小学STEM主题课程的开发和实施

小学STEM主题课程的开发和实施学校STEM课程的理念学校STEM创新课程体系架构学校STEM课程实施具体路径学校STEM课程实施策略STEM课程实施教师团队建设策略0102030405一、学校STEM课程实施理念随着人类科学技术的不断进步，科学、技术、工程、数学几个领域的联系也越来越紧密，解决任何一个领域的问题都会涉及到其他几个领域。而传统的单一方向培养的人才越来越不能满足要求。分科教学，对于研究、深入掌握学科的知识的奥秘有所益处，但不能反映我们生活世界的真实性和趣味性。因此，我校从2014年起开始探索STEM教育，2017年9月被中国STEM教育协作联盟授予首批STEM教育实验学校（全国仅20家）。华东师大教授、《基础教育》主编

杨小微教授给我校授牌STEM教育是一种融合式的学习，它意味着我们不再将重点放在某个特定学科上，而是强调利用科学、技术、工程、数学等相互关联的知识引导学生解决实际问题，从跨学科知识应用的角度提高学生解决问题的能力。我们在实施STEM课程过程中确立了如下理念。236541STEM课程以学生为中心——主动实践学生进行合作学习、参与整个STEM课程结果开放，允许多个正确答案包含S、T、E、M四个要素以工程设计过程为主导关注现实问题，注重在真实情境中学习嘉兴市实验小学STEM课程实施核心理念从上图中我们可以发现，我们在实施STEM课程的理念中特别关注学生在真实情境中的学习，通过以工程设计过程为主导的学习项目，让儿童关注周围技术世界的发展，体验科学技术对个人生活、对自然世界、对社会发展的影响。具体包括：（1）系统思维（要求学生识别技术性世界基本的内在联系）（2）合作（工程是一项团队运动，因此合作可以发挥团队每一位成员的视角、知识和能力）（3）沟通交流（通过有效的沟通交流，让学生尝试理解大家的需求，并解释和形成最终的设计方案）（4）创造力激发（创造力内在于工程设计过程）（5）乐观主义（让学生认识到每一种技术都是“可能被改善”的）（6）伦理（让学生去关注工程对人、自然和环境的影响）二、学校STEM创新课程体系架构中国的STEM教育刚刚起步，受很多条件的限制，大部分学校都是在拓展课程中开设一些STEM项目，参与的往往只是少数同学。而在我们看来，STEM教育着力培养的是学生面向未来的科学和工程的素养，跨学科解决实际问题的能力，理应让每个年级所有学生都有机会接触、学习STEM教育，而非培养少数几位科创明星学生。因此。我们所构建的STEM创新课程体系，既有STEM课程与国家基础学科的融合，也有在年级层面的走班选修拓展课程、校级社团拓展课程中融入STEM课程，包括“免考生去哪儿”评价课程我们也是做成了“让孩子像工程师一样学习”的STEM课程项目。嘉兴市实验小学STEM创新课程体系课程形式课程内容实施对象实施方式国家基础学科课程乐高数学一起搭一、二年级进数学课堂趣味科学（乐高简单机械）一、二年级进科学课堂乐高We

do课程三至六年级进科学、信息技术课堂乐高动力机械套装三至六年级进科学课堂乐高机器人课程五、六年级进信息技术课堂年级走班选修课程玩中学STEM课程一至六年级学生自主选择、进课堂乐高We

