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出版周期:半月刊

编辑出版:发展改革理论与实践杂志社

国内刊号:CN 44-1729/F

国际刊号:ISSN 1003-6709

邮发代号:46-123

开本:16开

语种:中文

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《发展改革理论与实践》
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论文鉴赏

[信息化融合应用]STEM课程校本教材开发的策略研究


发布时间:2022/03/26 阅读数:522

霍韵婷

STEM教育起源于20世纪80年代的美国,2007年引入我国,2013年开始迅速发展。尽管在沪、浙、粤、深等地的STEM教育、创客教育发展得如火如荼,但在目前,国家层面并没有发布关于STEM课程的教学大纲或统一教材。因此,STEM课程在我国多以校本课程的形式来实施。如何有效开发STEM课程的校本教材,使STEM课程既能补充国家课程、地方课程,服务于学校发展,又适合其他学校复制和推广,这是本文所要研究的问题。

校本教材是STEM课程量身订做的载体

我国的STEM课程缺少打通学段的整体设计,各学段的STEM教学内容和教学目标不衔接。具体体现在小学新设的科学课程中融合了STEM教学设计,但是初中、高中没有开设相应的延续课程,完全由学校自主开课。这赋予了STEM课程更大的发展空间、灵活性和生命力,同时也给实施STEM课程的学校、一线教师带来极大的挑战和施展拳脚的机会。

从国内推进STEM课程的现状分析,学校多以校本课程的形式实施STEM课程。从某种意义上来说,校本教材是STEM课程量身订做的载体,它具有以下优点。

①以校为本,因情施教。校本教材最大的特点在于“以校为本”,因此,学校自主开发的STEM校本课程能与本校的校情、生情、教情相结合,在学校自主范围内最大限度地契合校情、挖掘生情、适应教情,能真正忠于学校的育人方向和发展目标。

②自主开发,因力施教。在学校层面规划课程,教学内容自定,量力而为,不为做而做。STEM课程的实施需要时间、空间、课程、师资等要素相辅相成。缺乏与之相匹配的师资和空间,再优质的课程也是空谈。如果不能保证每周的课时,就不能持续发挥STEM课程培养学生各项综合能力的作用。

③课程实施,因材施教。STEM课程可把普及必修课与社团活动课两种形式相结合。普及必修课面向全体学生,写入常规课表,每周2课时,要求所有学生必须完成,教学目标是全员参与、全员通过、全员提升。而社团活动课的对象是精英学生,以社团的形式开展,上课时间更灵活,由辅导教师把握,教学目标是引导学生往更深层、更专业的方向发展。

④开发教材,以教促改。开发校本教材只是第一步,后续还有教材的实施、反馈、评价和修改,这个过程同时也是培养校内STEM师资团队、促进新型课程改革的过程。因为STEM课程打破了传统的学科教育模式,要求教学从专科教学转变为跨学科教育,而教师在开发STEM课程校本教材的同时,也对各学科知识进行内化、重组、还原。

校本课程的独特性

1.解读STEM教育理念

(1)跨学科融合

虽然STEM是指Science(科学)、Technology(技术)、Engineering(工程)、Mathematics(数学)这四门学科,但STEM课程涉及的不仅仅是上述四门学科,它的核心理念是跨学科的知识融合。尤其在义务教育阶段,应从广义上理解“跨学科”——跨多个学科,不仅是理科间的跨学科,还应是文理间的跨学科。

例如,学习单元“初识番附”,涉及地理、生物等学科,而学生在阅读《番附知多少》《植物宝典》的文字材料时,也锻炼了语文阅读能力,提升了语言理解水平。

另外,学科融合应把各个学科的知识充分搅拌,重新产出,而不是把各个不同学科的课时拼接了事。在STEM课程校本教材的开发过程中,更要注重打破学科壁垒,发挥集体备课的优势,聚集各个学科的教师,先从总体上确定课程架构,再根据每个学习单元的主题,以思维导图的方式研讨内容。

(2)项目式学习

STEM课程基于跨学科,但内容并不是零散的,而是以项目学习为基调,以某个主题贯穿始终,把所有知识点、操作点有机结合起来。

例如,项目“我是番附人”,通过任务(研学、探究、制作、分享),培养了学生的核心素养,引导学生从“知校”转變为“爱校”。

(3)以解决实际问题为导向

STEM课程应基于真实情境,以解决实际问题为导向,小组合作探究完成任务。由于受传统课堂的约束,我们常把“课堂”单一地理解为“课室”。但在“我是番附人”的项目学习中,笔者把STEM课堂搬到课室外,让学生在校园里调查、探究,问题变得更真实,更切合实际。

(4)培养核心素养

STEM课程培养学生解决实际问题的能力、创新能力、协作能力和表达能力,与教育部提出的核心素养里的“科学精神”“学会学习”“实践创新”等要素是一致的。在开发STEM校本课程时,更要有意识、有目的地培养学生的核心素养,使课程真正切合国家的教育需求,培养国家需要的人才。

