基于项目式学习的STEM课程校本实践路径探析

    田阳阳

    

    

    [摘? ?要]指向核心素养的项目式学习是陕西师范大学附属小学探索STEM校本课程的主要实施形式。学校打造了“融创”课程理念，在实践中形成了以师生发展为目标、以课程建设为核心、以空间优化为载体的校本特色，有效促进了学生学习方式的变革。

    [关键词]项目式学习;STEM课程;校本实践

    一、STEM课程实践的背景

    STEM教育对于培养具有创新能力和创新思维的杰出人才有非常重要的作用，尤其是在中小学阶段，这是儿童思维发展与创新能力培养的关键期[1]。STEM教育关注的核心目标是儿童青少年科技创新素质的培养[2]。为此，中国教育科学研究院启动了《中国STEM教育2029创新行动计划》，以培养国家发展急需的创新人才和高水平技能人才[3]。

    项目式学习（Project Based Learning，简称PBL） 源自美国教育家杜威倡导的“做中学（learning by doing）”，由克伯屈的设计教学法发展而来。它主张围绕真实的问题或挑战设计一系列的体验和探究活动，学生需综合运用多种学科知识与技能来解决问题，并将最终的学习成果予以表达、交流与展示，学习过程始终伴随反思、评价、修正和多方支持[4]。STEM 教育倡导问题解决驱动的跨学科整合学习，项目式学习成为其重要教学方式之一。

    促进STEM教育政策顶层设计、建立资源整合和师资培养的平台、建设STEM教育相应的标准与评价体系[5]都离不开高质量的课程开发与校本实践案例作为研究支撑。从需求来看，在对陕西省STEM种子教师培训的调研中发现，96%的一线教师希望有机会观摩STEM课程教学，92%的教师期待学习STEM校本实践案例，80%的教师关注STEM课程校本开发。因此，研究要考虑STEM教师的迫切需求，从实践探索的角度为想要开展STEM教育的学校提供可参考的校本实践路径，带动区域STEM教育发展。为此，陕西师范大学附属小学以项目式学习为突破口开展了STEM教育的探索与实践。

    二、STEM课程理念建构：以师生发展为目标

    STEM教育是一项战略国策，美国、英国、德国、日本和韩国等都出台了支持STEM教育的国家政策。STEM教育是一种育人理念，倡导跨学科的项目式教学，有利于学生发展问题解决能力、沟通协作能力和批判性思维。STEM教育还可以视为一种课程，对学校来讲，探索STEM教育的一个重要途径就是构建STEM课程。由此，陕西师范大学附属小学（以下简称师大附小）提出了“融创”的STEM课程理念，以构建面向未来的课程体系为核心，以培养学生批判性思维与创新实践能力为宗旨，以提升教师专业素养为目标，探索并实践跨学科的学习方式，对接学科课程标准，整合学科核心素养。

    “融创”代表了这一课程体系的核心关键词——“融合”与“创新”。“融”是对课程目标的设定，是对学生发展的追求，即在课程学习中，帮助学生融入集体、融入生活、融入社会，成为未来有责任、有爱心、有担当的公民;“创”是对课程实践教师的专业成长规划，即在“融创”课程的探索中，创新自我的理念与认知、创新课堂教与学的方式、创新开发有助于学生成长的主题课程（见图1）。“融创”课程不仅是师生发展的目标，也是教师设计开发课程的原则与学生的主要实践方式。

    从教师开发课程的角度看，“融”是一种方式。融合多个学科，包括科学、数学、美术、信息技术、英语、健康、音乐、体育、国学、品德等;融合多种学习方式，包括阅读、讲座、实地调查、游戏、课堂教学、视频赏析等;融合多种教育渠道，包括教师、家长、社区、企业等，可提供丰富的教育资源（如师资、材料等）。

    从学生学习实践的方式看，“创”是一种活动形态。在交流讨论解决问题的思路与方案时可采用创意表达，如图文混合说、声情并茂说、结合多媒体手段说等，能使沟通更高效;在方案设计环节可鼓励学生用三维设计图、翻翻书、模型、动画、文章等多种作品方式呈现创作，用作品来表达，让思维可视化;在主题学习的拓展阶段，可引导学生回归生活，并用创意点亮生活。学生的想法不一定都能实现，但当他们开始关爱家人和身边的人时，课程将为他们创造更美好世界的愿望赋能。

