对STEM课程本地化实施的思考

STEM是科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、数学（Mathematics）的结合。STEM教育就是科学、技术、工程、数学（STEM）的综合性教育。STEM课程计划是一项鼓励学生主修科学、技术、工程和数学领域的计划。在实施过程中不断加大科学、技术、工程和数学教育的投入，用以培养学生的科技理工素养。

STEM源于20世纪80年代，美国为继续保持经济领域全球领导地位，深刻认识到以国家核心竞争力为基础的科技教育滑坡与缺失将会造成人才严重短缺。因此，他们富有创见地提出了科学、技术、工程和数学（STEM）学科集成战略：为保持国家可持续竞争力，必须大力培养训练有素的数学家、科学家、工程师、技术人员和具备科学素养的美国公民。近30年来，美国政府和美国的一些科研机构、高校、基金会通过立法、拨款、专门项目等方式推动着STEM深化发展。

2010年前后，STEM教育被引入中国后开始本地化进程。其中，原版课程引进、基层学校场室硬件建设、课程语言通用性转换等问题逐步得到解决。但作为课程实施的基层学校在常态化实施产生了两个亟待思考解决的问题。

一、STEM课程实施的师资供应问题

1.师资队伍组建

STEM课程体系包括8个大项、50个小项的不同课题，每个课题含有1～5个水平的学习阶段，到目前为止项目还在不断充实丰富。这就对课程实施的师资提出了很高的要求。高素质的STEM教师是确保学生接受高质量STEM教育的核心因素，他们必须是具有奉献精神的高素质师资。STEM课程庞大的学科体系决定了课程指导教师不能来自单一学科，更不能完全来自国内原有技术学科（信息技术、通用技术）的教师。其有效的师资队伍应该来自于学校每一个学科，甚至包括水电工、后勤采购人员等保障性专业人员，用以应对在指导过程中出现的实用性强的学习水平。

广州市南武中学在这一过程中组建包括物理、化学、生物、地理、数学、信息技术、通用技术、英语学科为核心的指导教师队伍，并根据教师们各自非本专业知识组成指导教师小组，分配到学校三个STEM实验室进行常态化上课。

2.指导教师认知观念的调整

STEM的指导教师可以根据自己原有任教学科与STEM、STEAM可能的交集，寻求可能的突破方向，依托原有综合实践板块校本课程、研究性学习的建设，实施相关的STEM课程的校级选题开设课程。更建议教师根据兴趣相投的原则，组合成团队，共同研发实施相应的STEM、STEAM校本课程科目。我们建议老师们借助STEM、STEAM校本课程科目的研发实施，更新自己的相关知识、发展相应的教育教学能力，在实践中发展，在发展中推动实践。

结合我校实际，在2015学年第二学期，三个STEM实验室第一阶段共开设模拟城市、西点大桥设计、乐高EV3、机械、lllustrator 3D软件制图等课题。结合老师们的专业及兴趣，在模拟城市、西点大桥设计、乐高EV3等几个项目上有了新的实施体会。经过指导教师团队的研讨，确定了学校STEM学习项目的四大特征：一核心―以基于项目的学习（Project Based Learning）为核心；两特点―多中心、多任务（每个小组都是学习中心、每个小组的学习任务各异）；三原则―不讲授具体学科知识、不呈现简单统一答案、不示范项目基本操作；四鼓励―鼓励自主协作，鼓励试错反思，鼓励学习分享，鼓励创新实践。如图所示：

