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——以地域特色STEM课程开发为例

  STEM教育是当前教育的热门话题，全国各地也在开展与STEM相关的教育教学研究。要开展好STEM教育，课程资源的建设非常重要，当前我国还没有比较系统的STEM课程，很多课程是舶来品，不适合中国国情，因此开发本土的STEM课程显得尤为重要，进一步来说探索出一套合适的课程开发模式就显得至关重要了。
　　一、STEM课程
　　STEM是科学（Science），技术（Technology），工程（Engineering），数学（Mathematics）四门学科英文首字母的缩写。STEM课程指融合了科学、技术、工程、数学等学科知识的课程，本文的STEM课程阐述的是STEM课程理念，强调多学科融合。学科融合式的教育模式是未来发展的趋势，相互独立又相互关联的学科是科技的基础，是高素质创新性人才所必备的核心技能，被认为是社会和经济发展的根本动力，是增强一个国家竞争力的重要手段。
　　二、STEM课程建设面临的问题
　　STEM教育在发展过程中遇到了许多亟待解决的问题，其中课程开发是其中之一。当前我国还没有比较系统的STEM课程，部分地区借鉴了国外的课程，但是很多课程有水土不服的现象，因此开发本土的STEM课程显得尤为重要。
　　STEM课程教学区别于传统的课堂，它通常是以项目为载体以解决问题为基础的课堂，融入了项目、合作、探究等学习方式，培养敢于质疑、勇于创新具有解决实际问题能力的社会人才。也是因为STEM课程的特殊性，所以课程开发也具有一定的难度。我国STEM课程的开发还处于探索之中，课程开发的方式方法也同样处于探索中。而本文的“5D-3M”课程开发模式无疑是一个值得借鉴的模式。
　　三、“5D-3M”模式的STEM课程开发遵循的原则
　　在STEM课程开发的探索中兼顾课程开发的三种模式也就是“泰勒的目标模式”、“斯腾豪斯的过程模式”、“施瓦布的实践模式”。要开发出比较好的课程既要目标明确，过程清晰还不能离开具体的教育情景和课程的实际需要。
　　在STEM课程开发的探索过程中始终围绕STEM教育的目的这个中心，也就是STEM教育是为了培养学生的综合品质如：道德情操、科学素养、技术素养、工程素养、数学素养、语文素养、艺术素养、研究能力、创新能力、表达能力等等。
　　四、“5D-3M”模式的STEM课程开发及实施流程
　　在STEM课程开发中以区域内几个有地域特色的切入点作为主题来进行设计：《我和小鸟的故事》、《我和东电的故事》、《我和三国的故事》、《我和三星堆的故事》、《我和智慧城市的故事》、《我和安安送米的故事》。每一个主题都按照“5D-3M”八个步骤来开发教学内容、实施教学过程，这八个步骤层层递进、环环相扣。使学生在真实学习情境驱动下，促进高阶思维与积极情感的投入。运用科学、技术、工程、艺术、语文和数学知识，通过合作探究解决复杂问题。通过调查、分析与规划，提出并建立具有研究价值或实用价值的工程项目。通过恰当的语言表达与条理清晰的逻辑归纳完成相关项目的调查报告、故事构建、方案设计、作品制作、成果分享等。着力培养具有会观察、会思考、会动手、会创造、会创作、会表达、会写作、会想象、会合作、会设计全面发展的未来型人才，从而全面提升学生知识、能力与情意价值目标的达成，促进STEAM核心素养的发展。“5D-3M”课程开发模式具体阐述如下：
　　（一）“Define确定主题”
　　确定主题，也就是寻找课程内容的切入点，开发具有地域特色的STEM课程，就要寻找区域中有特色的事物，比如全国闻名的广汉三星堆文化涉及考古学、历史学、民族学、文化、艺术等各方面的内容，既是很好的教育题材，又利于学生参观、学习、研究以及制作一些工艺品等。以《我和三星堆的故事》为例，以奇妙的故事“三星堆博物馆奇遇记——铜人复活”引入，激起学生对历史探究的兴趣，引导学生查阅关于三星堆的资料，引出学习主题，通过查阅讨论等形式确定下一步要探究的主要内容。
　　（二）“Detect侦察探究”
