《STEM课程设计与实施》（订购）

教育科学出版社

　　2022年4月颁布的《义务教育课程方案和课程标准（2022年版）》强化课程的育人导向，要求各学科均设立跨学科主题学习活动，加强学科间的相互关联，带动课程综合化实施，强化实践性要求。基于核心素养要求，所有课程都要遴选重要观念，突出基础知识，设计主题活动，优化组织形式，增强课程内容与育人目标的联系。STEM课程融合了科学教育（Science）、技术教育（Technology）、工程教育（Engineering）和数学教育（Mathematics）的知识内容和思想方法，具有鲜明的跨学科实践的核心特征，高度契合本次课程改革的要求。STEM课程不是某几门分科课程知识内容的简单叠加，而是要求学校“因地（学校）制宜”和“因人（学生）制宜”地对国家课程部分内容进行创造性改编或再开发，或针对不同的学习任务，采取不同的策略和途径开发。然而，在教学实践中，很多教师对“如何设计或找到理想的STEM课程”感到困惑，无所适从。

　　如何设计一门适合教育环境、适合学情的STEM课程呢？由黄志红等主编的《STEM课程设计与实施》一书，归纳总结了STEM课程目标设计的依据、目标确定的原则和目标表述的策略，介绍了课程内容的挖掘途径、课程内容的组织结构和呈现方式，以及多种STEM课程实施路径，强调了STEM课程要注重学生成长的过程和教师专业发展的过程性评价。这本书集合了许多教学一线教师的课程设计与实施案例，为我们深入开展跨学科实践，把STEM课程作为培养创新能力的重要载体提供了许多有益的经验。这些经验具有指引的作用。

作者简介

黄志红

　　教育学博士，广东省教育研究院研究员。教育部基础教育综合实践活动指导专委会委员，教育部“国培计划”第二批专家库专家，广东省特殊教育专家指导委员会委员，华南师范大学教育博士校外导师，广东省新一轮百千万人才培养工程教育家培养对象。主要研究方向：课程整合、STEM教育、跨学科学习、项目式学习等。

推荐序

李克东（华南师范大学）

　　本书明确指出STEM课程的开展必须以核心素养培养为目标。STEM课程具有跨学科实践特征，跨学科实践实际上就是利用相关分学科知识对现实生活中的现象和问题进行观察并提出问题解决的方案，是对学科知识的应用。STEM课程是环绕解决现实世界问题需求而对各学科的有机整合，通过对问题的解决有效培养学生的创新思维和创新能力。每门学科课程都有清晰的课程核心素养和培养目标，因此跨学科课程核心素养目标的表述应包括相关学科有关部分的核心素养目标。例如，设计和实施围绕科学课程的STEM课程时，必须关注科学课程的核心素养中所包括的科学观念、科学思维、探究实践和态度责任。同时，也应要求学生通过跨学科实践掌握跨学科的科学知识和相关学科的大概念，形成初步的跨学科科学观念；掌握跨学科的思维方法，如计算思维、数据思维、工程思维、批判性思维等，具有初步的跨科学思维能力；掌握跨学科的技术实践能力，具备初步运用跨学科方法进行创造的能力；具有更全面更深刻更具体的价值观和社会责任感。在实施STEM课程教学时，要注意让学生形成相关学科的大概念。大概念指的是将众多学科理解与连贯的整体联系起来的关键思想，是基于事实抽象出来的深层次概念。例如，我国义务教育科学课程标准从物质科学、生命科学、地球与宇宙、技术与工程等领域提出了13个学科核心概念，这些科学大概念贯穿学生小学六年的科学学习，并与中高年级科学课程衔接，保证学习的连续性、有效性。这些大概念将多种知识有意义地连接起来，是在不同环境中应用这些知识的关键，具有中心性、持久性以及可迁移性等特征。

　　STEM课程具有鲜明的跨学科实践的特征。但STEM课程不是某几门分科课程知识内容的简单叠加，而是多领域知识的有机融合。设计并实施STEM课程，教师的基本出发点就是转变教与学的方式。传统的分科课程教学是以学科逻辑、按知识内容体系组织起来的。而STEM课程则是按活动逻辑，以项目实施方式组织教学，基于项目的学习方式培养学生的学习能力。这是学生学习方式的重要变革，概括起来就是要学生体验面对真实情境—发现问题—探究问题—解决问题—形成制品—展示成果—交流评议的项目式学习过程。教师需要为学生构建真实的教学情境，引导学生在其中发现问题，对现实问题以及复杂问题进行探究，提出问题的解决方案，通过工程技术解决问题并形成“作品”。最后学生对真实“作品”进行展示，通过作品展示和交流表现体现学习者掌握的知识和技能状况。学生在参与真实项目的过程中形成批判性思维，提高创造能力和沟通技巧。这样才能打破、消除传统的分科课程界限，让课程更加生活化、综合化，富有趣味性，提高学生的问题解决能力、学科知识的迁移应用能力，这些优势使STEM课程成为学生创新能力培养的重要载体。

