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摘要：STEM教育是基于项目式并像科学家和工程师工作般地学习。让学生充分联系生活实际中的任务，精心设计活动和情境，进行较长时间的开放性探究，最终建构知识和提高自身解决问题能力的一种教学模式。环城小学STEM教学实施路径和方法主要有以下三个方面：以科学课为核心课程、以设计为先导、基于社会体验式的学习等。
关键词：STEM教育;项目式学习
美国于1986年首倡STEM教学并将其作为提高国家竞争力的战略之一。我国针对STEM教学也提出了一系列的政策推进。笔者所在的环城小学STEM教学就是在这种背景下展开的，是金华地区较早进行STEM教育的学校之一。从2013年开始，环城小学遵循将STEM教学作为可应用于学科课堂的教学理念和教学方法来推行，而不是将STEM教学理解为一门新课程。环城小学STEM教学实践以整合的教学方式和教学内容使学生掌握知识、技能，获取解决实际问题的方法和理念，将传统意义上独立的学科紧密联系现实问题，根据本校学生学习的特征和规律，从课程开发角度构建属于环城小学特有的STEM课程，以此为突破口，日积月累慢慢渗透，进而提高全体教师开发各学科STEM教学的水平。环城小学现行的STEM教学实践和方法主要有以下几方面：
以科学课为核心课程的STEM教学
对于教育的主要载体——学校，特别是中小学校，对STEM教育有着强烈的需求，也有诸多的顾虑。基本集中在如下两点：其一，STEM课程和国家课程间的关系该如何处理？其二，STEM教育的课堂呈现形式和传统的课堂形式有什么样的区别？STEM教学发端于科学课。环城小学科学教研组在日常教学中不断拓展深入研究教材内容。立足科学，走向科创教育之路，组内成员进行大科学课程建设与探索。主要表现在以下三个方面。
科学课中的STEM教学 科学教研组对国家小学科学课程进行梳理，无论是从整体还是局部，都发现了学生深入学习的需求。于是，选用《新的生命》《形状结构》和《宇宙》三个主题单元内容为线索，围绕“生命科学”“工程技术”和“地球与宇宙科学”三条线索来设置项目式学习。如科学组在六年级工程单元《形状与结构》中尝试将《建高塔》这一课进行深入研究，整合科学、工程和数学又以《高塔不倒的秘密》为题进行了使用iPad编程进行设计高塔的教学。又如，为《宇宙》单元的学习举办了“邀月为友”的观月活动，在生命科学领域有大量观察植物生长的活动，有无土栽培实验。
2018年，科学组开展以科学课为核心课程STEM拓展课，该课程主要以项目为导向，以活动形式来解决问题为基础，它提供了学生思考生活问题后一起动手做的课堂体验。目的是让学生在应用学到的数学和科学知识来应对世界重大挑战时，他们能有创造、设计、发现、合作并解决问题的能力。根据人的“衣”“食”“住”“行”各设置了一个项目。本学期开展的是“住”项目，具体的课程内容是在科学STEM拓展性课程中，思考关于人类所居住的大环境地球上已出现的污染问题，设置了一个拓展课程项目：《地球保卫战》。里面涉及到了水的净化、空气的净化、光污染、噪音污染等。里面涉及了四门学科的知识，才能完成一个完整的项目报告。
环城小学“蝴蝶课程” 环城小学的科学宗旨是：博物，主张在博物的过程中，让孩子们重返自然。在环城小学，有一个植物园叫“明月园”，学校的蝴蝶园就坐落在“明月园”的东南角。蝴蝶园在春夏之交有多达十几种蝴蝶。秉承“科学发展、服务学生”的理念，学校以项目为导向，“以蝶为媒”整合学科知识的蝴蝶系列课程，简称“蝴蝶课程”。该课程实施主要体现在，充分了解和分析各学科最基本的学科知识结构，找到知识点的连接处和整合点，将分散的课程知识以项目的形式分类，通过项目让学生就某项实践活动或者某一件要做的事情预先计划。这不是一个浮于理论的教学，也精确地描述了具体内容和方法的教学过程。但项目导向的整合教学必须以学生的兴趣和计划作为项目的核心。项目涵盖了问题，但更强调组织、调查和如何取得成就。项目涵盖和涉及的内容较多，所以更加注重学科知识的整合体现。
