2017年的《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》及《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》提出倡導(dǎo)跨學(xué)科學(xué)習(xí)方式，而將STEM教育與科學(xué)課程相結(jié)合正是貫徹這一理念的有效途徑。歷經(jīng)四年多，基于STEM教育理念的小學(xué)科學(xué)課程整合區(qū)域?qū)嵺`探索，通過頂層設(shè)計、機制建構(gòu)，協(xié)調(diào)各方資源為區(qū)域?qū)W生綜合素養(yǎng)發(fā)展助力。

一、背景

（一）背景與緣由

《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》將技術(shù)與工程領(lǐng)域納入課程內(nèi)容，提出倡導(dǎo)跨學(xué)科學(xué)習(xí)方式，倡導(dǎo)教師開展STEM教育，要求教師在教學(xué)中突出強化教學(xué)實踐環(huán)節(jié)，加強實踐探究過程的指導(dǎo)，強調(diào)引導(dǎo)學(xué)生動手與動腦相結(jié)合，增強學(xué)生的問題意識，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神和實踐能力。圍繞區(qū)域發(fā)展定位，鹽田區(qū)政府出臺《鹽田區(qū)教育品質(zhì)提升行動計劃（2017-2019年）》，促進跨學(xué)科課程整合和項目式、主題式學(xué)習(xí)，嘗試開展教師跨學(xué)科合作和跨學(xué)科任課實驗。基于此，小學(xué)科學(xué)課程整合已成為區(qū)域教育改革和發(fā)展的內(nèi)在需求。

（二）重點解決的問題

統(tǒng)攬國家教育發(fā)展大局，結(jié)合鹽田區(qū)小學(xué)科學(xué)教育現(xiàn)狀，圍繞教育品質(zhì)提升、全面發(fā)展學(xué)生的綜合素養(yǎng)，我們重點解決了兩個問題：

1.如何在小學(xué)科學(xué)課堂中結(jié)合STEM教育全面提高學(xué)生的綜合素養(yǎng)？近年來，STEM教育理念在基礎(chǔ)教育中被廣泛應(yīng)用。STEM教育是將原本分散的四門學(xué)科融合成一個新的整體，其中的數(shù)學(xué)教育發(fā)展已相對成熟，科學(xué)教育也在2017年發(fā)布課程標(biāo)準(zhǔn)后越來越受到重視，但工程教育與技術(shù)教育普及和發(fā)展相對滯后，尤其在小學(xué)階段。STEM教育與小學(xué)科學(xué)課程兩者都有趣味性、實踐性、綜合性等特點，依托國家教材和課程標(biāo)準(zhǔn)，如何對小學(xué)科學(xué)課程進行基于學(xué)科化的STEM教育整合，是我們要解決的核心問題。

2.如何構(gòu)建STEM教育理念的科學(xué)課程整合實施模式？通過整體分析現(xiàn)階段各區(qū)域科學(xué)課程整合現(xiàn)狀，以國家課程為主體，利用項目化學(xué)習(xí)方式為載體，設(shè)計課程整合的教學(xué)組織方式，建立科學(xué)課程整合的應(yīng)用案例庫，并開展教育實踐，是解決本問題的關(guān)鍵。

二、思路

（一）總體思路

基于技術(shù)工程和學(xué)習(xí)綜合實踐能力的重要性，結(jié)合STEM課程與小學(xué)科學(xué)課程開放性、實踐性的特點，培養(yǎng)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力。依托國家標(biāo)準(zhǔn)教材，以科學(xué)課作為課時載體，通過案例的開發(fā)與實踐探索，我們建立了基于STEM教育理念的小學(xué)科學(xué)單元整合案例的開發(fā)與設(shè)計流程及教學(xué)過程設(shè)計與實施路徑，促使學(xué)生主動探究，從而發(fā)現(xiàn)問題并解決問題。

（二）解決問題的理論依據(jù)

以皮亞杰為代表的建構(gòu)主義學(xué)派提倡以學(xué)生為中心，學(xué)生的學(xué)習(xí)具有能動性的特點，知識的獲得不是被動接受，而是學(xué)生在特定情境中，通過師生對話、小組協(xié)作等方式建構(gòu)和生成的。STEM教育強調(diào)以跨學(xué)科融合的理念去探究實際生活中的問題，讓學(xué)生在教師的指導(dǎo)下去自主感知事物關(guān)系，從而建構(gòu)知識和技能，促進學(xué)生的綜合素質(zhì)發(fā)展。小學(xué)科學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)倡導(dǎo)讓學(xué)生主動參與、積極體驗，經(jīng)歷科學(xué)探究的過程，獲取科學(xué)知識，領(lǐng)悟科學(xué)思想，學(xué)會科學(xué)方法。由此，我們可以看出STEM教育與小學(xué)科學(xué)課程都有著建構(gòu)主義的理論基礎(chǔ)，二者存在共性，將兩者融合是全面提高學(xué)生綜合素養(yǎng)的重要途徑之一。