do课程三至六年级学生自主选择、进课堂校级社团拓展课程小小建筑师课程一、二年级社团活动小小机械工程师课程二至四年级社团活动智能机器人课程三至六年级社团活动主题实践活动课程让孩子像工程师一样学习——免考生去哪儿课程四至六年级全校活动三、学校STEM课程实施具体路径（一）与乐高教育深度合作，研发建立乐高STEM课程群乐高课程的核心理念是通过动手和动脑，通过解决现实问题，让孩子在建构中学习和发展思维。乐高课程研发的依据，参考了多个国家也包括我们国家中小学的课程标准和教学内容，使之可与我们国家基础学科课程作有效整合、对接。乐高课程的研发团队都与世界知名大学如麻省理工、塔夫茨大学、剑桥大学等合作，确保了课程的科学性、严谨性。乐高课程围绕STEM教育核心理念，可以为学校提供包括硬件、软件、STEM课程、教学评估工具、教师培训课程等一整套解决方案。所以目前我们通过与乐高教育的深度合作，研发建立多维度目标、多实施路径、多学教方式的乐高STEM课程群（如图）。乐高STEM课程群年级走班选修的拓展课程（选修）校级社团拓展课程（选修）主题综合学习的课程（选修）整合国家基础学科课程（必修）嘉兴市实验小学基于STEM教育理念的乐高创新课程群内容结构图1.与国家基础学科课程相整合的乐高STEM课程（1）基于直观操作，乐高与数学学科融合，低段趣味数学“乐高一起搭”课程借助乐高“More

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Math”，开发适合低段学生数学素养发展的有趣的课程内容，让学生在数学学习中拥有更多视觉和动觉的感受，在丰富有趣的搭建活动中掌握、运用数学。（2）基于搭建与程序，将乐高与信息学科融合，高段信息技术“EV3”课程由于乐高EV3

课程将乐高强大的积木式搭建系统、电脑编程和丰富的课堂活动有效地结合在一起，让学生有机会充分发挥自己的想象力来设计自己的机器人，这也为学校的信息技术课程带来了全新的教育方式。乐高EVE课程结构图（3）基于现实问题解决，将乐高与科学学科融合，中高段科学“We

do2.0”“机械套装”课程乐高Wedo2.0科学课程涉及物理、生命科学、地球与空间科学、工程、技术与科学应用四个领域，设计了八个引导性实验和八个开放性实验，配有智能集线器、中型电机、运动传感器和倾斜传感器和搭建零件以及相关软件，学生们可通过搭建、编程和修改项目的过程，完成探索、创造并分享他们科学发现。WeDo

2.0——高段科学课程《坚固的建筑》渗透了工程设计的“迭代”过程2.与拓展课程相整合的乐高STEM创新课程（1）年级走班选修乐高STEM课程（2）校级社团拓展乐高STEM课程一、二年级设计以“小小建筑工程师”为主题的乐高STEM课程三、四年级设计以“小小机械工程师”为主题的乐高课程五、六年级设计以“FLL竞赛”为主题的乐高STEM课程走班选修拓展课程乐高小建筑师走班选修拓展课程LEGO

智能机器人社团课程乐高

EV3机器人课程3.基于主题综合性学习活动的乐高STEM课程主题综合性学习活动是指学生围绕一个或多个经过结构化的主题，利用乐高各种套装进行学习的课程。通过学习主题与活动任务的设计，让学生在动手动脑，合作分享中参与到整个学习活动中，充分经历知识探索、能力培养的过程。比如“免考生去哪儿”乐考课程。2016学年“免考生去哪儿”乐考课程——“寻找水源，拯救小镇”（“寻找水源”乐高StoryGames科技创意活动）一、确定活动目标与主题二、组建小组，明确任务混龄编组，以科学研究为基础进行构思，通过海报、积木搭建和语言表达等方式描述寻找清水的过程以及在旅途中的发现。三、现场设计海报四、主题积木搭建五、舞台讲演展示寻找水源——免考生去哪儿课程寻找水源——免考生去哪儿课程（二）引入“未来工程师——世界机关王”STEM课程我们在社团课程中引入“未来工程师——世界机关王”课程，此课程以STEM人才培育理念为基础，设计了一套完整的创造性思维与科技实践相结合的课程及活动，引导学生通过“身边的科学现象”、“经典的科学原理”、“前沿的科学话题”、“有趣的科学实验”4个模块15个科学专题学习身边的科学原理后，团队组合，围绕主题情境进行基础积木零件和创意工程器材的无限创意组合，打造创意连环机关，活用经典科学原理，并进行作品的现场展示与阐述。嘉兴市实验小学“未来工程师——世界机关王”课程（三）自主开发STEM课程学习项目1、课程安排整体式内嵌式社团式2、内容选择从教材中来科学（教科版）五年级上册光光和影阳光下的影子光是怎样传播的光的反射光与热怎样的到更多的光和热做个太阳能热水器评价我们的太阳能热水器引出问题确定需求调查研究学习支持分析观点建立模型测试优化解决问题设计并制作一个太阳能热水器探究活动一 认识能量可以互相转换（探究活动二探究活动三解决任务一解决任务二解决任务三解决任务四栽们的“太阳能热水器”设计表组号勹我们需要的材料我们的设计图飞勹渍几勹3

