小學(xué)STEM-創(chuàng)新教育課程的構(gòu)建與實(shí)施

一、課程性質(zhì)小學(xué)STEM-創(chuàng)新教育課程屬于拓展性課程、技術(shù)與學(xué)習(xí)深度融合課程，是“以傳統(tǒng)課程為基-培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維-訓(xùn)練學(xué)生計(jì)算思維-開展基于創(chuàng)新教育的STEM項(xiàng)目學(xué)習(xí)”的四位一體課程。依托國(guó)家課程教材，增強(qiáng)教學(xué)目標(biāo)、創(chuàng)新教學(xué)材料、重構(gòu)教學(xué)活動(dòng)，為國(guó)家課程賦能。課程的教學(xué)設(shè)計(jì)采用5E教學(xué)模式，在傳統(tǒng)課程的基礎(chǔ)上開發(fā)科學(xué)和藝術(shù)整合的創(chuàng)新思維訓(xùn)練課程、Micro：bit技術(shù)與應(yīng)用的計(jì)算思維訓(xùn)練課程、基于創(chuàng)新的STEM項(xiàng)目學(xué)習(xí)的科學(xué)探究課程及發(fā)明創(chuàng)造課程。二、課程設(shè)計(jì)思路課程設(shè)計(jì)充分考慮本校學(xué)生的特點(diǎn)與學(xué)校教學(xué)實(shí)際情況，將小學(xué)STEM-創(chuàng)新教育課程分為四大課程板塊進(jìn)行教學(xué)，思維訓(xùn)練、探究實(shí)踐、創(chuàng)新創(chuàng)造三層級(jí)層層遞進(jìn)。課程內(nèi)容以國(guó)家傳統(tǒng)課程為基礎(chǔ)開發(fā)設(shè)計(jì)，深度融合、提升常規(guī)教材應(yīng)用。通過采取以問題為導(dǎo)向的項(xiàng)目活動(dòng)，讓學(xué)生在探索、分析、思考、合作的過程中，運(yùn)用多種不同學(xué)科領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)與技巧去解決現(xiàn)實(shí)中的問題。比如在四年級(jí)開展美術(shù)創(chuàng)新課程，訓(xùn)練創(chuàng)新思維，課程要點(diǎn)是選擇科學(xué)性、趣味性較強(qiáng)的學(xué)習(xí)內(nèi)容，結(jié)合科學(xué)與藝術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維與審美能力;在六年級(jí)上學(xué)期開展發(fā)明創(chuàng)造課程，內(nèi)容要點(diǎn)是基于生活，應(yīng)用前面所學(xué)的知識(shí)與技能，對(duì)身邊的產(chǎn)品進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，發(fā)明創(chuàng)造智能作品。三、課程目標(biāo)科學(xué)目標(biāo)：了解如何利用科學(xué)知識(shí)、技術(shù)手段及科學(xué)原理來改變我們的世界，并以此為基礎(chǔ)不斷深入地進(jìn)行實(shí)踐研究，親身經(jīng)歷改變生活的方法和過程。數(shù)學(xué)目標(biāo)：用數(shù)學(xué)的方法處理和分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、繪圖，且能利用圖表獲取信息及預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)規(guī)律。工程目標(biāo)：形成在日常生活中尋找問題、解決問題的意識(shí)，考慮解決工程設(shè)計(jì)方案的可行性并優(yōu)化。藝術(shù)目標(biāo)：以真實(shí)情境為切入點(diǎn)，在做中學(xué)，培養(yǎng)創(chuàng)新思維，提高其藝術(shù)鑒賞能力與作品外觀設(shè)計(jì)能力。信息技術(shù)目標(biāo)：掌握Micro：bit、掌控板和各類傳感器的基本知識(shí)，利用建模和編程，結(jié)合信息和智能化的知識(shí)，創(chuàng)造性地解決問題。勞動(dòng)技術(shù)目標(biāo)：體驗(yàn)勞動(dòng)技術(shù)的設(shè)計(jì)、開發(fā)與生產(chǎn)，理解技術(shù)的概念與原理，提高技術(shù)素養(yǎng)以及解決問題的能力。四、課程內(nèi)容（一）美術(shù)創(chuàng)新課程美術(shù)創(chuàng)新課程選擇趣味性、科學(xué)性較強(qiáng)的內(nèi)容，按照“學(xué)思維”活動(dòng)課程的教學(xué)理念，設(shè)計(jì)開發(fā)出創(chuàng)新思維訓(xùn)練課程。該課程通過特異、正負(fù)形、漸變、突變等內(nèi)容來訓(xùn)練學(xué)生聯(lián)想、抽象、比較、推理、重組、發(fā)散等思維能力。在訓(xùn)練中，小組分工合作設(shè)計(jì)草圖并完善方案、實(shí)施方案，培養(yǎng)其決策力以及問題解決能力。還會(huì)使用各種回收材料，如舊報(bào)紙、吸管和廢棄的塑料瓶等，來創(chuàng)作撕紙畫、剪貼畫和立體制作等多種形式的藝術(shù)作品。（二）計(jì)算思維課程計(jì)算思維課程是學(xué)生利用可聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī)和Micro：bit進(jìn)行課程學(xué)習(xí)，訓(xùn)練培養(yǎng)計(jì)算思維。