STEM校本课程的开发与实施研究——以南武实验小学“桥”STEM校本课程体系的构建为例

罗奕华

(广州市海珠区南武实验小学，广东广州，510260)

STEM教育是Science(科学)、Technology(技术)、Engineering(工程)、Math(数学)多学科融合的教育，其核心目标是促进儿童科技素养及创新能力的发展，具有学科整合性、实践创新性、综合发展性等特征。[1]随着素质教育的推进，实施STEM教育成为我国“十三五”期间全面推进教育信息化的一项重要措施，STEM校本课程也正在被更多的学校开发与利用，成为许多学校落实教育改革目标，促进创新型人才高水平发展的重要载体。

作为广州市的智慧校园之一，海珠区南武实验小学在近年的科技创新教育工作中，以“弘毅教育”办学思想为指引，重视开展各类STEM教育活动，着力开展了“桥”STEM教育实验项目，积极探索新型人才培养模式，并在此基础上努力实现未来教育的跨学科融合发展。学校将“桥”STEM教育实验项目纳入教学计划，从课程资源整合、课程内容优化、项目化学习实施、课程评价强化、师资队伍建设等方面，开展了“桥”STEM校本课程体系的开发与实施研究，以实现学生综合素质的全面提升。

一、整合课程资源，优化课程开发渠道

学校结合周边地域特色及文化传统，积极强化社区联动，就STEM校本课程的开发与实施策略进行探讨与研究，有助于丰富课程资源，集结多方课程开发力量，协同推进STEM校本课程建设。南武实验小学不仅从附近的番禺大桥发展历程中探索出了课程资源，还通过与高科技产业人员、兄弟学校及第三方技术教育公司有效对接，初步形成STEM校本课程资源开发的整体框架。

(一)立足地域特色，探究周边资源

南武实验小学地处海珠区南端，附近的番禺大桥是国内第一座采用倒Y形塔构造以及空间索面形式的混凝土梁大跨斜拉桥。从历史发展的角度来看，番禺大桥不仅拉近了地域距离，还有效促进了区域间科技、经济及文化的交流与发展，见证了时代的发展变迁，蕴含着深厚的历史文化底蕴。从科技创新角度来看，番禺大桥是力学、材料学、工程学、数学、美学等多个学科融合发展的结晶，科技创新是其发展动力，学科融合是其建设特征，因此番禺大桥具备了STEM教育的相关特征。南武实验小学立足番禺大桥这一标志性建筑的历史特色及科技特征，深挖大桥蕴含着的STEM课程资源，将“桥”明确为STEM教育实验及STEM校本课程建设的主题，有效整合多学科知识，全面提高学生的综合能力。

(二)依托多方联动，实现资源对接

南武实验小学注重与高科技产业人员、兄弟学校、第三方技术教育公司等进行互动交流，在多方思维碰撞中，实现STEM校本课程建设教育资源的对接，拓宽与完善STEM校本课程的建设路径。其一，学校定期邀请高科技产业和高校优秀科研人员来校开展STEM教育相关学术讲座，主题包括3D打印、创客空间、人工智能等。通过这些讲座，向师生普及STEM教育有关知识，提升师生对STEM校本课程建设的认同感与责任感。其二，学校积极与海珠区实验小学以及海珠区逸景第一小学开展联合教研活动，分享STEM校本课程的开发与实施经验。其三，学校与第三方技术教育公司开展合作，借用相关设备及场所，完善STEM校本课程建设所需的硬性及软性环境，为STEM课程校本化实施提供基础保障。

二、优化课程内容，提升课程综合品质

学校开发校本课程，有助于丰富课程内容，促进学生综合能力的全面发展。作为培养学生科学、技术、工程、数学学科素养的有效教育方式，STEM教育得到了众多中小学校的重视。南武实验小学立足“桥”STEM教育实验的研究基础，结合校内外各种课程资源，除开发STEM特色校本课程外，还在国家课程中创新融合STEM教育相关内容，提升课程的综合品质。