项目建立在兴趣之上：航模、电子制作 航模和电子制作工作室的理念是“指尖出灵感，手心显智慧”，这个理念是学生自己提出来，也正是有这样的理念，学生学会了创新地看问题。在工作室的成长中，学生经历了搭建框架、设计模型、参与比赛、搞创新发明等一系列的活动，让大量的学员感受到科技的魅力和丰收的快乐。模型簡约而不简单，原理复杂而不繁杂，学员就是这样把知识和实践紧密结合，开始了他们的创新之路。学模型和电子制作是一件长期而枯燥的事，学生并没有觉得单调，在每一次的学习中，强烈的兴趣不断鼓舞教师给学员创造更多的机会和平台。不管有无获奖，学生都有收获，都体验到了不一样的经历。
以设计为先的STEM教学
环城小学有丰富的70多个拓展性课程在学校内部开展，这些拓展性课程虽然也是分科，但是每门拓展性课程都有可融合和已经存在交叉的部分。而且每周三下午所有拓展性课程都是在PBL模式进行，相当于取分科和主题式课程模式之长，在解决实际问题中使得各门课有目的的融合了。其中，环城小学的3D打印课程、动漫课程、机器人课程，都是利用“基于项目式和问题式的学习”。
目前，国家对儿童动漫越来越重视，校园内，喜爱儿童动漫的学生越来越多，为满足学生对儿童动漫的需求，从小培养动漫的兴趣，学习健康向上的动漫理念，特开设儿童动漫课程。儿童动漫课程属于整合性的实践课程，集信息技术、美术、语文、摄像等学科知识。运用计算机 板绘的技术手段，通过设计人物、编写剧本、制作动画等在电脑上直接完成动画短片的制作。在实际制作当中，涉及到摄像、美术、编剧等多方面的内容。动漫课程的剧本创作也是完全由学生自己创造脚本和剧本，最终形成一个能够表达学生自我的动漫剧。
3D打印技术以创新、创造为导向，整合学习者。课程本身不强调由教师预设问题或者项目，而是由学生个体或小组发现问题。不仅强调解决问题的能力，还强调发现问题的创新能力。是一种依据学习者需求、以学习者生活经验为基础寻找各学科知识整合的模式。价值取向在于学生的成就感和自我效能感，强调学生的兴趣、好奇心以及创新力。学生主导项目，教师只协调、指导和评价。优点在于能发挥个人能力和团队优化，弱点在于起步较难，教师监控力度较弱。最终作品呈现不一定能尽如人意。但是这种维度能更好地体现教育本源的回归。 比如，在环城小学的科学信息技术组曹剑老师的3D打印课程上，3D打印的创作思路完全由学生在其他课程上、或者生活中遇到的问题为源泉，学生自行设计作品，如科学课上用到的“鸡蛋支撑架”，美术课堂上用到的模型等。
整合“社会体验”的STEM教学
环城小学温暖教育的实施，正在改变传统教与学的方式，主张在“情境”之中采用质疑的探究式学习方法，孩子们通过接触社会，解决真实世界的问题为自己“创造机会”，这就是“基于社会体验式的学习”STEM校本课程。“以问题为导向，整合生活经验”这就是学校温暖教育系列教学活动的宗旨。相关做法是从学生适应社会的角度选择学习内容，将学科性的学科知识转化为解决生活实际问题的生活性知识。强调实践活动以及培养解决真实社会问题的能力，前提要有改造和完善社会的意识和角度。整个学习过程真实可信，能最大程度地丰富学生对日常生活事务的认识，极具社会性。
环城小学的学子假期“360度”微体验就是以问题为导向，整合生活体验的最好例子。学生们有的去体验“气象观测员”“牙医”“水质监测分析师”“火车司机”，也有的体验服务的快乐“养老院” “孤儿院”“大学实验室”，还有的体验了传统工艺的制作“做酥饼”“做豆腐”等等，体验式的学习完全符合STEM教育理念，学习知识和技能，能为自己和他人解决生活中的小事，也能为社会提供服务，甚至为改变世界而努力。
STEM教学成果、问题及展望
在充分学习国内外相关课堂教学理论以及教育专家、特级教师、知名学校提出的STEM教育的基础上，环城小学以项目式、问题式、体验式的课程设计原则：让内容容易习得，让思维具有可见性。经过教师深入探索，在STEM教育方面取得了诸多成果：航模和电子制作的学生在金华市青少年科技制作比赛，每年均有20多人次获一等奖，近两年全国及浙江省青少年电子制作锦标赛，共计54人次获一、二等奖，团体第三名。学校获得“浙江省电子制作先进集体”称号。在大科学课程理念的指导下，学生大胆设计、改进和创造实验，学生每年在金华市实验操作比赛中均获好成绩。