    融与创、师与生、教与学，以多重维度构建起来的学校跨学科主题课程的建设理念，蕴含着师生对课程的规划与期待（见图2）。

    三、STEM理念实践探索：以课程建设为核心

    1.课程实践路径探析

    为了给学生在真实情境中解决问题创设条件，更好地实践项目式教学，师大附小统筹规划校本课程，开展了基于项目的综合实践活动课程的校本化开发。围绕“融创”课程的核心目标，阶梯式设置课程主题。低段课程通过探索神奇的动植物世界，培养学生了解世界的方法，并更好地与世界共处;中段课程通过探究生活中与自身成长相关的问题，引导学生更好地关爱自己、关爱家人，尝试用跨学科的思维解决现实中的问题;高段课程通过对“家乡”和“未来”这两个广域话题的探讨，引导学生关注社会现状与未来发展趋势，为改造世界赋能。跨学科整合超越学科界限，以来自真实生活的科技问题，引导学生对社会、政治、经济、国际关系以及环境等问题的探究，没有明显的学科痕迹，实施的主要方式是项目式学习[5]。

    2.课堂教学模式探析

    在解决具体问题的过程中融合学科知识的学习，从某种意义上讲，这种学习只是为了解决具体问题。而课程应以“作品、项目或核心问题”为核心立足点，设计问题解决过程中的学习资源与工具、学习活动过程、学习支架、学习评价等关键环节，同时关注项目完成后学生获得知识的系统化与结构化迁移，并有相应的强化练习与总结提升[6]。如美国巴克教育学院在2013年推出了评价项目式学习的“黄金标准”，以帮助教师进行測量、校准并提高项目的设计与实施能力。该标准包括三个部分：学生学习目标、项目的基本设计元素和基于项目的教学实践[7]。师大附小则把基于项目的教学实践归纳为三种基本类型，即科学探究、技术实践、工程实践。

    例如，在“大飞机中国造——飞机工程师初体验”项目中，以小学三年级学生最感兴趣的飞行器为切入点，用社会热点话题“C919 的试飞成功”引入，让学生探究“如何制作一架飞得远的无动力滑翔机”，在活动中体验飞机设计、制作、试飞、优化的过程，掌握信息搜集与处理、制图建模、物化产品与实际操作技能，初步培养学生工程实践能力与独立解决较复杂问题的能力，并激发学生爱国情怀。该项目中涉及的技术实践包括信息技术（搜集与整理信息）与劳动技术（使用美工刀与热熔胶枪），工程实践包括设计与制作无动力飞机模型，科学探究包括无动力条件下影响航模飞行距离的因素等。

    3.课程实践措施探析

    （1）创新课程模式，增强落地效果

    为充分发挥“融创”课程对学生创新能力的培养优势，学校建立了相应的课程评价体系，包括课程实施前的学生创造性思维测验与课程主题满意度调研、课程实施中的学生反馈、课程完成后的项目反馈与学生自我反思调研。在课程实施中，为保证学生有充分动手实践的时间，采取了两节连上的形式。实践表明，学生们喜欢STEM课程，他们沉浸于动手实践，专注于解决问题，并乐于与同伴合作互助。问卷调查显示：96.4%的学生对“融创”课程感到满意;76%的学生认为“融创”课程提升了他们对数学的学习兴趣;“融创”课程对学生的学习动机、学习兴趣、学习态度、学习品质产生了明显的提升作用。

    （2）提升教师素养，打造金牌团队

    学校以校本研修为阵地，结合省内专业培训，通过“学习—实践—反思”，促进教师专业能力的横向拓展与纵深发展。

    一是建立学习型组织——团结协作，合作互研。学校的“融创”课程团队包括多个学科的教师，它不是一个行政组织，而是一个学习型组织。学习型组织要不断创造、获取和传递知识，并善于修正自身的行为以适应新的变化或见解，主要通过发现、纠错、成长三个环节发展组织和个人的成就。在这个团队中，所有关系到课程建设团队发展的重要问题都要进行集体研讨。

    二是规范“水滴式”反思——点滴积累，促进提升。从反思的时间节点看，可以进行课后思和主题思。课后思是指一场课下来就要总结思考哪个问题的启发效果好，哪个环节组织困难，哪个流程不太顺畅等，以便及时改进。主题思是指一个主题完成后，要反思整体的连贯性、每个项目与主题的相关度，以及是否有更适合的项目。从反思的主体看，还可以进行集体反思。“旁观者清，当局者迷”，请旁观者审视自己的教学实践，有利于教师对问题产生更明确的认识，获得更广泛的解决途径。如同组教师互相听课，课后对所观课进行集体分析，就实践中的问题进行讨论交流。这种互动式的反思活动，注重教师之间的分享、合作与共同提高，有助于建立合作学习的共同体。