（三）解決問題的過程

2018年，我們對五年級上冊《運動和力》單元進行整合，以解決實際問題為核心，選取學(xué)生熟悉的玩具車，致力于設(shè)計一款行駛距離更遠的車。整個探究過程運用了工程思維，同時結(jié)合過程性和終結(jié)性評價，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)并解決實際問題。此次單元整合的成功經(jīng)驗為后續(xù)區(qū)域推廣打下了良好基礎(chǔ)。

教研結(jié)合。在積累了一定理論和教學(xué)實踐經(jīng)驗后，2020年筆者以課程整合為研究方向申報了2個省級專項課題。在省級課題的引領(lǐng)下，帶動了區(qū)內(nèi)教師積極參與，到目前為止，共成功申報1個市級課題，6個區(qū)級課題。

模式建構(gòu)?；谌S視角（即學(xué)科、情境、生活）開發(fā)單元整合案例，針對性提供方法指引，搭建實施路徑，建立保障機制，并深化推廣。在專家的引領(lǐng)下，及時總結(jié)實踐經(jīng)驗，形成可復(fù)制、易操作的模型，以點到面、逐步擴充，打造區(qū)域小學(xué)科學(xué)特色品牌。

（四）解決問題的方法

1.樹立理念。逐步樹立STEM教育與科學(xué)課程融合的理念，不斷提升師生踐行理念過程中的獲得感，認(rèn)同理念的積極價值，促進理念落地。

2.課題引領(lǐng)。在課題引領(lǐng)下，不斷提升區(qū)域單元整合案例開發(fā)的深度和廣度，交流分享促進互學(xué)互鑒，多方協(xié)調(diào)打造區(qū)域整體聯(lián)動。

3.建立機制。以政策文件、師資培訓(xùn)、評價導(dǎo)入為保障，通過課題組、教科院、學(xué)校等多方配合，將課程整合落實在課堂和實踐中。

三、成果

近年來，我區(qū)在STEM教育理念的單元整合方面取得了顯著成果。以鹽田區(qū)庚子革命首義中山紀(jì)念學(xué)校為例，該校通過教科版四年級上冊《聲音》單元的整合，實施了合奏《小星星變奏曲》，設(shè)計制作小樂器的教學(xué)活動，從而解讀了案例的開發(fā)與設(shè)計流程，以及實施路徑。

（一）單元整合案例的開發(fā)與設(shè)計流程

單元整合是將某一單元的教學(xué)內(nèi)容進行整理、重新編排，圍繞一個核心驅(qū)動問題，以完成一個項目的形式，將散落在不同課時的具體知識與技能以最優(yōu)的方式綜合，使學(xué)生在解決真實問題中“水到渠成”地學(xué)習(xí)，獲取相應(yīng)的知識技能，在經(jīng)歷工程設(shè)計的過程中建立工程思維（圖1）。

1.選擇合適的單元

所選單元應(yīng)具備技術(shù)工程的可開發(fā)性和實踐性。因此，要進行單元整合，先要對教科書各大領(lǐng)域整體的編排特點、該單元的性質(zhì)與地位以及學(xué)生目前的知識能力水平進行分析，研讀并梳理各課時內(nèi)容之間的邏輯關(guān)系，評估該單元是否適合且有必要進行整合，而不是強行整合，違背單元整合的初衷。

2.梳理課程目標(biāo)

課程目標(biāo)是在整個案例中最重要、最核心的部分，清晰、準(zhǔn)確的目標(biāo)能有效指導(dǎo)后續(xù)活動的開展。在設(shè)置課程目標(biāo)時，筆者有以下幾點建議：

（1）以科學(xué)學(xué)科為核心，多學(xué)科目標(biāo)并行

課程目標(biāo)設(shè)計應(yīng)先圍繞《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》對該單元的要求予以開展，重點體現(xiàn)以科學(xué)學(xué)科為核心的課程目標(biāo)。同時，還要關(guān)注本課程涉及的其他學(xué)科、學(xué)習(xí)能力、操作能力等跨學(xué)科目標(biāo)設(shè)計，尋找不同學(xué)科與科學(xué)學(xué)科之間的聯(lián)系，使學(xué)生通過課程學(xué)習(xí)后，能將不同學(xué)科的知識聯(lián)系起來，形成一個立體的、多學(xué)科的知識結(jié)構(gòu)網(wǎng)，而不是提到聲音只能想到與科學(xué)相關(guān)的內(nèi)容。

