的综合素养和创新精神。当然在实际操作中也遇到很多困难，比如学生对口罩的探究需要延续到课后的实验观察记录，要经历一段较长的时间，在学生的学习时间安排上会有较大的冲突;大班上课小组较多，对场地、器材的需要量大，给教师准备及管理造成一定的困难，个别小组学习效率低，个别学生参与度低;本主题开发主要是以生物学知识为基础，还可以更宽拓展，如从数学角度、从人文角度开发将会有不同的视野，因此，对教师的素养也提出更高的要求。

课题项目：本文为“中国STEM教育2029创新行动计划”STEM课题立项课题，“基于STEM教育的综合实践活动校本课程开发的研究”成果（课题编号：2018STEM106）

参考文献

[1]教育部.中小学综合实践活动课程指导纲要[S].2017.

[2]中国教育科学研究院.中国STEM教育2029创新行动计划[R].2018.

[3]王素，李正福.STEM教育这样做[M].教育科学出版社，2019.

[4]陈尚宝.基于STEM理念的初中项目式教学设计[M].广西师范大学出版社，2020.

[5]徐建忠，周丽婷.基于单元整体设计的“新冠肺炎”专题在线教学[J].中小学数字化教学，2020，5：38-41.

[6]王文凤.STEM教育理念下中小学综合实践活动课程设计框架研究[J].兵团教育学院学报，2020，5：70-75.