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STEM教育在国内也非常的时髦和热门，学校对STEM教育有强烈的需求的同时也有诸多的顾虑，基本集中在以下几点：
上海世界外国语小学（下文简称上海世外）自2011年起以科学学科的改革为标志，开始研究和实施STEM教育，形成了自己STEM课程板块。 之所以着力构建STEM课程主要有两个原因。 首先：改变课程模式，取分科和主题式课程模式之长。在解决实际问题中使各门学科有目的地融合。 其次：改变教与学的方式，主张实践在“情境”之中的质疑探究式的学习方法，学生们通过解决真实世界的问题为自己“创造机会”。 对学校来讲，最棘手的问题是STEM教育在我们原有的课程体系中如何构架？ 在有些学校，STEM教育是以“STEM”为独立的课程名称，以项目为载体，构置在拓展课成兴趣小组之中。 这样的做法相对容易，不破坏原来的课程体系结构。而且，其中的项目设计也有较大的自由空间和开放度。 但往往项目设计的指向性不明确，项目设计相对随意。所以这样的构置方法是一种简单的叠加法，毕竟游离于基础型课程，只在学校课程外围活动，或成为可有可无的不稳定的课程部分。 最好的构架方法是把STEM教育渗透到我们的基础型课程中去。 （上海世外的STEM团队） 可能大家会有疑惑，我们的基础型课程的课时都是被严格限定的，在不增加课时的前提下，如何开展STEM教育？ 在回答这个问题之前，让我们先来看看世外小学各类学科的课堂样态。 我们的美术课，现在它叫作DT课：Design and Technology，即“设计和技术”。 我们认为学美术是为了更好的美化生活，所以改良后的美术课更强调了设计，以及设计方案实施的可行性。 （学生的自主设计） 在DT课堂上学生分为两类角色：设计师和工程师。 他们根据项目要求在自己设计与制作“拼板”、“时钟”和“手机的万花筒镜头”等产品，3D打印和激光切割等技术和各类工具机械设备在DT课堂上被广泛使用。 这样的课堂不仅是艺术课堂，更是有效地连接了数学、科学、技术和工程。 （3D打印将设计变为现实） 接着再来了解一下STEM教育是如何进入上海世外数学课堂的。 因为我们的数学课有着完整的学科知识体系，STEM项目的设计必须和知识点与概念要求适配，让学生在动手实践和探究的过程中主动构建起学科概念体系。 如'自动圆规的设计与制作'，这是在学习到“圆周”时老师设计的STEM项目。通过项目的完成，在过程中学习和形成“周长”、“半径”、“圆心”等概念知识。 （自动圆规的设计与制作） 再如五年级数学课上STEM综合项目“校舍平面图和模型的设计与制作”。这是把测量、计算、绘图、3D打印、建模等结合后的完美展现。 （设计校舍） 当然STEM项目最主要的阵地是科学学科，这和美国STEM实施的课堂路径是一致的。 比如一年级学生在学“天气”单元时会通过基于“预报器”、“风铃”、“风琴”、“雨量器”等项目的完成来进行探究； （制作雨量器） 四年级学生在“生态系统”单元时中通过一个STEM游戏项目来学习“伪装”这个概念； （学习“伪装”） 三年级学生的“植物”单元的时候会通过“一米菜园”等工程项目在校园农场里的实践来学习完成单元学习。 （学生们的“菜园子”） 以科学课为核心的STEM教学让从工程技术，教学建模、艺术素养等等多种维度，帮助学生建构对于学科概念体现的认识。 把STEM教育无孔不入地渗透到基础型课程中去的最大好处是让STEM项目与各学科标准高度相关。 让学生在“能力培养”和“知识获取”中保持平衡而持续的进步。 当然，要形成这种基于基础型课程的STEM教育需要对原有的课程进行结构性改造，包括目标，内容，策略和评价方式以及课堂教学组织形成。 其中最重要的就是“教与学”的方式。
（怎样进行科学探究与学习） 在STEM课堂上，学生学习的过程应该是这样的： 学生根据一个需求引发一个待解决的问题；学生预设结果并设计方案；学生实施方案并制作成品；学生观察过程后记录数据并进行分析：学生修改方案并建立起初步概念体系；学生开展交流并选择最有效可行的方案。 我们把在STEM课堂上的这种学习方式叫作“像科学家和工程师般地去学习”。
这段视频是世外四年级一个四人小组制作的，记录了他们在生态系统单元中做Biodome Engineering Design Project(生态馆项目）的全过程。 在这个单元学习中每个小组被要求选择一种生态环境（沙漠，热带雨林等）进行模拟，并被要求设计制作适合的自动灌溉系统来养活此种生态环境下生存的植物。
（学生在“生态馆项目”中灌溉植物） 通过这个视频中我们可以看到STEM教育理念是如何应用在课堂上的；可以看到STEM项目线上线下的结合的。 在STEM课堂上，我们希望孩子们可以像科学家探索未知和工程师解决问题的思维方式和路径去学习。 切忌教师预设结果，设计方案。 STEM课堂里，要求学生采用像科学家、工程师那种质疑探研的学习方式——力求实验与思维的有机结合，层层递进，使学生始终处于积极参与的状态中。 不仅关注“要学生知道什么”，更关注学生“怎样才能知道”。在这样的探索学习中，“失败”是不可避免的，而这种失败体验，最难能可贵的是加深了学生对事物的认识和观察，学生在寻找失败原因的过程中,最后完成对知识的“动态建构”。 上海市徐汇区康健外国语实验小学一年级学生在“简单机械”单元里要通过“超级挂钩”这个例子来了解钉子和榔头的作用和功能。 学生被要求小组合作，用钉子和木条做一个“超级挂钩”，挂钩上要求挂上“书包”、“抹布”、“扫帚”等六样东西。
（康健外国语实验小学“超级挂钩”） 切忌相同材料，“加工场式”的批量组装。 同样的项目，每个小组的设计方案都可能不尽相同。因为设计方案不一致，所以在材料选择上也会更紧密接近真实问题场景。 若材料统一配置，那学生在STEM项目中的创造空间就大大缩小了，课堂样态也会更趋近于传统的手工劳动课，教室就变得像是个大的加工场，这是STEM教育被误读而产生的后果。 所以STEM教育重点和难点还是在于教与学的方式的改变。 产品的材料选择 我们当然可以花钱去选择乐高、机器人等项目进行STEM教育，我们也可以选择材料无须特殊定制，随手可得的项目进行STEM教育。 我们所列举的例子，都是些低能耗高效益的STEM项目，STEM教育也可以很便宜。 所以我认为，STEM教育目标达成度主要取决于理念的转换和行动的落实而不是材料装备配置上攀比。 编辑：校长会（xiaozhangclub） 来源：微信公号“stem科创中心”。本文根据上海世界外国语小学张悦颖校长，在2016年国际STEM️科学节（STEM️ Science Fest）的高峰论坛所演讲。以上图文，贵在分享，版权归原作者及原出处所有，内容为作者观点，并不代表本公众号赞同其观点和对其真实性负责。如涉及版权等问题，请及时与我们联系。 |
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