（2）聚焦培養(yǎng)關(guān)鍵能力，注重發(fā)展工程思維

《關(guān)于深化教育體制機制改革的意見》中指出，在培養(yǎng)學(xué)生基礎(chǔ)知識和基本技能的過程中，要強化學(xué)生關(guān)鍵能力的培養(yǎng)，而項目式學(xué)習(xí)就是一種培養(yǎng)關(guān)鍵能力的良好途徑。因此，在設(shè)置目標(biāo)時，我們應(yīng)把關(guān)鍵能力的培養(yǎng)加入課程目標(biāo)中。

3.提出核心驅(qū)動問題

在選擇核心驅(qū)動問題時，先要了解問題的理論性和實踐性，評估該問題是否能使學(xué)生主動且有效地建構(gòu)本單元的知識與技能，否則實踐（解決問題）將會與理論（學(xué)習(xí)單元知識與技能）相分離，使得教學(xué)效果大打折扣。另外，要把握好核心驅(qū)動問題的指向性和劣構(gòu)性。核心驅(qū)動問題的表述要清晰地指向最終產(chǎn)品（作品）及附加要求，讓學(xué)生有方向地進行思考和設(shè)計，避免思維過于發(fā)散，導(dǎo)致效率低、產(chǎn)品偏離要求等問題的出現(xiàn)。

4.分解形成若干子問題

學(xué)會分解問題是計算思維的體現(xiàn)，是一種高效解決問題的方法。因此，教師可以“頭腦風(fēng)暴”的形式，引導(dǎo)學(xué)生運用這樣的計算思維，抓住問題本質(zhì)要求和關(guān)鍵進行拆分，將復(fù)雜的問題分解成一個個小但能被解決的子問題，列出子問題清單，并形成解決問題的步驟。但在單元整合案例開發(fā)與設(shè)計時，教師要先對問題進行分解，盡可能多地羅列出子問題，以備補充學(xué)生沒有思考到的問題。

5.建立相關(guān)活動

根據(jù)預(yù)設(shè)的子問題清單，建立相對應(yīng)的學(xué)習(xí)活動，以探究過程形成執(zhí)行方案，使學(xué)生有依據(jù)、有順序地進行學(xué)習(xí)。在設(shè)計活動中，可能需要其他學(xué)科知識與技能的補充，教師應(yīng)及時予以更新，以完善課程目標(biāo)。最終，學(xué)生將通過解決子問題，習(xí)得該單元教學(xué)內(nèi)容。

6.設(shè)置評價

設(shè)計評價主要由總結(jié)性評價與過程性評價相結(jié)合，在設(shè)置過程中，我們應(yīng)注意以下幾點：

（1）評價主體多元化

基于STEM教育理念的單元整合課程開發(fā)涉及到多學(xué)科教師的共同合作。同時教學(xué)活動又是師生、生生的雙邊活動，因此在評價過程中，不僅要協(xié)同各學(xué)科教師進行評價，還要充分考慮學(xué)生的課程實施主體性，注重學(xué)生自評與互評的設(shè)置。

（2）圍繞目標(biāo)促發(fā)展

應(yīng)圍繞教學(xué)目標(biāo)及活動設(shè)置有可觀察、有針對性的評價標(biāo)準(zhǔn)。同時，評價的目的是促進學(xué)生的發(fā)展，因此評價中應(yīng)加入長期性、增值性的評價內(nèi)容。

（3）評價方式多樣化

教師可以選擇多種評價方式相結(jié)合，將評價置于真實情境中，注重學(xué)習(xí)過程的評價，如使用評價量表、成長檔案袋等評價方式。

需要提醒的是，盡管樂器的完成情況是學(xué)生在整個單元整合學(xué)習(xí)的最終成果，但這個單元整合仍是基于小學(xué)科學(xué)學(xué)科為核心的整合，本質(zhì)上還是一節(jié)科學(xué)課。因此，能否達成課標(biāo)對本單元的科學(xué)概念目標(biāo)也是教師需要關(guān)注的。不可否認(rèn)，紙筆測試是檢測學(xué)生學(xué)習(xí)知識點的情況最便捷、最高效、最經(jīng)濟的方式，因此可在總結(jié)性評價中可加入單元紙筆測試。