(一)开发校本课程，助推学生发展

开发特色校本课程是推进学生主体性发展，挖掘学生个性成长潜力的重要举措。[2]南武实验小学在高水平完成国家课程和地方课程实施的基础上，结合学校办学理念及课程开展实践，针对三至六年级学龄段学生特点，开发了《千奇百怪的桥》STEM校本特色课程教材，旨在引导学生从力学、材料学、工程学、艺术学等多个维度，深挖桥的建设中蕴含的STEM教育价值。

《千奇百怪的桥》STEM校本教材共四册，每册包括寻桥、搭桥、探桥、秀桥四个模块。寻桥模块的教学，主要是由教师向学生普及桥梁的发展历史及建造过程，让学生了解桥梁背后的历史文化。讲授搭桥模块时，教师会鼓励学生动手实践，发挥创造灵感，设计并搭建桥梁。讲授探桥模块时，教师会带领学生走出校门，参观周边的特色桥梁，让学生亲身感受桥梁的宏伟与壮观。在秀桥模块中，学生会展示自己设计的桥梁，介绍桥梁设计的初衷及理念，并积极参与其他作品的评价。该特色校本课程每周开设一节，由学校统一安排计算机室、图书馆、科学实验室、创客实验室、美术室等专用场所供学生使用。

学校社团是开展特色校本课程活动的重要载体，也是培养学生综合能力的有利平台。南武实验小学在学校创客社团的基础上，创建了3D创意科技社团、STEM科技社团，引导学生探究桥梁历史、设计原理等，并依靠3D打印技术制作桥梁模型。同时，完善社团管理制度，由专业教师根据社团整体安排落实有关部署，确保社团活动顺利开展。

(二)借助国家课程，实现深度融合

南武实验小学结合当前STEM教育理念及实践行为，将国家课程与“桥”STEM教育实验融合起来，实现STEM教育理念在国家课程中的有力渗透。具体而言，学校将“桥”STEM校本课程的理念、目标及内容渗透到国家学科课程中，并充分挖掘国家课程中所包含的以“桥”为主题的学科内容，实现学科渗透式教学。学生在各学科课程学习中，既能习得学科有关的知识与技能，又能培养文学、艺术修养，提升思考、设计、决策等能力。

例如，在语文学科中，教师向学生介绍与桥有关的历史人文知识，并鼓励学生搜集整理关于桥的名篇名句。在数学学科中，教师将与桥有关的数学知识融入课堂教学，并引导学生探究桥与数学知识之间的联系。在英语学科中，教师从国外桥梁的建设与发展入手，向学生普及世界桥梁发展史。在科学学科中，教师将桥的力学原理、材料工程学知识等探究性学习内容融入课堂教学，引导学生创新设计桥梁，培养学生主动探究的精神。在艺术学科中，教师以图片、视频的形式向学生展示桥梁之美，同时鼓励学生大胆想象、动手实践，设计与构建桥梁之美，发展学生的艺术审美能力及设计创造力。

三、实施项目式学习，创新课程实施路径

项目式学习旨在以学生为中心，发挥学生的学习主动性和学习创造力，引导学生自主开展信息搜集、知识领悟、方案研究等活动，从而解决学生学习或生活中遇到的焦点问题。[3]南武实验小学在STEM校本课程实施中，主张采用项目式学习法则，积极创设情境解决学习问题，引导学生自主探究、自主设计、自主反思，在项目式学习中发展多学科综合素养。

学校在STEM校本课程项目的设计中，确立了三个层次的实施方案，有计划、有秩序地发展学生的问题解决能力。第一层次是普及STEM校本课程。教师立足3D设计和打印、信息技术、科学等课程，创设学生易于理解的生活化问题情境，引导学生在参与问题求解的过程中，全方位感受STEM教育理念以及STEM校本课程开发的意义。第二层次是认识STEM校本课程。教师以文学作品、科学知识、历史材料等为载体，引导学生认识桥的特性、桥的艺术美等。在这一过程中，教师创设了学生自主探究的学习情境，实施个性化教学，而学生可以结合自身的兴趣爱好，自主选择有关于桥的探究内容，尝试对桥的发展历史、修建技术、艺术美学等方面展开有针对性的研究。第三层次是合作探究STEM校本课程。教师鼓励学生通过小组合作的形式，设计、论证并搭建桥梁，为学生自主发展搭建平台。