学校申请的《以蝶为媒，大单元整合教学的实践研究》成为浙江省教研重点课题。居然同学的研究鸟岛结构，申请了国家专利，在2017年获中国少科院“小院士”称号，课题《一种漂浮式人工鸟岛的设计研究》被评为全国一等奖。
在STEM理念下，儿童动漫课程的学生已成功制作了《番外版：蜗牛和黄鹂鸟的战争》《蔬菜潜逃记》等多集动画片。该课程已经是浙江省精品课程，曾参加全国数字校园展示，并被省内外多家媒体报道宣传，并接受省内外专家、同行3000多人次的参观、指导。STEM教学成果——自编教材《小学生C 趣味编程教学》，将生涩的程序设计变得童趣十足，已由清华大学出版社出版，智能机器人WeDo2.0STEM课程是浙江省精品课程。学生在金华市电教馆机器人大赛“工业时代”项目赛中获第二名，在世界教育机器人WER2016赛季世界锦标赛、浙江省机器人等比赛中先后获得一二等奖。
存在问题
工作室为主阵地，普及不够 环城小学目前开设的儿童动漫、机器人、3D打印创意设计、创客智造等均开展项目式的教学方式都以工作室的形式，并未普及每个孩子。环城小学将在项目式教學基础上，下一步施行以学科课堂为主阵地，开展带有学科痕迹的学科之间学习内容、学习方法以及学习成果等方面的归纳的多学科STEM教学。引领全校老师，协同协作，学习研讨、活跃实习STEM教学理念和教学方法，展开学科课堂教学改革，努力推动环城小学STEM教学，提高学生全面素质。这将是环城小学开展STEM教学的新目标。
学习活动设计存在断档 目前，环城小学的STEM教学主要以三到六年级的学生为主，考虑到一、二年级学生的知识储备不够，自我认识、自我组织、自我表达能力较弱，所以基本只停留在机器人操作和简单的乐高搭建活动，没有系统的教学内容。
下一步，环城小学准备考虑到小学生年龄的大小，将学习活动从低年级的自我认识、自我组织、自我表达能力的习得，到高年级技术、工程及生命世界等内容的研究，由易到难，由单一到整合。
（作者单位：浙江省金华市环城小学）
关键词：STEM教育;项目式学习
美国于1986年首倡STEM教学并将其作为提高国家竞争力的战略之一。我国针对STEM教学也提出了一系列的政策推进。笔者所在的环城小学STEM教学就是在这种背景下展开的，是金华地区较早进行STEM教育的学校之一。从2013年开始，环城小学遵循将STEM教学作为可应用于学科课堂的教学理念和教学方法来推行，而不是将STEM教学理解为一门新课程。环城小学STEM教学实践以整合的教学方式和教学内容使学生掌握知识、技能，获取解决实际问题的方法和理念，将传统意义上独立的学科紧密联系现实问题，根据本校学生学习的特征和规律，从课程开发角度构建属于环城小学特有的STEM课程，以此为突破口，日积月累慢慢渗透，进而提高全体教师开发各学科STEM教学的水平。环城小学现行的STEM教学实践和方法主要有以下几方面：
以科学课为核心课程的STEM教学
对于教育的主要载体——学校，特别是中小学校，对STEM教育有着强烈的需求，也有诸多的顾虑。基本集中在如下两点：其一，STEM课程和国家课程间的关系该如何处理？其二，STEM教育的课堂呈现形式和传统的课堂形式有什么样的区别？STEM教学发端于科学课。环城小学科学教研组在日常教学中不断拓展深入研究教材内容。立足科学，走向科创教育之路，组内成员进行大科学课程建设与探索。主要表现在以下三个方面。
科学课中的STEM教学 科学教研组对国家小学科学课程进行梳理，无论是从整体还是局部，都发现了学生深入学习的需求。于是，选用《新的生命》《形状结构》和《宇宙》三个主题单元内容为线索，围绕“生命科学”“工程技术”和“地球与宇宙科学”三条线索来设置项目式学习。如科学组在六年级工程单元《形状与结构》中尝试将《建高塔》这一课进行深入研究，整合科学、工程和数学又以《高塔不倒的秘密》为题进行了使用iPad编程进行设计高塔的教学。又如，为《宇宙》单元的学习举办了“邀月为友”的观月活动，在生命科学领域有大量观察植物生长的活动，有无土栽培实验。
