STEM 课程是融合科学技术工程数学四门学科的跨学科课程,核心不是单独分科上课,而是以真实项目问题作为驱动,让学生在动手探究的过程里综合运用多学科知识解决实际问题,开展 STEM 课程的根本原因,是传统分科教学容易让知识相互割裂,学生学会公式原理,但是不知道怎么把知识用到真实场景,STEM 课程重点培养学生创新思维动手能力团队协作能力和问题解决能力,和单纯做手工或者科技兴趣课有本质区别,很多学校在实施的时候容易走入误区,把 STEM 课程当成普通手工课,只安排拼装模型,缺少科学原理探究工程设计迭代的环节,这样就偏离了 STEM 课程原本的设计思路,完整的 STEM 课程实施,需要教师提前设计项目主题,准备器材,规划探究流程,组织小组合作,并且加入过程性评价,不是一节课就能完成,很多项目需要连续多课时推进,还要兼顾不同年龄段学生的认知水平,低龄段偏向简易探究,高年级可以增加复杂工程设计和数据分析环节。
STEM 四学科内涵对照表
| 学科 | 英文全称 | 在课程里的作用 |
|---|---|---|
| 科学 | Science | 探究自然规律,理解现象背后原理 |
| 技术 | Technology | 使用工具器材,掌握操作方法 |
| 工程 | Engineering | 设计搭建,测试优化解决方案 |
| 数学 | Mathematics | 测量计算,数据分析,量化结果 |
详细实施步骤
第一步 课程前期设计
第一步 确定项目主题,优先选择贴近学生生活的真实问题,比如搭建桥梁 制作简易净水器 设计风力小车。
第二步 匹配对应学段,按照学生年龄调整难度,确定课程总课时,明确本节课要达成的知识目标能力目标。
第三步 梳理课程需要用到的科学原理,工程设计要点,需要用到的数学计算内容,确保四门学科内容自然融合,不是生硬拼接。
第四步 准备教学器材耗材,提前测试实验,预判课堂会出现的故障和安全风险。
第二步 课堂教学实施流程
第一步 情境导入,抛出真实问题,引导学生发现问题,激发探究兴趣。
第二步 知识铺垫,讲解本项目相关的科学原理和基础知识点。
第三步 小组分工,学生分组,分配设计员记录员操作员等角色,开展头脑风暴,绘制设计草图。
第四步 动手制作,小组按照设计方案搭建作品,教师巡回指导,不直接给出标准答案。
第五步 测试验证,对作品进行测试,记录测试数据,用数学方式记录结果。
第六步 迭代优化,根据测试暴露的问题修改设计,再次测试,这个迭代环节是 STEM 课程非常关键的部分。
第七步 成果展示,小组上台介绍设计思路,展示作品,进行互评交流。
第三步 课程评价与复盘
第一步 采用过程性评价,不只看最终成品好坏,还要记录学生探究过程团队合作表达能力。
第二步 设计评价表,包含方案设计动手操作数据分析团队协作成果完成度多个维度。
第三步 课程结束之后教师开展教研复盘,记录本节课器材损耗学生难点,优化下一次 STEM 课程方案。
实施常见误区
1 只做拼装,缺少探究和迭代,变成模型手工课,没有体现工程设计思维。
2 四门学科强行拼凑,项目和知识点没有内在关联,只是一节课同时讲四个学科内容。
3 教师全程演示,学生被动模仿,缺少自主探究,学生没有独立解决问题的机会。
4 只看重作品成功,忽略失败试错,STEM 课程允许作品测试失败,重点是分析失败原因并且改进。
5 器材准备不足,课堂秩序失控,没有提前做安全预案,尤其是涉及电路尖锐材料的项目。
整体总结,STEM 课程是跨学科项目式课程,以真实问题驱动,融合科学技术工程数学,实施的时候要做好项目设计,按照导入探究制作测试迭代展示的流程推进,重视小组合作和迭代优化,使用过程性评价,避开手工化机械化教学误区,根据学段持续优化课程方案,真正实现培养学生综合解决问题能力的目标。
【常见问题】
问题 1 STEM 课程的理解与实施是不是就是科技手工课
回答 1 STEM 课程的理解与实施里面,STEM 课程不等同科技手工课,手工课一般只完成拼装制作,STEM 课程还需要科学原理探究工程迭代测试数据分析,是完整跨学科项目学习。
问题 2 STEM 课程的理解与实施小学阶段可以开展吗
回答 2 STEM 课程的理解与实施,小学阶段完全可以开展,只需要降低项目难度,选择简易安全的主题,比如简易杠杆 纸桥承重,减少复杂计算,重点培养动手探究意识。
问题 3 STEM 课程的理解与实施教师需要具备什么能力
回答 3 STEM 课程的理解与实施,授课教师需要掌握跨学科教学设计能力,熟悉项目式教学方法,会准备实验器材,能够引导学生试错,还要具备课堂组织和过程评价能力。
问题 4 STEM 课程的理解与实施一定要四个学科全部占同等比重吗
回答 4 STEM 课程的理解与实施,不需要四门学科严格平均分配比重,项目主题不同,侧重点会有区别,核心是自然融合,不需要强行平均分配课时和内容。
【免责申明】
本文内容仅作为教学教研参考,属于通用课程实施思路,不代表官方教育部门正式文件,不同地区学校课程标准教学要求存在差异,开展 STEM 课程实施请结合本地教育政策和校情调整,相关教学方案由授课学校和教师自行负责。