3.指导教师对课题潜心研究不足

由于STEM课程的多学科综合性，以及三原则―不讲授具体学科知识、不呈现简单统一答案、不示范项目基本操作的订立，部分教师认为：对具体课题知识和研究不需要像传统高考学科那样对具体知识进行下潜研究。但在具体指导过程中，学生的知识碰撞和具体客观问题解决指导的缺乏，引发对教师知识不足的诟病。例如：模拟城市课题，它是以SimCity4游戏为客观载体的课题。SimCity是美国艺电出品的一个城市建造的电子游戏，具有非常高的科学互动性和现实性，在其市民模式中或是完成任务模式中，可以让学习者体会现实城市的区域性发展，通过几个城市间的贸易互动最大限度地发展经济。可以通过铁路、单轨铁路、道路、大道和高速公路等连接城市与其周边地区，甚至可以将电网及水管连接到周边地区以出售自己盈余的电能等其他能源。另外还可以虚拟化驾驶汽车、飞机和其他的所有运输工具。游戏的乐趣和解决问题的虚拟挑战就不仅是单纯地满足城市需要，而要在发展中寻找合适的平衡点，在继续扩张城市的同时保持大多数人的生活质量，这就是一个虚拟市长，同时也是政府职员真正在做的事。这就要求指导教师也要研究这个游戏并总结出心得来给予学生适当的指导，不然按常规理解，教师可能不屑于电子游戏的探究，结果自然就不知学生所云。

二、STEM课程实物化成果的呈现问题

STEM课程的多学科综合性和STEM学习项目的一核心、两特点使得部分课题是以虚拟化的形式呈现的。对于以全国青少年科技创新大赛为代表的全国性青少年科技竞赛活动，它以实物型成果为首要评比项目。那么STEM课程在提升学生解决问题能力之后，必然面临能力转化为实物的问题。STEM学习项目实物化成果的呈现就要求STEM课程本地化过程中要考虑成果实物化的实现。

1.确立学习成果汇报机制

在STEM学习项目开始时，要让学生明确，在10周的学习期里每周的学习任务，同时明确周期的第九次是学习分享，第10次是成果撰写。在周期学习过程中，提倡“四鼓励―鼓励自主协作，鼓励试错反思，鼓励学习分享，鼓励创新实践。”

2.鼓励学习成果现实转化

纵观国内的STEM课程，不难发现一个共同特点：一般以科技创新、创新能力、实践技能等为关键词。教学指导过于原则，思维培养不明显、行动细节不清晰；成果体现以赛促教促发展，总是要区分课内课外，对STEM课程的限定词为“课外”。事实上，STEM课程必须由课程以外向课程以内转化。我校在STEM课程本地化时作了有益的尝试，旨在深挖学生活动的教育意义，同时让这种教育以学生乐于接受的方式，潜移默化地影响他们。通过DV创作，在周末大学堂的参观中学生自主拍摄、制作DV作品，引导他们发现、思辨问题；通过产业健步行，让他们走出课堂、走出校门、进入生产一线，让学生在健康体魄、磨炼意志的同时，放宽视野，理解课程中替代能源、太阳能、风能、氢燃料电池的现实应用。

3.适当延伸STEM课程的载体

STEM课程体系比较庞大，适时补充课程载体是十分必要的。例如：西点大桥设计课题是电脑模拟建桥的项目，要求逐一进阶完成，Level 1―探索桥梁视觉设计，Level 2―设计决定，Level 3―设计决定图表，Level 4―设计草稿，Level 5―你能去到多低？但很明显，到了最后的高阶，还是电脑虚拟，建造材料的应用是纸上谈兵。我们适时引入“创意搭建”模具和“K’nex”教具，将电脑模拟变为实物模型，同时还可以利用冰棍棒建成载重模型，通过木桥承重试验模拟检验电脑虚拟设计。又如：替代能源中Level 1―谁扼杀了电能汽车的课题，我们可以引入广汽“双擎”汽车原理和生产参观，让学生利用可见的认知去感受新技术，去评判课题的疑问。

STEM课程源自于美国，在中国本地化进程当中肯定会衍生出更多与原有教学观念的碰撞。在学校层面，STEM课程的实施，更多是围绕着特色校本课程建设建设和学生思维素质提升来开展，尝试将它们与原有数学、科学类和艺术类核心课程对接融合。

指导老师们则借助STEM课程的实施，更新自己的专业相关知识、发展相应的综合教育教学能力，在实践中寻求发展，在发展中推动实践。

参考文献：

[1]赵中建. STEM：美国教育战略的重中之重[J]. 上海教育，2012（11）.

[2]秦建军. 从STEM整体教学观的角度谈中小学技术教育[J]. 中小学信息技术教育，2013（05）.

[3]叶兆宁. 融合：实现STEM教育的有效策略[J]. 中国科技教育，2013（02）.

（作者单位：广东省广州市南武中学）