2018年，科学组开展以科学课为核心课程STEM拓展课，该课程主要以项目为导向，以活动形式来解决问题为基础，它提供了学生思考生活问题后一起动手做的课堂体验。目的是让学生在应用学到的数学和科学知识来应对世界重大挑战时，他们能有创造、设计、发现、合作并解决问题的能力。根据人的“衣”“食”“住”“行”各设置了一个项目。本学期开展的是“住”项目，具体的课程内容是在科学STEM拓展性课程中，思考关于人类所居住的大环境地球上已出现的污染问题，设置了一个拓展课程项目：《地球保卫战》。里面涉及到了水的净化、空气的净化、光污染、噪音污染等。里面涉及了四门学科的知识，才能完成一个完整的项目报告。
环城小学“蝴蝶课程” 环城小学的科学宗旨是：博物，主张在博物的过程中，让孩子们重返自然。在环城小学，有一个植物园叫“明月园”，学校的蝴蝶园就坐落在“明月园”的东南角。蝴蝶园在春夏之交有多达十几种蝴蝶。秉承“科学发展、服务学生”的理念，学校以项目为导向，“以蝶为媒”整合学科知识的蝴蝶系列课程，简称“蝴蝶课程”。该课程实施主要体现在，充分了解和分析各学科最基本的学科知识结构，找到知识点的连接处和整合点，将分散的课程知识以项目的形式分类，通过项目让学生就某项实践活动或者某一件要做的事情预先计划。这不是一个浮于理论的教学，也精确地描述了具体内容和方法的教学过程。但项目导向的整合教学必须以学生的兴趣和计划作为项目的核心。项目涵盖了问题，但更强调组织、调查和如何取得成就。项目涵盖和涉及的内容较多，所以更加注重学科知识的整合体现。
项目建立在兴趣之上：航模、电子制作 航模和电子制作工作室的理念是“指尖出灵感，手心显智慧”，这个理念是学生自己提出来，也正是有这样的理念，学生学会了创新地看问题。在工作室的成长中，学生经历了搭建框架、设计模型、参与比赛、搞创新发明等一系列的活动，让大量的学员感受到科技的魅力和丰收的快乐。模型簡约而不简单，原理复杂而不繁杂，学员就是这样把知识和实践紧密结合，开始了他们的创新之路。学模型和电子制作是一件长期而枯燥的事，学生并没有觉得单调，在每一次的学习中，强烈的兴趣不断鼓舞教师给学员创造更多的机会和平台。不管有无获奖，学生都有收获，都体验到了不一样的经历。
以设计为先的STEM教学
环城小学有丰富的70多个拓展性课程在学校内部开展，这些拓展性课程虽然也是分科，但是每门拓展性课程都有可融合和已经存在交叉的部分。而且每周三下午所有拓展性课程都是在PBL模式进行，相当于取分科和主题式课程模式之长，在解决实际问题中使得各门课有目的的融合了。其中，环城小学的3D打印课程、动漫课程、机器人课程，都是利用“基于项目式和问题式的学习”。
目前，国家对儿童动漫越来越重视，校园内，喜爱儿童动漫的学生越来越多，为满足学生对儿童动漫的需求，从小培养动漫的兴趣，学习健康向上的动漫理念，特开设儿童动漫课程。儿童动漫课程属于整合性的实践课程，集信息技术、美术、语文、摄像等学科知识。运用计算机 板绘的技术手段，通过设计人物、编写剧本、制作动画等在电脑上直接完成动画短片的制作。在实际制作当中，涉及到摄像、美术、编剧等多方面的内容。动漫课程的剧本创作也是完全由学生自己创造脚本和剧本，最终形成一个能够表达学生自我的动漫剧。
3D打印技术以创新、创造为导向，整合学习者。课程本身不强调由教师预设问题或者项目，而是由学生个体或小组发现问题。不仅强调解决问题的能力，还强调发现问题的创新能力。是一种依据学习者需求、以学习者生活经验为基础寻找各学科知识整合的模式。价值取向在于学生的成就感和自我效能感，强调学生的兴趣、好奇心以及创新力。学生主导项目，教师只协调、指导和评价。优点在于能发挥个人能力和团队优化，弱点在于起步较难，教师监控力度较弱。最终作品呈现不一定能尽如人意。但是这种维度能更好地体现教育本源的回归。 比如，在环城小学的科学信息技术组曹剑老师的3D打印课程上，3D打印的创作思路完全由学生在其他课程上、或者生活中遇到的问题为源泉，学生自行设计作品，如科学课上用到的“鸡蛋支撑架”，美术课堂上用到的模型等。
