基于创新教育的初中STEM校本课程开发与实践研究

章磊

摘要：本研究通过分析国内外STEM课程研发现状，开展初中STEM校本课程开发并进行实践，旨在开发出校本STEM教材，提升学生创新能力。

关键词：STEM 课程 创新 实践

中图分类号：G633  文献标识码：A  文章编号：1009-5349（2019）10-0174-02

在21世纪复杂世界中维持竞争力，离不开科技创新和人才培养。习近平总书记指出：“实现创新驱动发展战略决定着中华民族的命运”，并在两院院士大会上强调创新人才培养是一个国家教育发展的方向。2016年重庆市教育科学规划办发布的《重庆市教育委员会重庆市财政局关于实施普通高中发展促进计划的通知》（渝教基〔2015〕5号）指出：进一步深化基础教育课程改革，旨在探索开发基于创新教育初中STEM校本课程，普及STEM教育，提升学生的创新能力，培养出具有未来学习能力的中学生。

一、国内外STEM课程研究现状述评

STEM 是科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）和数学（Mathematics）四门学科的简写，其教学过程不只是四门学科知识简单加和，而是知识的综合运用。

（一）国外STEM课程研究现状

2007年克拉克与厄内斯特发表《科学、技术、工程和数学整合的一例模型》，进行了技术课程融入整合课程的思考，为STEM课程整合提供理论基础;2011年赫施巴赫在《STEM计划：约束及挑战》中从STEM课程内涵的角度，提倡STEM进行概念教学，重组科学、技术、工程和数学课程;2013年玛格丽特等人发表了《搭建工程设计与PK-12课程发展的桥梁——通过STEM教育质量框架的使用》，该文论述了实施项目式研究对学生兴趣的影响。

从上述的研究结果可以看出，国外研究人员的研究从简单理论研究再到课程的整合研究，开展设计有关STEM的项目，将科学、技术、工程与数学课程以整合的形式呈现给学生，激发学生学习兴趣，提高动手实践能力。

（二）国内STEM课程研究现状

国内对于基础教育阶段的数学与科学课程的研究起步较早，研究成果也比较丰富，而对于工程教育、技术教育的研究起步较晚，研究的成果也相对较少。

2007年，许茵、雷庆的《中美K-12工程教育及其与高等工程教育衔接的比较研究》一文，为我国基础教育阶段和高等教育阶段的工程教育提供了一些启示与参考;2011年黄芳的《美国K-12工程教育与高等工程教育的衔接及启示》介绍了美国K-12工程教育的现状;2012年管光海在《外国中小学教育》发表《美国K-12阶段技术教育：背景、现状与启示》一文，文中从美国K-12阶段技术教育的目标、课程内容、教学实施、课程评价等方面进行阐述，并根据我国技术教育目前存在的问题提出了相应的建议;2013年丁杰等在《科学、技术、工程与数学教育创新与跨学科研究》一文中梳理了STEM 教育的教学模式、教师专业发展以及创新应用成果，反映了国际STEM教育研究与实践的新趋势;2016年王润英老师将STEM教育与高中生物学教学相结合，让学生体验项目策划和实施的具体过程，感受自己生产产品的快乐，感知科学技术和生产实践之间的紧密联系，便于学生将以后的科学研究成果更加有效地应用于实践。

综上所述，目前国内STEM教育主要分为以下几类：传统的课堂内数理化教育——以应试为主;劳技课教育、创客类教育——以定向模仿为主;乐高、VEX、FTC等机器人比赛——以获奖为主。

二、研究成果

（一）问卷调查，研判现状

进行课堂教学前，对实验班级的学生进行问卷调查，分析学生现状，结果如下。

1.性格与职业类型测试统计分析

实验班共有125人完成了性格与职业测验。通过统计我们发现：同学中倾向于社会型的人数最多，有104人;其次倾向于调研型，有94人;再次为实际型，有76人;常规型和企业型分别有58和56人;艺术型的人数最少，为45人。从上述调查数据来看，实验班的学生具有动手实践的基础，有利于STEM课程的开展。但艺术型的学生最少，这和艺术教育的弱化存在一定的关联，因此在STEM课程教学中要对学生渗透艺术及人文主义，培养良好的审美情趣，使学生制作的作品具有一定的美感。