（二）單元整合教學(xué)過程設(shè)計與實施路徑

通過團隊的探索與實踐，我們以工程設(shè)計的一般過程為主線，將其融入教學(xué)過程，提出了單元整合的教學(xué)過程設(shè)計與實施路徑（圖2）。

1.導(dǎo)入

導(dǎo)入環(huán)節(jié)主要由講授知識和布置任務(wù)、公布過程性評價和終結(jié)性評價量表組成。

2.設(shè)計方案與工程制作

設(shè)計方案與工程制作環(huán)節(jié)主要由收集資料、聚焦問題、完成設(shè)計方案、動手創(chuàng)作、實驗修正四個部分組成。成功的工程常常需要在設(shè)計與制作間多次循環(huán)迭代，因此，四個部分并不是單向的、順序性的，而是相互支撐、促進的閉環(huán)，直到得到最優(yōu)產(chǎn)品。

3.測試反思環(huán)節(jié)

本環(huán)節(jié)由成果展示、反思與建議組成。工程師良好的溝通能力可以讓團隊合作效率提高，讓客戶、用戶容易理解。同樣的，培養(yǎng)學(xué)生的溝通能力是關(guān)鍵能力中合作能力的集中體現(xiàn)。因此，在這兩個環(huán)節(jié)中教師要著重培養(yǎng)學(xué)生的表達與交流，同時也要引導(dǎo)學(xué)生傾聽他人建議、對他人的作品進行客觀評價。

四、成效

近年來鹽田區(qū)積極開展研究與實踐，努力打造區(qū)域優(yōu)質(zhì)教育新樣態(tài)。項目式學(xué)習(xí)與STEM教育已成為鹽田教育新名片，鹽田教育已成為“魅力鹽田、活力鹽田”的重要風(fēng)景線?？茖W(xué)學(xué)科是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神與科學(xué)素養(yǎng)的主陣地，我們以課程滋潤學(xué)生，以學(xué)習(xí)方式變革促進學(xué)生全面成長，在這個過程中取得了豐碩成果。

以培育學(xué)生創(chuàng)新素養(yǎng)，提供更多發(fā)展可能。近五年，鹽田學(xué)子在教育部白名單賽事中共獲國家級一等獎80多個，二等獎120多個，三等獎50多個。

以科研促教學(xué)，引領(lǐng)教師隊伍建設(shè)。項目組教師在五年多的實踐過程中，已成功申報省級課題2項：《基于STEM教育理念的小學(xué)科學(xué)課程整合實踐研究》與《基于STEM教育理念的小學(xué)科學(xué)課程整合區(qū)域?qū)嵺`研究》，市級課題2項，區(qū)級課題9項，與華中師范大學(xué)出版社合作出版《基于STEM教育理念的小學(xué)科學(xué)課程整合實踐研究》1本，同時發(fā)表論文10余篇。

以課程建設(shè)，助推學(xué)校品牌塑造。依托項目組的案例成果，近五年鹽田區(qū)教師獲廣東省中小學(xué)項目式學(xué)習(xí)案例資源評審45人次。在此基礎(chǔ)上，鹽田區(qū)云海學(xué)校獲評深圳市海洋教育特色學(xué)校，鹽田區(qū)梅沙未來學(xué)校獲評深圳市自然教育特色學(xué)校。

以優(yōu)質(zhì)課程資源，擴大區(qū)域影響力。隨著我區(qū)項目式學(xué)習(xí)與STEM教育在學(xué)生與家長心中得到了廣泛認(rèn)可的同時，也引來了很多媒體的關(guān)注，其中在某媒體特別報道了《玩轉(zhuǎn)空中課堂，鹽田區(qū)以項目帶動學(xué)生自主學(xué)習(xí)》，著重介紹了我區(qū)項目式學(xué)習(xí)的開展經(jīng)驗。

五、啟示

在實踐中，逐漸深化了對STEM教育理念的課程整合的認(rèn)識。首先，帶有STEM理念的科學(xué)課程可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。它從學(xué)生感興趣的生活實際出發(fā)，讓學(xué)生在探索、解決問題的過程中自然學(xué)到東西，大大增強了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。其次，這也是激發(fā)教師熱情的有效手段。它促使教師打破學(xué)科壁壘，以跨學(xué)科教學(xué)為基礎(chǔ)，重構(gòu)新型的課程形態(tài)，極大地提升了教師教學(xué)的主動性和積極性。同時，也是改善家校、親子關(guān)系的有效途徑。無邊界的學(xué)習(xí)模式，面向未來的關(guān)鍵能力培養(yǎng)，讓許多家長意識到它的魅力與價值，并主動參與到學(xué)生的項目探究過程，極大地促進了家校溝通與合作。

（本文系廣東省小學(xué)科學(xué)教研基地（深圳）階段性研究成果；現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)教育部重點實驗室基礎(chǔ)教育開放課題培育項目《創(chuàng)新思維導(dǎo)向下的小學(xué)科學(xué)課程整合實踐研究》階段性研究成果。）

作者單位 深圳市鹽田區(qū)教育科學(xué)研究院