    三是寻求专家团引领——实事求是，虚心求教。学校是陕西师范大学的附属小学，在开展创新性工作时，可以利用这一便利条件，积极向高校寻求支持，通过专家引领加速教师成长。这些专家，包括有胆识的战略专家和有突破能力的业务专家。学校通过“请进来、走出去”的方式，为教师们创造与专家交流学习的机会。此外，教师们还可向身边的专家求教，包括那些具有丰富跨学科教学经验的教师、同组内有专长的教师等，力争成为胜任STEM课程教学的“杂家”。

    （3）保障教研时间，加强教学研讨

    一是开展“问题链”教研——专项研讨，解决问题。教研针对“融创”课程中普遍存在的具体问题，解决课堂实践的环节重点、细节难点，形成操作性较强的教学流程和富有创造性的问题解决思路，切实提高教师的教学能力。专项研讨分为“实践发现、集体研讨、课堂运用、达成共识”四个环节，其中集体研讨和课堂运用会反复出现，直至达到良好的教学效果。

    二是开展“工匠式”教研——技能培训，专业提升。STEM课程内容丰富，对新工具的使用、新技术的应用要求较高，因此要花费专门的时间对教师进行工具与技术应用的培训。应以建设一支业务素质精良、教学技能全面、教学基本功过硬、具有一定的教科研能力、适应科学课程改革需求的教师队伍为目标，以STEM课程专职师资培训为重点，多层次、多渠道、多形式、学用结合、讲求实效地开展教师培训。工具类培训包括3D打印机的使用、人工智能硬件组装等，技术类培训包括少儿编程、3D设计、规范实验操作等。

    三是开展“开发者”教研——交流研讨，优化设计。“融创”课程的整合性、实践性、开放性，决定了其独特的课堂实施模式。教师可从课程的准备阶段、开展阶段、优化阶段入手，在实践中发现问题、反馈问题，共同研讨开发课程的实施细则。在课堂内部，各个教学环节也应该有对应不同学段的实操标准。作为课程开发者的教师，要在课程的优化阶段进行开发者教研，使课程设计得到进一步优化。

    （4）细化教学常规管理

    “融创”课程的整合性、实践性、开放性对教学的组织管理提出了更高的要求，如音量的控制、材料借还、考勤管理、路队要求等，这些都要在实践中不断积累经验，并逐渐形成常规。

    四、STEM理念落地抓手：以空间优化为载体

    STEM教育的落地需要实体空间、课程和师资。其中，实体空间指的是开展STEM教育实践活动的基础设施与支撑环境，其基本任务是提高学生对STEM活动的兴趣和素养，激发学生挑战和探究的欲望，培养学生的批判性思维以及跨学科解决问题的能力[8]。为此，学校立足现有空间，以空间优化为核心实践途径，构建了以综合部室为主体、以科技馆为特色、以STEM协同创新示范墙为生长点的立体空间。

    综上所述，师大附小围绕《中国学生发展核心素养》的要求，立足综合实践活动课程的校本化实施，以学生为中心，以项目式学习为途径，结合职业体验等多种教育途径，引导学生作为课程的实施主体主动学习，学会像科学家一样思考、像工程师一样工作、像艺术家一样设计，不断在实践中提升STEM 素养。

    参考文献

    [1]夏小俊，董宇，柏毅.美国STEM对我国中小学科学教育的借鉴意义[J].东南大学学报（哲学社会科学版），2016（6）：169-171.

    [2]王淑娟.美国中小学项目式学习：问题、改进与借鉴[J].基础教育课程，2019（6）：70-78.

    [3]胡卫平.STEM教育与科技创新人才培养[J].中国民族教育，2018（1）：16-18.

    [4]中国教育科学研究院.中国 STEM 教育白皮书（精华版）[R]. 北京：中国教育科学研究院，2017.

    [5]林静.steam教育如何对接核心素养[N].中国教育报，2017-01-04（9）.

    [6]余胜泉.STEM的跨学科整合设计[J].开放教育研究，2015（8）：13-22.

    [7]王淑娟.美国中小学项目式学习：问题、改进与借鉴[J].基础教育课程，2019（6）：70-78.

    [8]張晓容，谢永平.STEM实体生态空间设计及使用效果——以成都市华阳中学STEM空间设计为例[J]. 教育科学论坛，2019（6）：28-30.

    （责任编辑? ?郭向和）