2.多元智能评价统计分析

2019级37班共有123人完成了多元智能测验。通过统计发现：在数理逻辑方面比较突出的有69人;在语言运用方面比较突出的有61人;在视觉空间方面比较突出的有58人;在自我认知方面比较突出的有45人;在人际交往方面比较突出的有50人;在音乐旋律方面比较突出的有47人;在自然观察方面比较突出的43人;在身体运动方面比较突出的有37人。从上述来看，实验班学生数理逻辑能力、语言运用和人际交往上都存在明显的优势，这为STEM培养学生数学和理工素养、小组合作和表达奠定了坚实的基础。

（二）文献阅读，整理成文

研究者綜述了国外STEM课程研究开发，提出STEM培养学生的七大核心素养，即批判性思维、信息收索整合、沟通合作素养、创造性解决问题、终身学习素养、自我认识调控素养、成长型思维素养。

（三）开发2本校本教材

研究者根据学生现状和文献研究，开发出了2本校本教材，即《设计及制作投石机》《设计及制作茶多酚结构项链》，着重培养学生七大核心素养，渗透职业教育，培养学生艺术审美情趣。

（四）课堂教学有序推进，课外行知钓鱼城

2016年秋期主要进行《设计制作投石机》课堂教学，2017年秋进行《设计制作茶多酚项链》教学。课堂教学以问题导学、小组合作的模式进行，学生参与度高;课外教学以家庭为单位，开发了行知课程。行知课程之一就是游览钓鱼城，班主任设置任务，在游玩的同时学生要了解钓鱼城的历史文化精髓，在父母的指导下设计及制作一台投石机。

（五）全校普及STEM教育

2016寒假學校开展了的“STEM”的创新教育，在全校普及STEM教育，培养学生在灵活的学习空间适应未来各种学习活动的问题解决能力，在非教师主导的课堂环境中，激发学生创造力，促进协作学习、发现学习以及实验学习。

（六）借助微信，普及理念

开学初，研究者建立了家长微信群，适时在微信群里分享关于STEM的文章，同时发动家长去关注分享STEM的文章。在家长思想中渗透对孩子批判性思维、信息收索、团队合作和创新学习相关理念。在研究者的影响下，许多家长开始关注STEM教育，赞成这种跨学科学习、项目学习理念。

总之，本研究对学生创新意识与能力的培养取得了一定的成效，但如何在教学中有机融合科学、技术、工程和数学知识还存在激烈的挑战。STEM教育是舶来品，要想在中国落地生根就必须与中国文化相融合，所以融入中国人文特色的STEM教育将是未来发展的方向。

参考文献：

[1]Advancingthe“E”inK—12STEM Education[J].The Journa lof Technology Studies，Volum036，2010（1）：53-64.

[2]Committee on K-12 Engineering Education，Engineering in K-12 Education：Understanding the Status and Improving the Prospects[R].Washington.D.C.：National Academies Press，2009：15.

[3]丁杰等.科学、技术、工程与数学教育创新与跨学科研究[J].开放教育研究，2013（4）：41-48.

[4]管光海.美国K-12阶段技术教育：背景、现状与启示[J].外国巾小学教育，2012（9）：16-20.

[5]黄芳.美国K-12工程教育与高等工程教育的衔接及启示[J].高等工程教育研究，2011（6）：27.

[5]王润英.STEM教育在高中生物学教学中的尝试生物学通报[J].2016（3）：24-26.

[6]许茵，雷庆.中美K-12工程教育及其与高等工程教育衔接的比较研究[J].高等工程教育研究，2007（5）：16-19.

责任编辑：孙瑶