浙江省嘉興市實(shí)驗(yàn)小學(xué)：為不同層次學(xué)生設(shè)計(jì)階梯式科學(xué)課程

義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）最突出的變化之一就是更強(qiáng)調(diào)知行合一、學(xué)思結(jié)合，旨在讓學(xué)生們既要像“科學(xué)家一樣探究”，還要像“工程師一樣實(shí)踐”，這無疑對(duì)小學(xué)科學(xué)教學(xué)提出了更高的要求。而目前受到各國(guó)普遍重視的STEM（科學(xué)Science、技術(shù)Technology、工程Engineering、數(shù)學(xué)Mathematics）教育，它的核心就是需要學(xué)生將科學(xué)探究、工程設(shè)計(jì)、數(shù)學(xué)方法和信息技術(shù)有機(jī)統(tǒng)一，運(yùn)用跨學(xué)科的知識(shí)和方法解決實(shí)際問題，從而提升自身的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力。這與新一輪科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)倡導(dǎo)的價(jià)值導(dǎo)向是一致的。

浙江省嘉興市實(shí)驗(yàn)小學(xué)近些年來一直致力于開展STEM教育與科學(xué)課程深度融合的本土化實(shí)踐，形成了以“普及+進(jìn)階+拓展”為路徑的課程融合實(shí)踐樣態(tài)，促進(jìn)不同層次的學(xué)生發(fā)展科學(xué)思維、培養(yǎng)科學(xué)實(shí)踐能力。

普適型課程注重開放式和應(yīng)用性

基于學(xué)科融合的普適型STEM課程面向全體學(xué)生，在各年級(jí)的科學(xué)課堂上由科學(xué)老師引領(lǐng)實(shí)施，一般需要兩至三課時(shí)。學(xué)校對(duì)小學(xué)科學(xué)課程一至六年級(jí)教材中“技術(shù)與工程領(lǐng)域”的學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行了系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)，形成了如“我們的風(fēng)力小車”“讓玩具屋亮起來”“瘋狂過山車”等20多個(gè)與STEM教育相融合的科學(xué)學(xué)習(xí)項(xiàng)目。

這些學(xué)習(xí)項(xiàng)目與科學(xué)學(xué)科核心概念相勾連，使之具有內(nèi)在邏輯性和外在關(guān)聯(lián)性，避免了課程實(shí)施的隨意性和碎片化。與以往科學(xué)課圍繞本節(jié)課核心科學(xué)概念，學(xué)習(xí)制作完成一個(gè)單項(xiàng)科學(xué)小制作所不同的是，這些STEM學(xué)習(xí)項(xiàng)目更強(qiáng)調(diào)學(xué)生在任務(wù)情境中運(yùn)用已學(xué)知識(shí)，通過開發(fā)解決方案、檢驗(yàn)設(shè)計(jì)合理性、權(quán)衡方案、討論修正等過程發(fā)展工程設(shè)計(jì)能力。

這樣的開放式、應(yīng)用性的學(xué)習(xí)任務(wù)讓學(xué)生在限定條件下從初始嘗試，到通過編程應(yīng)用建立科學(xué)理解，到優(yōu)化設(shè)計(jì)，再到進(jìn)一步檢驗(yàn)，都充分滲透了工程設(shè)計(jì)的“迭代”過程，比較好地體現(xiàn)了科學(xué)與工程的雙向聯(lián)系。

進(jìn)階型課程注重真實(shí)情境下的問題解決

學(xué)校通過基于項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的進(jìn)階型STEM課程的開發(fā)與實(shí)施，讓學(xué)校學(xué)有余力的學(xué)生能夠在面向真實(shí)世界的情境中，通過一個(gè)較為長(zhǎng)期的具有創(chuàng)造性的工程設(shè)計(jì)與開發(fā)的STEM項(xiàng)目學(xué)習(xí)，提升科學(xué)探究能力和實(shí)際解決問題的能力。