例如，在三年级“千奇百怪的桥”STEM校本特色课程实施过程中，教师充分利用项目式学习的教学方法，实现学生的自主探究与发展。首先，教师利用图片、视频等，向学生展示学习或生活中常见的STEM教育，引导学生就STEM教育的基本应用展开讨论。其次，教师介绍国内外著名的桥梁，请学生根据桥梁的特征猜测其中所蕴含的学科知识。学生展开小组交流，讨论猜测结论及依据。最后，教师结合多学科知识，引出项目式学习所要解决的核心问题，即通过课堂学习与小组讨论，设计学生心目中的桥梁。在设计过程中，学生可以通过实地参观番禺大桥获得创作灵感，也可以通过上网搜集资料了解桥梁设计与搭建的相关学科知识。通过项目式学习，学生多学科知识的整合与应用能力得到了提升，同时，自主探索、解决问题的实践能力也得到了发展。

四、强化课程评价，提升课程实施成效

南武实验小学通过完善STEM校本课程的评价方式来提升课程的校本化实施成效。针对学生在学习过程中表现出来的解决问题能力、动手实践能力等开展过程性评价，针对学生的学习成效或成果进行总结性评价。其中，过程性评价贯穿于STEM校本课程实施全过程，以标准合理的评价表记录学生在学习过程中的思想认知、行为表现、实践能力等，还会根据课程项目的不同内容与要求，对评价标准做出相应的调整，促使评价内容更加贴近学生的实践经历与实际感受。此外，学校还注重量化评价与质性评价相结合，通过学生自评、互评以及教师和家长评价等方式，采用问卷调查法、跟踪记录法、成果展示法等手段，全面、综合评价学生在STEM校本课程中的表现。而总结性评价则在每个学期期末，主要对学生一个学期以来的学习成果进行综合评价，总结学生在STEM校本课程学习中所取得的成效，并为学生颁发相应的等级证书，对学习成效显著和进步较快的学生进行表彰，评选出优秀小组、优秀个人等，让学生获得成长的喜悦，激励学生自主发展。

五、提升师资力量，培养跨学科人才

教师是STEM校本课程建设的重要因素，影响着STEM校本课程的开发及实施效果。因此，加强教师队伍建设，提升教师的跨学科教学能力，对确保STEM校本课程的顺利实施意义重大。但综合分析学校教师的业务能力可知，教师多专注于单科教学，知识体系相对单一，难以完成跨学科教学。鉴于此，南武实验小学在STEM校本课程建设中，注重强化师资队伍建设，尤其注重对教师跨学科教学能力的培养，提升教师的STEM教学水平。

一方面，组建STEM骨干教师队伍。南武实验小学从STEM校本课程的发展需求出发，从各学科中选拔出一批创新意识强、技术能力好、综合素质高的优秀教师，组成STEM骨干教师队伍。同时，鼓励有兴趣特长、爱好STEM教育的教师主动转型，加入骨干教师队伍中来，壮大STEM教师团队力量。STEM教师团队会利用业余时间开展线上学习，每两周开展一次线下集中研讨、三次教学实践观摩，并在团队交流中互相取经、共同进步。

另一方面，成立专家指导团队。南武实验小学聘请STEM教育相关专家为学校顾问，具体指导“桥”STEM项目的实施，并邀请华南理工大学、广东工业大学等高校和各区的STEM课程专家、名师成立专家指导团队，对全校教师进行STEM教育实践的相关培训。教师在与专家学者的交流互动中，共同探讨STEM校本课程的开发与实施，更加合理地构建STEM校本课程体系，有效提升教师团队对STEM教育的理解力与运作力。