2.充分利用校本资源

(1)学校的花草树木是资源

校园植物多是常见植物,教师可选取其中有代表性的植物讲授知识,针对低年段学生,可用叶子制作手工作品,如书签、树叶画、拓印画等,针对高年段学生,可制作木质或金属质地的植物标牌。

(2)学校的建筑物是资源

上述项目中,可设置学生徒手测量建筑物长、宽、高的任务,启迪学生的发散思维,引导他们想出更多测量方法。如“化整为零”,先数砖块、鞋底或梯级,再用尺子量砖块、鞋底、梯级的长度或高度,然后乘以数量即可得到整栋建筑物的长、宽或高;利用身体条件,根据两臂伸展与身高同长的原理,多位学生手拉手测量建筑物的长、宽;学生A与建筑物并排站立,学生B手拿尺子从远处同时测量、读取学生A和建筑物的尺子刻度,或拍下学生A与建筑物并排站立的照片,再用尺子度量两者的高度,已知学生A的实际高度,再按比例换算建筑物的实际高度等。

(3)学校的历史文化是资源

新入学的学生如果连自己学校的全称都读不对,那就更谈不上了解学校了。所以,可在第一节课设置“番附知多少”的课程,让学生了解学校名字的由来、学校的发展史、在社会的影响力,让学生产生“我是番附人”的身份认同感。

STEM课程的适应性

STEM课程的适应性是指课程适合在其他学校推广或二次开发。由于STEM课程没有国家统一教材或教学大纲,所以它有很多探索的空间和未知的方向。而实施STEM课程、开发STEM校本教材,更多的是为其他学校、后来者提供经验,以便共同铺设STEM教育的发展之路。

因此,在突出STEM校本课程独特性的同时,还要兼顾课程的适应性,把STEM课程设置成可扩展的“开源式”课程,不同类型的学校在课程“主控板”上外接满足各自需求的“传感器”,通过不同的“编程语言”,对STEM课程进行二次开发和扩展补充。

下面仍以项目“我是番附人”为例进行具体分析。

1.课程“主控板”

课程“主控板”就是整个项目“我是番附人”,包括该项目的单元设置、学习内容设置及学习目标设置。需要二次开发的内容包括:把项目名称中的“番附”换成其他学校的简称,把学习场景换到各自学校,学习目标的设置可以更贴合校情,根据校园文化、培养目标调整或增加内容。

2.外接“传感器”

外接“传感器”是指课程“主控板”的扩展,即各個学习单元的学习内容。

学校可根据需求更换传感器。例如,第1课时“番附知多少”,讲述的是学校的概况和历史。每一所学校的情况不尽相同,但设置该单元的初衷是一致的:让学生知校、爱校,从“我是番附的学生”转变身份为“我是番附人”。

学校还可挖掘社区、校企资源,开发新课程,添加传感器。例如,笔者所了解的一所中学,地处珠宝产业园附近。该校与其中一家珠宝首饰生产基地合作,共同开发了“珠光宝影”STEM校本课程。课程中,学生先学习珠宝的分类、鉴定、制作工序,再亲手画图设计首饰,利用3D打印制作半成品,然后由技术工人进行后期修饰,制作成品。学校在母亲节活动上举行仪式,由学生亲自把首饰送给母亲。这个项目从理论学习到动手实践,最后上升到德育渗透,给开发STEM校本课程提供了非常好的典范。另外,学校把STEM课堂搬到了工厂里,组织学生观摩工人生产、流水线操作,现场效果非常震撼。

3.“编程语言”

“编程语言”是指学校实施STEM课程的形式。

对面向全体学生、提升学生整体STEM素养的课程,可以采用普及必修课的形式,让每一位学生都能在STEM教育中获益。普及必修课是指“普及推进,必修完成”,在普及推进的过程中,教师关注所有学生的表现和成长;在必修学习的过程中,学生通过教师的过程性评价更关注自己的能力和表现,而不仅仅是结果。

对于有爱好、特长的学生,可以采用社团活动课的形式,让学生的创新能力有用武之地。STEM社团活动的开展,弥补了必修课统一授课的不足,使学生能根据爱好、特长选择发展方向,培养学生的多元兴趣和多向特长。

开发STEM课程的校本教材是一个动态的过程,教材应随着课程的实施不断打磨、不断改进。而开发STEM校本课程,既要立足于校本资源、凸显校本特色,又要兼顾课程的适应性,使其能被复制、推广。

参考文献:

[1]张平福.中学STEM课程的开发与实践——以成都电子科技大学实验中学为例[J].现代教育,2017(14):16-17+34

[2]杜程鹏,杨士军,刘玲,等.STEM教育校本化的实践探索——以复旦大学附属中学为例[J].改革与开放,2018(10):91-94.

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