　　本书介绍了STEM课程的设计、实施和评价过程，为把STEM课程建设成为创新能力培养的重要载体提供了宝贵的、有价值的经验。

　　要把STEM课程建设成为有效培养研究能力的载体。STEM课程是基于研究的课程，它以培养学生发现问题、提出问题从而解决问题的能力为基本目标，鼓励学生从学习生活和社会生活中发现问题，形成各种课题项目，进行项目探究方案设计、项目作品设计、项目作品制作等，以此作为学生学习的载体。在教师指导下，学生学会自主采用研究性学习方式开展研究，独立思考，通过查阅书籍、网络等，深度融合多学科知识，运用数学语言进行科学表达，应用信息和通信技术实现多门学科知识的理解和再认知。通过学生间的交流和协作学习，借助这些载体的设计和完成的全过程，学生可以学到科学的研究方法，获得丰富且多方面的研究体验。学生的综合分析能力、交流能力、迁移能力和解决问题能力进一步提高。这样的学习过程是在理性与感性的交替中递进的，让学生在研究中学习。

　　要把STEM课程建设成为有效培养及运用工程设计思想去解决问题的载体。STEM课程是基于问题解决的跨学科实践，有效的STEM课程不仅是基于问题探究的学习过程，还必须是实现问题解决的学习过程。本书的案例展示了多种不同类型的学习作品，包括文字制品、电子制品、实物制品等，它们的设计与制作过程就是学生运用工程设计思想解决问题的学习载体。

　　在实施STEM课程的学习活动中，要让学生处于对特定的现实问题进行解决的学习环境中，学会运用工程设计思想和技能作为解决问题的重要方式，有效培养学生的解决问题能力。在教师的指导下，学生利用相应的教学资源对不同知识内容进行整合，制定相应的问题解决方案并使问题获得解决的过程，就是教师把工程领域中问题解决的设计与实施的系统思想应用于教学的过程，它包括分析需求、明确任务、设定目标、提出方案、制作原型、实验测试、发现问题、修正完善、作品定型、作品展示等环节。学生通过参与项目作品的设计和制作过程接受真实的挑战,体验包含系统思考、系统优化、预测分析以及约束识别等环节，最终形成解决问题的能力。

　　要通过STEM课程的学习评价活动促进学生创新能力的培养。本书用了不少篇幅讨论STEM课程的评价问题，提供了多种评价表格，对开展STEM教育很有帮助。本书指出STEM课程评价包括对促进教师专业发展的评价和促进学生学习成长的评价。STEM课程是动态的、发展的。对学生的评价既要注重学生创造力的评价，也要更多关注学生学习的过程性评价和表现性评价。表现性评价是指在客观性考核以外，对学生的学习行动、学习作品、过程表现、实际操作等真实的行为表现进行测量，评价学生在真实情境下的所知与所能。我们可以通过“问题发现与说明”“问题解决方案和实践的行为表现”“学习制品的设计与制作”“作品的创造与创新”“学习交流与学习反思”等方面，评价学生的参与程度（积极参与—被动参与—没有参与）、完成程度（全部完成—部分完成—没有完成）和作品质量（质量优秀—质量一般—质量差）。同时，还要鼓励学生学会自我反思，反思的方式是让学生进行PMIQ内容回顾，即让学生自我反思P（plus，我已学懂那些知识）、M（minus，我还有哪些知识未学懂）、I（interest，我还对哪些知识感兴趣想继续学习）、Q(questions，我对哪些知识仍然存在疑问)。

　　随着我国社会经济的快速发展以及科学技术水平的不断进步，社会对高素质人才的要求越来越高。在中小学中开展STEM跨学科实践课程，可有效培养学生的动手实践能力、创新思维能力、发现问题以及解决问题的能力，帮助学生在打好扎实的学科知识的基础上，形成科学精神、创新思维、实践能力和创造能力，向复合型人才发展。

　　本文节选自《STEM课程设计与实施》推荐序，教育科学出版社2023年5月出版，略有调整。

来源：教育科学出版社