跨学科整合视角下 中小学STEM课程设计质量分析获奖科研报告 .pdfVIP

跨学科整合视角下中小学STEM课程设计质量分析获奖科研报

告

跨学科;STEM;质量;学科核心素养;评价

一、引言

STEM是科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、

数学（Mathematics）英文首字母的缩写。其中，科學在于认识世界、

解释自然界的客观规律;技术和工程则是在尊重自然规律的基础上改

造世界，实现与自然界的和谐共处，解决社会发展过程中遇到的难题;

数学则作为技术与工程学科的基础工具[1]。STEM教育的一个典型特

点，是倡导学生在杂乱无章的问题环境中充分发挥设计能力和问题解

决能力，而这种能力恰恰是我国中小学教育所缺乏的，也是素质教育

一直期望达成的内容。STEM教育有利于促进学生创新能力的养成，

使学生更好地适应未来生活，并为国家储备创新人才。因此，STEM教

育成为各国教育创新的主要战略[2]。

STEM作为一门综合性课程，最初以独立的教学形态出现，随着

课程的发展，开始与信息技术等学科进行有效融合。STEM课程通过

对科学、工程、技术、数学等学科知识的融合，对独立的学科进行重

组，其目的是避免学生被单一学科的知识体系所束缚，鼓励学生综合

运用多学科知识解决实际问题。随着美国《下一代科学教育标准》的

发布[3]，人们认识到大多数人所熟悉的STEM教育举措与《K-12科

学教育框架》（NRC2012开发）所描述的预期成果之间存在相似性[4]，

但有意义的STEM活动和课程在课堂上的应用仍然难以把握。随着技

术以不断增长的速度渗透到生活的方方面面，教育者应该培养学生掌

握为尚未存在的问题制定解决方案所需的知识、技能和工具[5]。可

见，跨学科整合视角下STEM课程设计质量的比较与优化是理论研究

和实践层面的迫切需求[6]。

2007年，我国引入STEM教育理念，自此文献逐年增多，成为科

学教育领域的重要话题。落实STEM教育的关键是课程，在课程与教

学实施方面，2017年前的文献主要集中于美国K-12阶段的课程目标、

课程设置以及常用教学方法，为我国STEM教育的开展提供了参考。

2018—2019年，随着学校STEM教育实践的开展，出现了对课程进行

探索与实施的研究。对于课程内容，也有了从复制模仿到自主研发的

倾向。因此，本文主要探讨现有中小学STEM课程的实施现状及整体

质量[5]，并尝试基于这种现状为STEM课程设计质量提供优化建议。

二、研究方法和内容

1.STEM课程案例的选择

在中国知网以“STEM”“课程”“教学设计”等作为关键词检索

STEM课程案例的相关论文，并主要以课堂有明确的主题和详细教学

过程，同时将STEM运用于课堂教学实践作为优先标准，对检索到的

文献进行筛选。从期刊中选取了2017年至2020年（截至2020年12

月25日）刊登的具有STEM教学特色的案例53个，其中包含已实施

的课程，以及部分未实施但具有成熟课堂构思框架的课程。

课程案例文献涉及小学、初中、高中三个学段。其中，小学10

篇，初中11篇，高中25篇。此外，还有7篇未指出明确学段;案例

涵盖多领域、多角度、多学科，小学的主要学科主线为科学，共8篇，

有2篇未明确主要学科;中学的主要学科主线包括数学4篇、物理14

篇、化学7篇、生物7篇、地理2篇、信息技术2篇，涉及学科为S、

T、E、M，以及综合实践和劳动技术。

2.研究方法

本研究针对所选的53个STEM课程案例设置了相关维度及评估细

则，形成了如表1所示的分析维度和相关细则。

分析维度包括：STEM的定义、课程基本理念、项目名称、涉及

年级、主要学科、涉及学科、教学目标、教学详细的教学过程、是否

有相关产品、是否有评价、课时数、课内或课外、教学特色、所属期

刊、作者身份、课程是否有实践共16个维度。其中，课程基本理念、

涉及的学科、教学目标、教学过程、相关产品、教学评价是六个核心

维度，每个维度含有3～5条细则，一共22条评价细则（见表1）。

本研究选择5点计分方式，每个维度初始计1分，对应的每条细则得

到体现加1分，对应维度得分加1分，课程总体得分为各维度得分相

加（满分28分）。