整合“社会体验”的STEM教学
环城小学温暖教育的实施，正在改变传统教与学的方式，主张在“情境”之中采用质疑的探究式学习方法，孩子们通过接触社会，解决真实世界的问题为自己“创造机会”，这就是“基于社会体验式的学习”STEM校本课程。“以问题为导向，整合生活经验”这就是学校温暖教育系列教学活动的宗旨。相关做法是从学生适应社会的角度选择学习内容，将学科性的学科知识转化为解决生活实际问题的生活性知识。强调实践活动以及培养解决真实社会问题的能力，前提要有改造和完善社会的意识和角度。整个学习过程真实可信，能最大程度地丰富学生对日常生活事务的认识，极具社会性。
环城小学的学子假期“360度”微体验就是以问题为导向，整合生活体验的最好例子。学生们有的去体验“气象观测员”“牙医”“水质监测分析师”“火车司机”，也有的体验服务的快乐“养老院” “孤儿院”“大学实验室”，还有的体验了传统工艺的制作“做酥饼”“做豆腐”等等，体验式的学习完全符合STEM教育理念，学习知识和技能，能为自己和他人解决生活中的小事，也能为社会提供服务，甚至为改变世界而努力。
STEM教学成果、问题及展望
在充分学习国内外相关课堂教学理论以及教育专家、特级教师、知名学校提出的STEM教育的基础上，环城小学以项目式、问题式、体验式的课程设计原则：让内容容易习得，让思维具有可见性。经过教师深入探索，在STEM教育方面取得了诸多成果：航模和电子制作的学生在金华市青少年科技制作比赛，每年均有20多人次获一等奖，近两年全国及浙江省青少年电子制作锦标赛，共计54人次获一、二等奖，团体第三名。学校获得“浙江省电子制作先进集体”称号。在大科学课程理念的指导下，学生大胆设计、改进和创造实验，学生每年在金华市实验操作比赛中均获好成绩。
学校申请的《以蝶为媒，大单元整合教学的实践研究》成为浙江省教研重点课题。居然同学的研究鸟岛结构，申请了国家专利，在2017年获中国少科院“小院士”称号，课题《一种漂浮式人工鸟岛的设计研究》被评为全国一等奖。
在STEM理念下，儿童动漫课程的学生已成功制作了《番外版：蜗牛和黄鹂鸟的战争》《蔬菜潜逃记》等多集动画片。该课程已经是浙江省精品课程，曾参加全国数字校园展示，并被省内外多家媒体报道宣传，并接受省内外专家、同行3000多人次的参观、指导。STEM教学成果——自编教材《小学生C 趣味编程教学》，将生涩的程序设计变得童趣十足，已由清华大学出版社出版，智能机器人WeDo2.0STEM课程是浙江省精品课程。学生在金华市电教馆机器人大赛“工业时代”项目赛中获第二名，在世界教育机器人WER2016赛季世界锦标赛、浙江省机器人等比赛中先后获得一二等奖。
存在问题
工作室为主阵地，普及不够 环城小学目前开设的儿童动漫、机器人、3D打印创意设计、创客智造等均开展项目式的教学方式都以工作室的形式，并未普及每个孩子。环城小学将在项目式教學基础上，下一步施行以学科课堂为主阵地，开展带有学科痕迹的学科之间学习内容、学习方法以及学习成果等方面的归纳的多学科STEM教学。引领全校老师，协同协作，学习研讨、活跃实习STEM教学理念和教学方法，展开学科课堂教学改革，努力推动环城小学STEM教学，提高学生全面素质。这将是环城小学开展STEM教学的新目标。
学习活动设计存在断档 目前，环城小学的STEM教学主要以三到六年级的学生为主，考虑到一、二年级学生的知识储备不够，自我认识、自我组织、自我表达能力较弱，所以基本只停留在机器人操作和简单的乐高搭建活动，没有系统的教学内容。
下一步，环城小学准备考虑到小学生年龄的大小，将学习活动从低年级的自我认识、自我组织、自我表达能力的习得，到高年级技术、工程及生命世界等内容的研究，由易到难，由单一到整合。
（作者单位：浙江省金华市环城小学）