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fl我们的改进措施2、内容选择从科技活动中来设计制作分享2、内容选择从生活中来四、学校STEM课程实施策略1.遵循4C学习模式在STEM课程的实施过程中，无论是与国家基础学科课程的整合，还是拓展课程的、主题综合性活动课程的实施，我们都努力遵循4C学习模式（见下图），以建构主义理论为基础，为学生创造适合学习的情境，以帮助他们主动建构知识，培养能力。2.倡导设计发现型学习在STEM课程教学中，我们强调不仅重视探究式学习，更重视设计与发现型学习六年级的《自制乐器》STEM学习项目为例我们学校的音乐创客们的表演_i诽口节

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;，乒五、STEM课程实施教师团队建设策略1．成立STEM课程项目组，以“工作坊”形式，组织分阶段参与式、体验式培训我们成立了乐高STEM课程群项目组、“世界机关王”项目组、“创客课程研发项目组”、“免考生去哪儿”乐考课程项目组等STEM课程项目组，邀请校内外专家，以“工作坊”的形式，组织开展各个STEM项目参与式、体验式的培训。2017年嘉兴市“STEM教育”专题培训活动2017年10月《湖北·科学课》杂志主编刘绍江老师来校指导STEM课程---STEM课程开发咖啡论坛让孩子像工程师一样学习2.组织全体教师进行STEM项目实战模拟类拓展培训由于我校的STEM课程涉及与国家基础学科课程的整合，同时在各年级的走班选修课程中也设置了为数不少的STEM课程，也意味着学校里绝大部分教师现在及将来都会涉及STEM教育。因此，我们组织了全体老师赴上海田子坊、杭州吴山广场，以小组团队合作的方式，申领STEM课程项目研发任务，实地进行

STEM项目实战模拟类拓展培训。幸

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磷及要求作业畛Poster-Labs嘉实创客课程开发拓展培训活动吴山广场探访嘉实创客课程开发探究活动路演发布1.全面、系统规划、建设STEM课程实施环境东、西校区、科技城校区都将全面系统规划、建设STEM课程实施环境。特别是科技城校区，目前正在规划建设1600平方的乐高创新中心和STEM科创中心。其中乐高创新中心重点规划乐高拼砌中心、机械创作中心、数字乐高中心三个活动区域，供低、中、高三个年龄段的孩子进行乐高STEM课程的体验学习。STEM科创中心将融合STEM教育、创客教育理念，引导学生通过团队跨学科的项目式学习，运用科学的探究过程和工程设计过程，探索和解决真实问题，提升实践应用能力和创新能力。本中心设置一个公共展示空间及科学魔法实验室、模拟飞行室、创客教室、木工坊、未来城市实验室、机器人研究中心等六个功能工作室。嘉实乐高创新中心和STEM+科创中心2.引入比较成熟的STEM教育及教学整体解决方案，打造学校STEM课程的3.0版本以加入中国STEM教育协作联盟实验学校为契机，引入比较成熟的STEM教育及教学整体解决方案,包括STEM实验室环境创设方案、装备配置、课程体系、教材、师资培训与教学支持系统、资源库建设方案、课程教学设