先讓學(xué)生了解如何與計(jì)算機(jī)溝通，什么是算法，什么是Micro：bit，然后開展主題學(xué)習(xí)，進(jìn)行Micro：bit技術(shù)與應(yīng)用訓(xùn)練，使用其各種功能，如愛在中秋（顯示文字及圖像）。每個(gè)主題內(nèi)容框架設(shè)計(jì)參考5E模型（科學(xué)探究學(xué)習(xí)的典型模式），包含五個(gè)環(huán)節(jié)：參與（資料卡）、探究（熱身討論、工具、動(dòng)手探究）、解釋（分享）、精致（想一想、小試牛刀）、評(píng)價(jià)（總結(jié)評(píng)價(jià)、貫穿全程）。（三）科學(xué)探究課程科學(xué)探究課程體現(xiàn)了STEM教育的主要特點(diǎn)：以問題為導(dǎo)向，讓學(xué)生在真實(shí)情境中開展跨學(xué)科項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，小組在探究中分工合作解決問題并自主建構(gòu)知識(shí)。為了讓課程更有效地實(shí)施，教師首先要在小學(xué)教材中選擇一個(gè)適合設(shè)計(jì)成項(xiàng)目來開展的內(nèi)容，然后根據(jù)STEM教育的理念來重新構(gòu)建教材中的活動(dòng)，讓學(xué)生面對(duì)真實(shí)情境中的問題，在課堂上體驗(yàn)各種挑戰(zhàn)，解決實(shí)際問題，從而掌握各種不同的知識(shí)和技能。教學(xué)活動(dòng)環(huán)節(jié)參考李克東教授設(shè)計(jì)的“基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的STEM教育5EX課程設(shè)計(jì)模型”。（四）發(fā)明創(chuàng)造課程在發(fā)明創(chuàng)造課程，學(xué)生了解什么是發(fā)明創(chuàng)造，習(xí)得一些發(fā)明技法，并置身于真實(shí)情境中，發(fā)揮創(chuàng)意，研究設(shè)計(jì)制作一個(gè)智能發(fā)明作品。在此過程中，學(xué)生要掌握如何進(jìn)行規(guī)范的研究，制定研究計(jì)劃、撰寫申報(bào)書和研究報(bào)告，進(jìn)行成果交流匯報(bào)，完成各種評(píng)價(jià)與反思改進(jìn)。通過本課程的學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力、動(dòng)手實(shí)踐能力、合作探究能力、科學(xué)提問能力和語言表達(dá)能力。五、課程實(shí)施建議（一）教學(xué)建議1.教學(xué)內(nèi)容的選擇為了讓STEM教育能夠在一線教學(xué)中得到更好的實(shí)施，教師應(yīng)該結(jié)合國(guó)家課程標(biāo)準(zhǔn)，重新設(shè)計(jì)和完善現(xiàn)有的教材內(nèi)容，并將其融入到日常生活中。此外，還應(yīng)該根據(jù)國(guó)家教材內(nèi)容的要求開發(fā)STEM項(xiàng)目，并將其應(yīng)用于課堂教學(xué)。新手教師如果不能自己開發(fā)項(xiàng)目，可以選擇購(gòu)買合適的教學(xué)材料進(jìn)行學(xué)習(xí)與實(shí)踐，但是要注意結(jié)合本校學(xué)生和學(xué)校教學(xué)的實(shí)際情況進(jìn)行篩選。2.教學(xué)活動(dòng)的設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)學(xué)生在做中學(xué)、在創(chuàng)中學(xué)。采用團(tuán)隊(duì)協(xié)作的方式，讓學(xué)生一起思考、討論、實(shí)踐，逐步培養(yǎng)學(xué)生提出問題、分析問題、解決問題，收集和處理信息、建構(gòu)知識(shí)的能力。這樣，老師就成為了他們學(xué)習(xí)成長(zhǎng)路上的指路人。根據(jù)STEM教育的特點(diǎn)，教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)要滿足以下幾個(gè)條件：跨學(xué)科整合;在真實(shí)情境下的活動(dòng)中學(xué)習(xí);基于問題的學(xué)習(xí);基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí);合作解決問題;學(xué)習(xí)者在探究中自主建構(gòu)知識(shí)。（二）課程資源開發(fā)與利用建議1.STEM空間的建設(shè)、利用與管理STEM空間是學(xué)生進(jìn)行STEM活動(dòng)的重要場(chǎng)所，各校應(yīng)當(dāng)基于現(xiàn)實(shí)的條件，結(jié)合學(xué)校的具體情況（場(chǎng)地規(guī)模、可動(dòng)用資金）、教學(xué)實(shí)際（課程建設(shè)、項(xiàng)目開發(fā)、設(shè)備和資源）等因素進(jìn)行考慮建設(shè)。2.校園資源的開發(fā)與利用校園環(huán)境、活動(dòng)場(chǎng)所和設(shè)施設(shè)備都是開展STEM教育活動(dòng)的有效資源，如綠化區(qū)、圖書館、藝術(shù)館、體育館、美術(shù)室等，還可以建設(shè)校園種植區(qū)、科普宣傳區(qū)、作品展示區(qū)等探索展示空間。在課程建設(shè)上還可以結(jié)合學(xué)校的環(huán)創(chuàng)特色進(jìn)行開發(fā)，如學(xué)校特色是非遺傳承，有非遺校園環(huán)創(chuàng)，就可以選擇合適的非遺項(xiàng)目開展STEM項(xiàng)目學(xué)習(xí)。3.校外資源的開發(fā)與利用S