如何深化课程改革 [深化课程改革背景下STEM教育的育人价值和实施]

深化课程改革背景下STEM教育的育人价值和实施

在实践中，教师对STEM教育常常提出的问题是：如何开 展STEM教育？STEM教育与以往的理科教学的差别在哪里？ 这些问题关注的虽然是STEM教育开展的形式，但要回答这些 问题，一定要回到STEM的理念和它的育人价值发挥上来。

一、深化课程改革背景下STEM教育的育人价值 关于STEM教育的价值已有很多探讨，例如，认为STEM教 育能培养学生的STEM素养，所谓的STEM 素养是指个体在科 学、技术、工程和数学领域以及相关交叉领域中运用个人关 于现实世界运行方式的知识的能力。结合当前我国教育实践 中的一些问题，下面具体分析在深化课程改革背景下STEM教 育的育人价值。

“学生的社会责任感、创新精神和实践能力较为薄弱” 是当前课程改革中仍需解决的问题。社会责任感涉及学生的 品德、义务责任、法治观念、环境资源意识等，它的培养不 仅是德育的任务，在各个学科的教学中都应进行渗透；
当今 社会发展迅速，不断涌现各种新问题，创新精神已经成为公 民必备的基本素养。然而，在课堂教学中，学生很少有反思、批判、探索、创新的空间。教科书上的探究结论一般是早已 确定的，给学生创新的空间有限。长此以往，学生的创新思 维受到抑制，体验不到自己创新的价值和成就感，反而感觉 接受权威的观点更容易获得赞赏；
实践能力一方面包括实验 探究的能力，另一方面还包括在实际生活中解决现实问题的 能力。从实验能力看，且不说一些基本的学生实验无法得到 保障，即使学生走进实验室，他们常常面对的也是教师精心 调适甚至摆放好的器材。教师希望减少实验过程中的“意外”， 提高课堂教学效率，而学生则失去了解决实验中遇到的实际 问题的机会。从解决实际生活中的问题看，学生常常重理论、 轻动手，满足于能够解释书本上和练习中提到的生活中的问 题，而忽视真正通过动手解决问题。

STEM教育在培养学生的创新精神、实践能力方面有特有 的优势。首先，STEM的理念强调综合应用各科知识解决实际 问题。现实生活中的问题往往是涉及多方面的，而分科教学 则容易从学科的角度，割裂地从某些方面分析问题，造成课 堂学习和实际生活的差异，STEM理念则希望克服这种差异。

其次，STEM理念强调进行技术和工程教育。在我国的教育实 践中，往往重视数学和科学的教学，轻视技术教育，几乎不 涉及工程教育。当前所进行的技术教育，也倾向于从理论的 角度谈技术应用，让学生亲自制作、自主设计、解决现实问 题的活动较少。实际上，技术、工程和科学既有联系，又有 很大的区别。科学的目的是探索客观世界并寻求其运行规律，科学研究不追求功利性，虽然很多科学发现产生了巨大的社 会效益和经济价值，也有很多科学研究产生不了直接的社会 价值，但仍值得科学家去探索；
技术是改造自然的方法和手 段，其目的是创造新事物，以满足人类社会的需要，人们从 事技术活动的根本动机是谋取利益。科学对技术的发展有促 进作用，但不能将技术仅仅视为科学的应用。因为在技术发 明过程中，有一部分有科学理论的指导，但更多情况下是没 有理论凭借实际摸索取得实际的技术成果，技术开发的基本 方法是实践。另一方面，由于实际事物都很复杂，进行技术 开发时，不可能像科学研究那样通过控制变量等方法开展研 究，而必须考虑各方面的因素，技术活动需要有综合的方法 和能力；
工程是“有目的、有组织地改造世界的活动”，在 工程活动中，不仅需要技术，还要处理涉及管理、经济、制 度、社会、伦理等方面的问题。一名优秀的工程师只了解科 学和技术是不够的，还要具备关爱人类、承担社会责任和保 护环境等方面的道德和智慧。在社会中，从事科学研究工作 的人只有一小部分，大量的人需要从事工程和技术相关的工 作。当前中小学教育轻视技术教育、忽视工程教育的现状， 和社会对人才的需求存在差距，而STEM教育有助于缩小这种 差距。

二、教师实施STEM教育的形式 实施STEM教育，首先要了解STEM的理念，认识到它的育 人价值。在STEM育人理念的指导下，可以通过多种多样的形式开展STEM教育。下面从日常教学和开发校本课程列举教师 实施STEM教育的两种常见形式。

1. 结合日常教学 开展STEM教育并非一定要开发一些全新的活动内容。基 于STEM的理念，对日常教学中的一些活动进行新的教学设计 和改进，即可渗透STEM教育。例如，在初中物理课上学习完 液体温度计后，布置活动作业，让学生分组合作“自制温度 计”。学生在具体制作的实践中，会遇到各种预想不到的实 际困难，例如“如何让玻璃泡和细管的连接处不漏气”“如 何避免温度计中液体逐渐蒸发”“怎样给温度计标刻度”等。

教师还可引导学生提出“怎样又能保证自制温度计的基本功 能同时降低它的取材制作成本”“怎样将温度计制作得更美 观”等问题，并通过实践改进原有的制作。在提交作业时， 教师和同学们对各小组的作品进行评价，从材料易得、成本 较低、测量较准确、外形美观等方面比较不同的自制温度计。

经历这样的教学过程，既锻炼了学生的实践能力、培养了创 新精神，又让学生初步体验了工程制作和技术开发的过程， 同时也加深了学生对温度计的原理等物理知识的理解。

2. 开发体现STEM理念的校本课程 基于STEM的理念开发校本课程，培养学生的STEM素养、 实践能力和创新精神，是实施STEM教育的一种有效形式。例 如，北京农业大学附属中学左晓彤老师开发的“海洋化学” 校本课程，在课程设计时有意渗透工程学教育。海洋化学课程中的一个研究课题是海水淡化，通过让学生上网自主学习 海水淡化工程并交流、分组自制海水淡化装置、到天津海水 淡化研究所参观考察等方式，了解在工程活动中，不仅要运 用科学知识，还要考虑降低成本、根据实际情况的限制选择 不同的方案、保护环境等方方面面的问题。学生在自制简易 海水淡化装置的实践过程中，加深了对工程活动的理解，培 养了实践能力和创新精神。

参考文献：
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