這樣的項(xiàng)目學(xué)習(xí)主要凸顯以下特征：一是真實(shí)性，項(xiàng)目聚焦于與生活實(shí)踐緊密聯(lián)系的真實(shí)的科學(xué)問題；二是進(jìn)階性，更關(guān)注學(xué)生在項(xiàng)目學(xué)習(xí)中的實(shí)踐操作能力、溝通能力、創(chuàng)新能力和協(xié)作能力等高階能力培養(yǎng)；三是開放性，學(xué)習(xí)過程開放，需要在不斷迭代中找尋最佳可能的解決方案；四是協(xié)作性，以項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的協(xié)作與對(duì)話。

學(xué)校利用周五走班選修課程時(shí)間，成立STEM科創(chuàng)營(yíng)，招募四至六年級(jí)的學(xué)生和科學(xué)、信息技術(shù)、數(shù)學(xué)、美術(shù)、語文等學(xué)科的教師，以學(xué)科教師協(xié)同指導(dǎo)學(xué)生們完成STEM項(xiàng)目。學(xué)校成立了校級(jí)STEM項(xiàng)目學(xué)習(xí)社團(tuán)，如“世界機(jī)關(guān)王”STEM社團(tuán)。團(tuán)隊(duì)圍繞主題情境進(jìn)行工程搭建，設(shè)計(jì)打造創(chuàng)意連環(huán)機(jī)關(guān)，并進(jìn)行作品的現(xiàn)場(chǎng)展示與闡述。

學(xué)校建構(gòu)了基于項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的進(jìn)階型STEM課程學(xué)習(xí)流程，包括三個(gè)迭代循環(huán)：外部循環(huán)用于整個(gè)工程項(xiàng)目的學(xué)習(xí)過程，探究循環(huán)為方案的設(shè)計(jì)提供科學(xué)依據(jù)，測(cè)試循環(huán)用于優(yōu)化產(chǎn)品和方案。三個(gè)循環(huán)之間相互促進(jìn)，相輔相成，共同幫助學(xué)生完成項(xiàng)目學(xué)習(xí)。

延展型課程滿足學(xué)生個(gè)性化需求

學(xué)校根據(jù)節(jié)假日實(shí)踐性作業(yè)、春秋季研學(xué)、寒暑假研學(xué)等不同時(shí)段，設(shè)計(jì)與科學(xué)課程相融合的延展型STEM課程。這些學(xué)習(xí)項(xiàng)目具有以下特征：一是多空間廣時(shí)段，空間更多維，時(shí)段上更延展，閑暇時(shí)間都可以開展；二是具有動(dòng)態(tài)性靈活性，在實(shí)施對(duì)象、課程內(nèi)容、實(shí)施形式、課時(shí)上都更加動(dòng)態(tài)開放、靈活多樣。

延展型STEM課程學(xué)習(xí)中，學(xué)生可根據(jù)自己的興趣特長(zhǎng)、能力水平和資源情況，在主題菜單中選擇特定的STEM挑戰(zhàn)任務(wù)，然后根據(jù)任務(wù)要求選擇合適的學(xué)習(xí)伙伴組成項(xiàng)目小組。小組在回顧以往STEM學(xué)習(xí)項(xiàng)目所獲得的經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，合作商討、完成方案的制定，再進(jìn)行設(shè)計(jì)、制作、測(cè)試、修改完善，并進(jìn)行展示、質(zhì)疑。這個(gè)過程中，學(xué)生為了尋找問題的解決方法，往往需要體驗(yàn)真實(shí)的工作節(jié)奏，借助開放的時(shí)間、空間來進(jìn)行自主探究，從而不斷培養(yǎng)解決問題的能力。 

實(shí)踐表明，通過STEM教育與科學(xué)課程的融合實(shí)踐，聚焦真實(shí)問題，讓學(xué)生在不同層次的STEM項(xiàng)目學(xué)習(xí)過程中習(xí)得“像科學(xué)家一樣探究，像工程師一樣實(shí)踐”的思維路徑與方法，也有效培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)探究、勇于創(chuàng)新思辨、敢于質(zhì)疑反思、善于解決問題、樂于合作溝通、交流展示等方面的能力。

（作者系浙江省嘉興市實(shí)驗(yàn)小學(xué)黨委書記、校長(zhǎng)）

《中國(guó)教育報(bào)》2022年11月23日第5版