　　侦察探究这一环节的内容更像是一次研学旅行，就是根据第一部分确定的内容进行实地观察、体验、探究。以《我和三国的故事》为例，就是要在白马关找寻相关历史印记，比如庞统祠墓——安葬和纪念刘备的军师庞统的地方，在庞统祠寻找相关历史事迹，了解三国历史；比如金牛古道——二千多年前巴蜀地区通往中原的一条重要道路，观察古道上木牛牛马经过留下的车辙，木牛牛马雕像的特点等，为后续物化生成环节做铺垫；还准备了多个和三国历史相关的活动，让学生们实地感受当时三国纷争的历史情形。整个活动结束后每位学生要撰写参观感受。这一环节为下一步讨论交流做好铺垫。
　　（三）“Discuss讨论交流”
　　讨论交流环节，学生要谈前一环节的研学感受，将所见所想与同学进行交流，初步形成观察报告。这一环节锻炼学生文字和语言能力，让学生初步学会做报告、分享所见所闻。以《我和三国的故事》为例，学生可以从多个方面来阐述观察到的事物，比如三国纷争的历史经过、庞统的简历、诸葛亮的发明、金牛古道的历史作用、木牛牛马的特点等。以《我和三星堆的故事》为例，参观完三星堆后对观看到的历史文物从造型、颜色、用途、工艺流程等方面开展讨论。
　　（四）“discover发现价值”
　　发现价值这个环节中，学生要在格式和内容上要进一步完善报告的格式和内容，同时要学会倾听别人的报告，善于从别人的报告中发现具有价值的东西，最后对别人的报告作评价、谈心得。二是通过前面参观交流寻找到有价值有意义的东西。挖掘这些事物的内涵。以《我和三国的故事》为例，可以以木牛牛马为主题撰写一个木牛牛马的调查报告，详细的描述木牛牛马的特点。以《我和三星堆的故事》为例，可以青铜面具为主题对青铜面具进行分类归纳，撰写不同类型青铜面具的特点。
　　（五）“Design创意设计”
　　创意设计这一环节是课程的一个核心，课程内容丰富多样。主要分为两个内容：一是编写故事，指经过前期确定主题、参观、讨论、研究发现、撰写报告后，围绕前面的所感所悟编写一个小故事或者编写小剧本。二是创意设计制造，是指在前期参观、讨论、研究过程中发现的一些有价值的东西进行创意设计，可以是制作现有的东西，也可以是设计一些和主题相关的其他东西。以《我和三国的故事》为例，在编写故事上题材和形式不限，可以是以三国故事为题材编写一段情景剧，也可以是编写一段发生在金牛古道上的故事，甚至是可以编写诗歌等等。创意设计方面，可以以古代战争为背景的投石车的制作、也可以仿照古代的木牛牛马制作木牛牛马的工艺品等。
　　（六）“Make物化生成”
　　物化生成这一环节，主要是锻炼在学生动手操作能力，将前面创意设计的方案付诸实施，将创意变成实物，这一环节将工程、制造等融入其中，教会学生各种工具的使用，各种材料的用途，各种形状的搭建等等。以《我和三国的故事》为例，制作木牛牛马、投石车、诸葛连弩、孔明灯等。
　　（七）“Modification改进改良”
　　改进改良这一环节是对上一个物化生成环节的再加工，一是对制作的作品进行进一步的优化，二是对制作的作品进行升级改造。以《我和三国的故事》为例，对制作的木牛牛马进行结构稳定性、美观性等做调整，也可以对木牛牛马进行升级改造比如说采用电力驱动、自动行驶等又该如何升级改造，对制作孔明灯的过程进行回忆，什么样的材料组合使孔明灯能更好的飞起来。
　　（八）“Mutualize展示分享”
　　展示分享这一环节是一个成果交流活动，回忆这个课程的实施过程，回顾课程的重要活动，谈谈在活动中的收获，对制作的作品进行总体评价，开展评比活动，组织一些趣味性比赛等等。以《我和三国的故事》为例，对木牛牛马、投石车作品的比较和评价，分享诸葛连弩制作过程，对成功制作孔明灯经验的分享等，还可以开展木牛牛马承重能力比赛，开展投石车投递物品的远近能力的比赛等。
　　从以上八个环节可以看出，每一个课程体系都以项目式的教学来进行设计，课程的每个环节紧紧围绕STEM教育的目的，注重学生综合能力的培养。在课程设计和实施的过程中均以学生为主体、教师为引导，教学内容的产生淡化了教师的主观安排，体现了学生通过探究、思考引出相关教学内容，进而让学生深入思考和挖掘有价值有意义的东西，教学内容层层递进、探究分析步步深入、充分给予了学生动手动脑的机会。课程开发的题材来源于实际生活，来源于本土文化，这样的课程更接地气。开发出来的课程体系体现了多学科融合的思想，过程中不仅涉及了科学、技术、工程还涉及到语文（故事编写、调查报告编写等）、艺术（绘画、工艺品设计制作等），这样的课程体系也就更能体现出STEM课程的精神。