从科学教育走向STEM教育

1、在美国， 对小从科学教育走向 STEMSTEM 教育这是中国未来学校实验室独家策划的 第一届中国 STEMSTEM 教育发展大会系列报导 第 9 9 篇 注：全文长 40004000 字，阅读时间约为 8 8 分钟 王志宏 西安高新国际学校校长 本文整理自王志宏在第一届中国教育发展大会上的主题 报告，以下为口述实录： 王志宏： 四年之前，基于对科学教育的重视，我们学校从一年级开始 便开设了小学科学课程。今年教育部明确要求从小学一年级 开始要开设小学科学课程，从这个意义上来讲，我们比国家 的政策预先开始了四年。基于对 STEMSTEM 教育的重视，三年之 前，我在学校组织了一个专业的研究团队，对

2、美国所倡导的STEMSTEM 教育展开了比较系统和深入的研究。近几年，在和美国教育者的同行交流过程当中，他们突出说的一句话是 “ STEMSTEM 教育一定要从小学开始！ ” 学开设 STEAMSTEAM 教育的重视程度，远远高于中学。所以，我 希望我们中国的 STEMSTEM 教育一定要从娃娃抓起， 从小学开始。经过三年的基础性研究，从去年的九月份开始，我们学校在至六年级将 STEMSTEM课程纳入到了学校整体的课程体系当 中。我将从四个方面介绍我们学校从开展科学教育到走上STEMSTEM教育，整个探索和实践的过程。体现课程价值的完整体系 我们在未来社会所面临的情境以及需要解决的问题，一定具

3、 有开放性、综合性和复杂性的特征。面临这样一种社会，我 们单靠一方面或者一个学科的知识，实际上已经难以解决问 题。所以，我们应用多角度、多维度、系统性的知识和能力 使我们的学生形成综合性的素养。这就要求我们一定要做好学科内整合以及学科之间的整合， 精选文库2将课程整合与技术融合，构建体现课程价值的完整体系。这 个理念是我们学校课程改革的一项重要的内容。结合对STEMSTEM这门课程性质的认识，我们学校STEMSTEM课程以 小学科学为基准，以科学的核心概念为基点，以新型技术事 物的体验和应用为基线，开展基于实践项目的学习。开展项目式学习的核心目的是形成以gritgrit为首的教育理念，通过项

4、目式的学习，使我们的孩子具备坚毅、激情、自制力、乐观 态度、感恩精神、社交智力和好奇心。基于STEMSTEM完整性、创新性和融合性的特点，我们将团队建精选文库3设、课程建设、空间建设“三线建设”并行，形成了STEMSTEM课程特点，有四大方面：一个是全员参与；二是整合课程， 包括小学科学、信息技术、综合实践和结构搭建、航模、机 器人等等能够体现工程及技术这些维度的课程融合在一起， 形成我们整合性的课程。三是体系完整，有必修课、选修课和竞赛课；四是大小课运用上采取的是小课单节，大课两节， 这样课时的划分是基于每一个项目自身的要求，我们灵活的 使用课程。团队建设 我们学校的团队组成分成两个部分，核

5、心成员是我们的科学 老师，成员除科学老师之外的所有老师都深入、系统的了解STEMSTEM教育的一些理念。从专业发展上来讲，我们要求核心成员自学和互学，自学是让老师精通自己的专业，互学就是跨学科学习。因为STEMSTEM 课程对老师的专业素养和跨学科素养的要求非常高，所以必 须要这样学习。同时要开展全学校共同式的教学和全科式的 教学，让STEMSTEM的实践深入到每一个老师和每一个学生家庭中。另外，组织成员外出学习和考察，积极的开展校内的些研讨课。我们学校STEMSTEM教师核心团队的成员，有 1414名专业的科学精选文库4请国内外专家做“科技与创新教育” 的主题报告、“STEM“STEM 教教

6、师。这1414个老师来自于物理、化学、生物、数学、工程 管理，计算机科学、食品工程、人文科学等各个专业，我们组建的教学团队，实际上本身就是跨学科的，符合STEMSTEM教 育对教师的综合性表现。为了加强学校 STEMSTEM教育的推进，20162016年上半年，STEMSTEM国 际论坛由我校承办举行。我们聘请了美国专家给学生上STEMSTEM课程，同时我们也聘请到美国波斯顿麻州大学教育领 导主任、国际领导研究院的院长作报告，给我们系统的讲解 了美国的STEMSTEM教育的一些经验和启示，同时我们也邀请到 了波士顿艺术学校 STEMSTEM实验室主任做汇报。我们还承办了全国中小学生 STEMS

7、TEM教育研讨会，并被授予了“全国中小学STEMSTEM教育示范基地”的称号。此外我们还邀育与中小学改革教育”等主题报告。开展STEMSTEM课程以后，学生都制作了自己的科技作品。 另外， 我们把我们教师团队的核心成员派遣到全国各地组织进行 学习，前往世界机器人大赛学习等等。课程建设 我们学校STEMSTEM课程采取的三级设置对学生进行分级培养， 有必修课、选修课和竞赛课。必修课整合了小学科学课、信精选文库5研讨课，细胞模我们采取“请进来的方式，把一些国内外知名的专家、息技术课、综合实践课，融合了工程技术类的课程。选修课 按照四个模块，开设了八门课程，四个模块是航模、机器人、创业设计、绿色奥秘

8、；八门课程是绿色创意、robotrobot、伟大的 建筑师、scratchscratch魔法、智能乐园、航模 F3F3、创意设计、航模F1F1,还有竞赛课、机器人等等。我们还开了展STEMSTEM 比如放飞的风筝、探秘太阳系、弹球游戏、型、揭开庞贝古城消失的面纱等。授、请到学校来，一是这些教授给我们带来了前沿的科技知 识，二是教授们给我们学生传递严谨、求实的科学态度和精 神。我们邀请到中国科学院、科普宣讲团的专家徐邦年教授走进 我校，带来“飞向蓝天”的科普讲座；邀请荷兰埃因霍温理 工大学创客团队，带着他们的纯电动摩托车，为我们展示创 新驱动和快速充电的尖端科技。还有西安市科学协会工作人 员走进

9、学校，开展“关注天宫二号发射”体验航模乐趣进校 园的活动。我们还开展了科技、实践活动，组织我们的孩子“走出去” 科技社团一行170170多名学生组成高校科学云，到陕西示范大 学，走进他们学校各实验室和博物馆，让孩子近距离接触最 尖端的科研现场和科研成果。组织学生到西北濒危药材资源精选文库2 26开发，国家工程实验室去探究学习，到西北国土资源研究中 心的风洞实验室去参观和学习，到气象站参观学习等。另外，我们也从我们四千多个学生家庭当中把在各自专业领 域、已经取得过相当成绩和有一定造诣的学者请进到我们的 学校，开展家长课堂周。有的家长给孩子们上火山喷发的课，“创意乐高”等课程。空间建设 我们学校的

10、空间建设分成了两个大块，第一大块就是功能部 室区区域，总共1111间教室，作为STEMSTEM实验教室，有4 4间微机教室、2 2间科学实验室、两间科学仪器室，1 1间科学实 验准备室，1 1间劳技教室，1 1间科技活动教室。第二大块是STEMSTEM课程实验中心区，包括功能教室区、公共 阅读区，学生展示区、专业加工区、创意互动区、教师活动 区等等。基于我们对科学教育的重视， 对STEMSTEM教育的重视， 仅功能室以及STEMSTEM教室我们拿出两千多亩为孩子们从事STEMSTEM活动提供空间。STEMSTEM实验室发展学生思维的科学途径精选文库7我们认为，对学生的教育一定要从基础思维能力的

11、培养和综 合思维能力的培养两方面进行结合。思维在对学生整体教育中占重要地位，发展学生的思维主要 从两个方面的结合进行考虑的。学生的基础思维能力包括观 察能力、联想能力、想象能力、空间认知、类比推理等；综 合思维能力包括问题提出、问题解决、创意设计、科学探究 等。例如，结构搭建认识齿轮课，通过让孩子组装机器 人，让孩子们观察齿轮的内部构造，来固定齿轮，最后使齿 轮啮合，让孩子体验整个知识形成的过程，让孩子动手、动 脑，自己解决问题。在智能乐园里，通过让学生结构搭建、 路线规划、电脑编程、 反复调试，最终将发散性思维和集中思维进行优化。发散思 维可以让我们的孩子产生更多的想法，集中思维可以让我们

12、的孩子在众多的想法当中选择最优的一种方法来执行，优化 孩子的整体思维。践行课程标准的基本理念 小学科学课程标准中提到，小学科学是基础性的课程，也是 实践性课程以及综合性的课程，核心目的让学生通过动手、 动脑培养孩子的实际动手能力和创新能力以及批判性的思精选文库2 28运用规律解决故障，E E为电路连接的设计与搭建，M M为感知维。从科学课程到 STEMSTEM课程，我们进行了整合，如下图所 示:比如STEMSTEM课程导体与绝缘体，S S为电路基本知识，T T为电压与电流的比例关系。通过电子模拟设备项目式学习，让 学生检测电路、验证排除、接通电路、安全用电，其核心是 让学生去发现问题，然后讨论

13、合作去探究问题，最后一直到 让学生自主的来解决问题。养蚕和植物的繁殖扦插课程，通过观察、对比、记录和 研究，让学生深刻的认识，形成自己的完整的一个知识体系。在绿色创意中，让孩子制作种子画、叶脉画、植物标本，将 主动参与、动手动脑与证据结合。种子画STEMSTEM教育实际上是以项目为主线，教师为引领，学生为主 体的一种自主学习和探究的一种形式。我们的基本流程是， 老师发布STEMSTEM项目，研究课题，最后由学生合作来完成， 根据已有知识、技能与自我创意，利用工具材料，最终建构 知识、解决问题。培养核心素养的重要载体精选文库9题的持续不断的过程”；改变着学生的学习方式，正如小核心素养是我们课程改革的风向标，每一门课程都担负着核 心素养某一个方面的构成，比如数学课和科学课，担负的核 心素养的要素是批判性思维和创造性思维，要让孩子明白知 识从哪里来，知识到哪里去，建立回归生活的学习方式。但知识技能不等于核心素养，已有的知识技能要在真实或虚 拟的情境中，进行知识迁移、来解决新的问题，在这个过程 中，学生再一次深化认识已有知识技能，自主建构知识体系 的过程，这个过程实现所谓的核心素养。例如在关心天气课程中，通过创设情境，让学生去研学、 旅游、考察，让学生主动关注天气，了解和认识天气变化， 最终能够明确天气现象、认识天气符号，并学会描述；会进 行室外观察，比如云量、降水、温